初始不平顺与初始弯曲的叠加方式对无缝线路稳定性影响
收稿日期:20141008
基金项目:中央高校基本科研业务费资助项目(SWJTU12CX079)
作者简介:罗华朋(1991 ),男,硕士研究生,E?mail:756468322@https://www.360docs.net/doc/6e5790983.html,三
第59卷 第7期2015年7月
铁道标准设计
RAILWAY STANDARD DESIGN
Vol.59 No.7Jul.2015
文章编号:10042954(2015)07004004
初始不平顺与初始弯曲的叠加方式
对无缝线路稳定性影响
罗华朋,马旭峰,王 平,谢铠泽
(西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室,成都 610031)
摘 要:针对无缝线路稳定性方面的分析,研究线路初始不平顺与初始弹塑性弯曲之间的叠加方式具有重要意义三根据无缝线路稳定性有限元分析理论建立钢轨二扣件二轨枕和道床阻力为一体的轨道框架模型,对于桥上无缝线路由于梁端相对伸缩产生的线路不平顺,分析线路不平顺幅值位置以及各弦测法对应矢度最大值位置与初始弹塑性弯曲的叠加线型对无缝线路稳定性的影响三分析表明:梁端横向伸缩引起的钢轨变形会降低无缝线路的稳定性三建议对于存在初始不平顺的线路,首先采用4m 弦长对线路初始不平顺进行测量,得到最大的矢度对应的位置,然后与钢轨初始弹塑性弯曲最大处相对应进行叠加,最后进行求解,以此作为计算无缝线路稳定性最不利的工况三关键词:无缝线路;稳定性;有限元分析理论;初始弯曲
中图分类号:U213.9+11 文献标识码:A DOI:10.13238/j.issn.1004-2954.2015.07.010
Effects of Initial Irregularity and Initial Bending Stacking
on the Stability of Continuous Welded Rail
LUO Hua?peng,MA Xu?feng,WANG Ping,XIE Kai?ze
(MOE Key Laboratory of High speed Railway Engineering,Southwest Jiaotong University,Chengdu 610031,China)
Abstract :Analysis of the stability of continuous welded rail is conducted to understand the initial track irregularity and initial elastic?plastic bending’s superposition.Based on CWR track stability finite element analysis theory,a track framework model is established in perspective of the rail,fastening,sleeper and roadbed resistance to analyze the effects of the track initial irregularity and initial elastic?plastic bending’s superposition on the stability of continuous welded rail with respect to the track irregularity produced by beam end relative extension.Analysis shows that the track initial irregularity may reduce track stability.
Suggestions for the presence of track initial irregularity are made to use 4m chord to measure the track initial irregularity for the maximum position relating to the vector,and then stack with the rail initial elastic?plastic bending,and the solution is taken as the worst condition of the stability of continuous
welded rail.
Key words :Continuous welded rail;Stability;Theory of finite element analysis;Initial bending
有砟无缝线路最突出的问题就是由于它在结构上限制了钢轨的伸缩,当温升较大时,钢轨内积聚巨大的温度力,当压力达到一定值时,有可能造成轨道的臌曲,亦即丧失稳定三对于无缝线路稳定性的分析,主要有微分方程法[12]二能量法和有限元法三相对于微分方程法和能量法,由于有限元法在不假设钢轨变形曲
线条件下可以考虑各种材料二边界条件及几何关系等引起的非线性,并且能模拟出各种线路条件下从稳定状态发展到失稳状态的过程,因此许多学者对该方法进行了研究三周毅等[34]采用有限单元法几何非线性理论分析了直线上二曲线上无缝线路失稳的影响因素,杨冠岭[5]首次采用有限元方法分析大跨桥上无缝线路竖向稳定性问题,但是这些研究均未分析线路存在初始不平顺,以及初始不平顺与弹塑性初始弯曲的叠加方式对稳定性的影响三因此,就线路不平顺与初始弹二塑性弯曲之
间的具体叠加方式展开讨论,分析确定稳定性影响最不利的叠加方式,从而得到线路容许升温值三
1 无缝线路稳定性有限元计算模型
无缝线路在温度力作用下发生横向臌曲的力学模型如图1所示三该模型以普通的平面梁单元模拟钢轨和轨枕,且考虑了钢轨梁单元和轨枕梁单元剪切变形以及钢轨梁单元非线性变形的影响;利用线性弹簧单元模拟钢轨与轨枕的扣件之间的纵向二横向以及扭转阻力;利用非线性弹簧单元模拟道床的纵横向阻力
三图1无缝线路横向臌曲的有限元模型
2 稳定性模型中横向不平顺与初始弯曲的叠加
2.1 初始横向不平顺
为了研究稳定性模型中初始横向不平顺与初始弹塑性弯曲的叠加作用,引用桥上无缝线路由于梁端相对伸缩引起的钢轨横向变形作为线路初始不平顺三由于钢桥与混凝土桥线膨胀系数二温差变化二支座间距等存在一定的差异,在桥梁温度变化时会引起钢轨发生不同横向位移,由于该位移的存在因而钢桥与混凝土桥连接处梁端横向位移差别最大三具体计算工况为[6]:与钢桥相连的是跨度32m的混凝土简支梁桥,弹性模量E=3.45×104MPa,热膨胀系数α=1.3×10-5/℃,ΔT为15℃;钢桁梁的弹性模量E=2.06×105MPa,热膨胀系数α=1.18×10-5/℃,ΔT S为25℃三
计算钢轨在梁体升温条件下产生的横向变形如图2所示
三
图2 钢轨横向变形
2.2 横向不平顺与初始弯曲的叠加线型比较
把梁端横向伸缩引起的钢轨横向变形作为线路初始条件,然后在路基上建立图1所示的无缝线路稳定性模型,分析钢轨横向变形与初始弯曲叠加的问题三由于主要讨论的是初始弹塑性弯曲与梁端钢轨横向变形的叠加,因此暂不考虑圆曲线的叠加三
在有限元方法计算中,弹性初始弯曲采用正弦曲线,塑性初始弯曲采用圆曲线,初始弹塑性弯曲保持恒定,一般假设f0e=f0p=0.3cm,并且初始半波长均假定为l0=4m[78],初始弯曲图形如图3所示(图中以矢度最大处对应的为零点
)三
图3 轨道初始弹塑性弯曲变形曲线
依据无缝线路稳定性分析的规律及变形特性,拟采用8种方案进行叠加计算,见表1三
表1 计算方案
叠加
方案
初始弯曲控制位置横向位移控值位置
1弯曲变形最大处位移最小处
2弯曲变形最大处位移最大处
3弯曲变形最大处2m弦矢度最大处
4弯曲变形最大处4m弦矢度最大处
5弯曲变形最大处6m弦矢度最大处
6弯曲变形最大处8m弦矢度最大处
7弯曲变形最大处10m弦矢度最大处
8弯曲变形最大处方向变化率最大处
备注
钢轨变形臌曲方式
初始弯曲半波长
规范规定矢度计算
基于上述分析,首先要确定钢轨横向变形最大与最小点位置,2二4二6二8m与10m弦矢度最大位置及钢轨横向变形方向变化率最大位置,其中钢轨横向变形最小点位置为梁缝位置左侧1.900m,最大点位置为梁缝右侧2.641m,2二4二6二8m与10m弦测法的结果如图4所示,对应的矢度最大值位置分别为梁缝右侧1.027,1.658,2.055,2.451,2.825m三钢轨横向方向变化率计算结果如图5所示,图6为钢轨横向变形不同位置与钢轨初始弹塑性不平顺相叠加的结果三
14
第7期罗华朋,马旭峰,王 平,等 初始不平顺与初始弯曲的叠加方式对无缝线路稳定性影响
汽车平顺性评价
汽车平顺性评价方法 车辆行驶平顺性可以定义为:车辆在一般行驶速度范围内行驶时，能保证乘员不会因车身振动而引起不舒服和疲劳的感觉，以及保持所运货物完整无损的性能。由于行驶平顺性主要是根据乘员的舒适程度来评价，又称为乘坐舒适性。它是考核汽车性能的主要指标之一。通常讨论的平顺性主要指路面不平引起的汽车振动，频率范围约为0.5一25Hz。研究平顺性的主要目的是控制振动的传递，使汽车振动系统在给定“输入”下的“输出”不超过一定界限，以保持乘员的舒适性。平顺性分析可根据图2.1所示框图来进行。 目前对汽车平顺性的评价主要分为两类:主观评价和客观评价。主观评价方法主要考虑乘员的主观反应，以人的感官为主，进行统计分析并对车辆进行评价;客观评价方法主要借助于测量仪器来完成对频率、加速度、承受时间等振动参数的测量，将测量值与相对应的限值指标相比较，客观地确定车辆的行驶平顺性。 1主观评价法 主观评价方法一般用于在同样的试验条件下(路况、车速、气象条件等相同)的车辆比较，由专业人员根据主观评价规范，通过对被评车辆的观察、操作感受、典型路况的驾乘等，对车辆进行评价后，对每一评价项目进行打分，给出评语。 主观评价的项目主要有:座椅垂直振动、座椅前后振动、座椅横向振动、转向盘振动、驾驶室的摇摆及车辆地板的振动等。主观评价受到评价者个人主观因素的影响较大，由于人体自身复杂的心理、生理特性，即使相同的振动，不同评价者可能给出差别较大的评价结果，因此难以得出确切的结论。 2客观评价法 客观评价法主要考虑车辆的隔振性能，以机械振动的各物理量(如振幅、频率、速度、加速度等)作为评价指标并适当考虑人体对振动反应的敏感程度来价汽车的平顺性。1974年，国际标准化组织在综合大量有关人体全身振动研究成果的墓础上，制定了ISO2631的最初版本一《人体承受全身振动评价指南》。之后经过几次修订，于1997年颁布了新的ISO2631一1:1997(E)标准，该标准规定，当振动波形峰值系数(加权加速度时间历程a w(t)的峰值与加权加速度均方根值a w的比值)<9时，用基本评价方法即加权加速度均方根值来评价振动对人体舒适与健康的影响。当峰值系数>9时，用辅助评价方法。 2.1基本评价方法 首先分别计算各轴向加权加速度均方根值a w，对记录的加速度时间历程a(t)，通过相应频率加权函数w(f)滤波器得到加权加速度时间历程a w(t)据下式计算出a w(t)的均方根值a w。 式中，a w为加权加速度均方根值;a w(t)为加权加速度时间历程;T为振动的分析时间,一般取120s。
无缝线路知识考试题
无缝线路部分测试题 一、填空题 1.无缝线路应力调整是指不改变长钢轨原来的长度，在部分地段钢轨有伸有缩，将应力调整均匀。 2.无缝线路的稳定性，就是指由于温度升高，钢轨所产生的温度压力与道床阻力、轨道框架刚度反作用力之间的相对平衡。 3.道床抵抗轨道框架横向位移的阻力叫道床横向阻力。 4.道床横向阻力是阻止线路胀轨跑道的重要因素，对无缝线路的稳定起保证作用。 5.无缝线路的纵向阻力是指阻止钢轨及轨道框架纵向伸缩的阻力。 6.无缝线路的纵向阻力包括接头阻力、扣件阻力和道床纵向阻力。 7.跨区间无缝线路绝缘接头，采用厂制胶接绝缘钢轨。 8.无缝道岔的钢轨绝缘接头采用胶接绝缘接头。 9.无缝道岔的高锰钢整铸辙叉前后4个接头采用冻结接头，其余接头全部焊接。 10.每段无缝线路应设位移观测桩5～7对，固定区较长时，可适当增加对数。 11.跨区间和全区间无缝线路，单元轨条长度大于1200m时，设置7对位移观测桩。 12.跨区间和全区间无缝线路，单元轨条长度不大于1200m时，设置6对位移观测桩。 13.对于无缝线路锁定轨温不明不准者，应有计划地安排在设计锁定轨温范围进行应力放散。 14.无缝线路常见的放散方法有列车碾压法、拉伸法、撞轨法。 95.跨区间和全区间无缝线路和无缝道岔上的绝缘接头必须采用胶接绝缘。 15.铺设无缝线路施工按流程包括焊接、装卸、运输、换轨、整修等主要作业。 16.铺设无缝线路施工时工地焊接应对焊缝进行焊后热处理，并进行探伤检查，不符合质量要求的焊头，必须锯切重焊。
17.混凝土宽枕线路起道作业时，应采用枕下垫砟和枕上垫板相结合的方法。 18.在道岔转辙部分改道时，应将曲股基本轨弯折尺寸和尖轨侧弯整修好。 19.无缝线路地段应根据季节特点、锁定轨温和线路状态，合理安排全年维修计划。 20.无缝线路应力放散可根据具体条件采用滚筒配合撞轨法，或滚筒结合拉伸配合撞轨法。 21.无缝线路应力放散或调整后，应按实际锁定轨温及时修改有关技术资料和位移观测标记。 二、选择题 1.无缝线路地段，当预测施工轨温高于原锁定轨温( B )以上时，线路清筛前必须进行应力放散，放散轨温应满足施工期间作业安全要求。 (A)7℃(B)10℃(C)12℃(D)15℃ 2.铺设无缝线路施工中，铝热焊缝距轨枕边缘不应小于40mm，线路允许速度大于160km/h 时不应小于( D )。 (A)30mm (B)50mm (C)80mm (D)100mm 3.无缝线路地段在高温季节不应安排综合维修和( A )的作业。 (A)影响线路稳定(B)起拨道量较大(C)线路纵向稳动较大(D)线路产生横向稳动 4.当线路连续出现碎弯并有胀轨迹象时，必须加强巡查或派专人监视，观测轨温和线路方向的变化；若碎弯继续扩大，应设置慢行信号防护，进行( B )。 (A)临时处理(B)紧急处理(C)夯拍道床处理(D)拨顺线路方向 5.作业中如出现轨向、高低不良，起道、拨道省力，枕端道砟离缝等胀轨迹象时，必须( D )，并及时采取防胀措施。 (A)派人监视线路(B)复紧线路立螺栓(C)临时处理(D)停止作业 6.在跨区间无缝线路上的无缝道岔尖轨及其前方25m范围内综合维修，作业轨温范围为实际锁定轨温( C )。 (A)±5℃(B)±7℃(C)±10℃(D)±12℃ 7.应力放散时，应每隔( B )设一位移观测点观测钢轨位移量，及时排除影响放散的障碍，总放散量应达到计算数值，钢轨全长放散均匀，锁定轨温应准确。 (A)30～70m (B)50～100m (C)70～120m (D)90～150m 8.当钢轨断缝不大于50mm时，应立即进行( A )。 (A)紧急处理(B)临时处理(C)永久处理(D)限速45km/h放行列车
轨道普通无缝线路设计计算书
目录 目录 一．设计题目： (1) 普通无缝线路设计..................................................................... 1 二．设计资料：................................................................................. 1 三、计算步骤： (2) 3.1温度压力的计算 .................................................................. 2 3.2轨道稳定性允许温度压力[]P ............................................. 5 3.3轨道稳定性允许温升[]c T ? ................................................. 6 3.4根据强度条件确定允许温降[]d T ? ..................................... 6 3.5设计锁定轨温计算 .............................................................. 8 3.6设计锁定轨温 ...................................................................... 9 3.7伸缩区长度计算 ................................................................ 10 3.8无缝线路缓冲区预留轨缝计算 . (11) 3.8.1长轨条一端伸缩量长?的计算 ............................... 11 3.8.2缓冲轨一端伸缩量 缓 ?的计算 (12) 3.8.3预留轨缝的计算 ..................................................... 12 3.9防爬器设置 ........................................................................ 13 3.10长轨条布置 ...................................................................... 14 四、参考文献................................................................................... 14 附：无缝线路稳定性检算 (14)
无缝线路稳定性分析及加强措施
无缝线路稳定性分析及加强措施 无缝线路在钢轨内部巨大的温度力作用下，容易引起轨道的横向变形，在列车动力或人工作业等干扰下，轨道弯曲变形有时会突然增大，这一现象常称为胀轨跑道，在理论上称为丧失稳定。这对列车运行的安全是个极大威胁。无缝线路的稳定性分析主要目的是研究轨道臌曲的发生规律，分析产生轨道臌曲的力学条件和主要影响因素。通过分析这些因素，制定相应的预防措施，提高无缝线路的稳定性。 标签：无缝线路稳定性措施 一、无缝线路稳定性影响因素 1.道床横向阻力对无缝线路稳定性的影响 道床的约束阻力主要受到维修的扰动和其他原因的影响而发生改变。道床纵向阻力系指道床抵抗軌道框架纵向位移的阻力。它是抵抗钢轨伸缩，防止线路爬行的重要参数。道床抵抗轨道框架纵向阻力的位移是由轨道与道床的摩阻力和枕木盒内道碴抗推力组成的。道床横向分布阻力是指道床抵抗轨道框架的横向阻力。它是防止胀轨跑道，保持轨道稳定的重要原因。道床横向阻力是由轨道两侧及底部与道碴接触面之间的摩阻力和轨枕端头阻止横移的阻力组成。道床横向阻力对于无缝线路横向稳定性的影响很敏感，是保持无缝线路稳定的主要因素。有关资料结果表明，保持轨道的稳定性，道床横向阻力起65%的作用。道床的饱满程度，道床肩宽，道床肩部堆高，道砟种类及粒径尺寸，线路维修作业影响，行车条件和轨枕类型是影响道床横向阻力的主要因素[1]。 在无缝线路轨道沉降段，由于路基沉降引起轨枕和道床接触减小，道床横向阻力降低。由“统一公式”，道床横向阻力减小，即等效道床阻力Q值降低，轨道允许温度力[P]降低，无缝线路稳定性减低[2]。 由不等波长稳定性计算公式，初始道床横向阻力降低，无缝线路处于平衡状态的温度力降低，稳定性降低。 即沉降段中，由于道床横向阻力的降低，无缝线路稳定性降低。 2.轨道框架刚度对无缝线路稳定性影响 轨道框架刚度在水平面内等于两股钢轨的水平刚刚度（即横向刚度）以及钢轨与钢轨结点间的扣件阻矩之和。两股钢轨水平面内的刚度之和（为一根钢轨对竖直轴的惯性矩）。本文中采用的是单根钢轨模型计算分析，轨道框架远比实际情况小，但不影响其他因素的分析。 由“统一公式”和不等波长公式可知，钢架刚度EI直接影响值容许温度压力
汽车平顺性评价
汽车平顺性评价方法 车辆行驶平顺性可以定义为：车辆在一般行驶速度范围内行驶时，能保证乘员不会因车 身振动而引起不舒服和疲劳的感觉， 以及保持所运货物完整无损的性能。 由于行驶平顺性主 要是根据乘员的舒适程度来评价，又称为乘坐舒适性。它是考核汽车性能的主要指标之一。 通常讨论的平顺性主要指路面不平引起的汽车振动，频率范围约为 0.5 — 25Hz 。研究平顺 性的主要目的是控制振动的传递，使汽车振动系统在给定“输入”下的“输出”不超过一定 界限，以 保持乘员的舒适性。平顺性分析可根据图 2.1所示框图来进行。 -A h/ 图叮车辆彳亍驶平顺性分析摧图 目前对汽车平顺性的评价主要分为两类 ：主观评价和客观评价。主观评价方法主要考虑 乘员的主观反应，以人的感官为主，进行统计分析并对车辆进行评价 ；客观评价方法主要借 助于测量仪器来完成对频率、加速度、承受时间等振动参数的测量，将测量值与相对应的限 值指标相比较，客观地确定车辆的行驶平顺性。 1主观评价法 主观评价方法一般用于在同样的试验条件下 (路况、车速、气象条件等相同 )的车辆比较，由 专业人员根据主观评价规范，通过对被评车辆的观察、操作感受、 典型路况的驾乘等， 对车 辆进行评价后，对每一评价项目进行打分，给出评语。 主观评价的项目主要有：座椅垂直振动、座椅前后振动、座椅横向振动、转向盘振动、驾驶 室的摇摆及车辆地板的振动等。 主观评价受到评价者个人主观因素的影响较大， 由于人体自 身复杂的心理、生理特性，即使相同的振动， 不同评价者可能给出差别较大的评价结果，因 此难以得出确切的结论。 2客观评价法 客观评价法主要考虑车辆的隔振性能，以机械振动的各物理量 (如振幅、频率、速度、加速 度等)作为评价指标并适当考虑人体对振动反应的敏感程度来价汽车的平顺性。 1974年，国 际标准化组织在综合大量有关人体全身振动研究成果的墓础上，制定了 ISO2631的最初版 本一《人体承受全身振动评价指南》。之后经过几次修订，于 1997年颁布了新的ISO2631 一 1:1997(E)标准，该标准规定，当振动波形峰值系数 (加权加速度时间历程 3w (t)的峰值与加 权加速度均方根值 a w 的比值)<9时，用基本评价方法即加权加速度均方根值来评价振动对人 体舒适 与健康的影响。当峰值系数 >9时，用辅助评价方法。 2.1基本评价方法 首先分别计算各轴向加权加速度均方根值 a w ，对记录的加速度时间历程 a(t)，通过相应 频率加权函数 w(f)滤波器得到加权加速度时间历程 a w (t)据下式计算出a w (t)的均方根值a w 。 1 % ￡⑺(加 式中，a 为加权加速度均方根值；a w (t)为加权加速度时间历程;T 为振动的分析时间，一般取 ?轮跆、澈媒、车月忌戒 ?啓椅凰人俸系喘 ?质戲、弹性阻尼元件
轨道强度稳定性计算
目录............................................................... 错误！未定义书签。轨道强度、稳定性计算 (2) 1.1设计资料： (2) 1.2 轨道强度、稳定性计算的基本原理 (2) 1.2.1.轨道强度计算的基本原理 (2) 1.2.2.稳定性计算的基本原理 (3) 1.3 轨道各部件强度验算 (5) 1.3.1SS1(客)电力机车 (5) 1.3.2DF4B（货）内燃机车 (10)
轨道强度、稳定性计算 1.1设计资料： 线路条件：曲线半径R=1500m ，钢轨：60kg/m ，U74钢轨，25m 长的标准轨；轨枕：Ⅱ型混凝土轨枕1760根/m ；道床：碎石道砟，厚度为40cm ；路基：既有线路；钢轨支点弹性系数D ：检算钢轨强度时取30000N/mm ；检算轨下基础时取70000N/mm ；由于钢轨长度为25m ，钢轨类型为60kg/m ，故温度应力a 51t MP =σ，不计钢轨附加应力。 机车类型：SS1（客）电力机车，三轴转向架，轮载115KN ，轴距2.3m ，机车构造速度95km/h DF4B （货）内燃机车，三轴转向架，轮载115KN ，轴距1.8m ，机车构造速度120km/h 1.2 轨道强度、稳定性计算的基本原理 1.2.1. 轨道强度计算的基本原理 目前，最常用的检算轨道强度方法称为准静态计算方法。所谓准静态计算方法，就是应用静力计算的基本原理，对轨道结构尽力计算，然后根据轨轮系统的动力学特性，考虑为轮载、钢轨绕度、弯矩和轨枕反力等的动力增值问题。 轨道强度准静态计算包括以下三项内容： I 、 轨道结构静力计算 II 、 轨道结构强度的动力计算——准静态计算 III 、 检算轨道结构各部件的强度 1) 强度检算的基本假设:
平顺性和通过性及其评价指标11
1、汽车行驶平顺性 平顺性是指汽车在一般行驶速度范围内行驶时，避免因汽车在行驶过程中所产生的振动和冲击使人感到不舒服、疲劳、甚至损害健康，或者使货物损坏的性能。由于行驶平顺性主要是根据成员的舒适程度来评价，所以有称为乘坐舒适性。 汽车行驶平顺性评价方法，是根据人体对震动的生理反应，以及对货物完整性的影响制定的，并用震动的物理量，如频率、振幅、加速度等作为行驶平顺性的评价指标。车身震动的固有频率应为人体所习惯的步行时，身体上、下运动的频率，它约为60—80次∕秒（1—1.6Hz），所以，车身振动加速度的极限值应低于0.6—0.7g。人体是一个复杂的振动系统，大量的试验资料表明，人体包括心脏、胃部在内的胸腹系统，在垂直振动4—8Hz、水平振动1—2Hz范围内会出现明显的共振，这就是人体对振动最敏感的频率范围。国际标准（ISO2631）对人体承受的振动加速度划分出3种不同的感觉界限； 《1》暴露极限； 振动加速度值在这个极限以下，人能保持健康或安全，这个极限作为能够承受的上限。 《2》疲劳降低工作效率界限；
振动加速度在这个界限以下，能保证驾驶员正常地驾驶车辆，不至太疲劳和使工作效率降低。 《3》舒适降低界限； 振动加速度在此界限时，能在车上进行吃、读、写等动作，超过此界限会降低舒适性。 2，汽车的通过性 是指汽车在一定载质量下能以足够高的平均车速通过各种坏路及无路地带和克服各种障碍的能力。（1）轮廓通过性。由于汽车与地面间的间隙不足而被地面托住，无法通过的情况，称为间隙失效。 当车辆中间底部的零件碰到地面而被顶住时， 称为顶起失效。当车辆前端或尾部触及地面而 不能通过时，则分别称为触头失效和托尾失效。 汽车通过性的几何参数包括最小离地间隙、纵 向通过角、接近角、离去角、最小转弯直径等。（2）支撑通过性 《1》牵引系数TC；单位车重的挂钩牵引力（净牵引力）挂钩牵引力表明汽车在松软地面上 加速、爬坡、克服道路不平的阻力或牵引其 他车辆的能力。 《2》牵引效率（驱动效率）;驱动轮输出功率与输入功率之比。它反映了车轮功率传递过程中
无缝线路稳定性及有效保证措施研究
无缝线路稳定性及有效保证措施研究 2012年1月第1期(总160)铁道工程JOURNALOFRAILWAYENGINEERINGSOCIETYNO.1(Ser.160) 文章编号:1006—2106(2012)01—0026—04 无缝线路稳定性及有效保证措施研究 梁灿 (中国中铁印尼有限责任公司,北京100039) 摘要:研究目的:无缝线路在长轨条范围消除了轨缝,在轨温改变时钢轨的伸缩受到限制,当轨温升高时,钢轨 内将产生巨大的温度压力,温度压力超过一定限值时,钢轨可能会臌曲变形,使轨道丧失稳定.有些特殊地 段,如桥梁,无缝道岔区,由于结构特点,还会在钢轨内产生多余的附加力,在半径较小的曲线地段,无缝线路 抗失稳能力降低,对无缝线路稳定性提出了更高的要求. 研究结论:在特殊地段,如桥梁,无缝道岔区及小半径曲线地段,传统的提高无缝线路稳定性措施有一定 的局限性,通过采用外侧支挡或内侧加拉杆,使用整体道床,使用小阻力扣件,使用伸缩调节器,设置道床插板 等措施,可以有效地解决特殊地段无缝线路的稳定性. 关键词:无缝线路;稳定性;措施 中图分类号:U213.9文献标识码:A AStudyontheStabilityofContinuouslyWeldedRailTracksandRelevant EffectiveMeasures LIANGCan (ChinaRailwayIndonesiaCo.,Ltd,Beijing100039,China) Abstract:Researchpurposes:Theseamiseliminatedwiththerangeoflongrailforseamlessrai lwayline.Whenthe
结合解析法提高叠加法求弯曲变形的教学效果.
结合解析法提高叠加法求弯曲变形的教学效果 一、引言在材料力学的弯曲变形一章中，根据线性叠加原理，采用叠加法求解，生动形象且计算量小。 传统的叠 加法，在讲述完叠加原理后，根据总结的基本变形问题，演变成了图解法的方式。但是，这种教学方式存在着一些问题。如，在求外伸梁的弯曲变形时，教学效果就不是很好。目前的各种高校教材，都是直接给出了叠加法求外伸梁变形的使用步骤，却没有作进一步的推导演绎。学生对此往往产生困惑，如，关于梁中间的铰支座处的转角计算，需要把外伸段的载荷平移到铰支座位置求解；而在材料力学中，一开始就明确指出力的平移定理对弹性体模型是不成立的，两种说法明显相互矛盾。究其原因，不同于其它形式的梁，叠加法求解外伸梁弯曲变形的处理过程全部是在外伸段进行。此时单纯使用叠加原理，并不能清楚地解释每个处理步骤的物理意义。虽然有“逐段分析求和法”作为补充，但其类比过程和纯文字的叙述方式解释得仍不清楚。如果只用解析法，从求解方程的角度来考虑，它和叠加法的处理步骤也不能一一对应。 本文尝试从解析法入手， 通过适当的推导和分析，明确给出了叠加法每个步骤的物理意义，让学生“知其然，又知其所以然”，指出对于外伸梁的图解法处理，并不是简单的线性叠加，还需结合等效变换的概念，获得了很好的教学效果。 除了外 伸梁的弯曲变形，使用叠加法和解析法相结合的方式，还可以分析更多的弯曲变形问题。通过一题多解的形式，使学生对材料力学知识点的理解、课程结构的整体把握都更加透彻。 二、外伸梁问题 图1 外伸梁下面结合叠加法求外伸梁弯曲变形的处理过程，给出相应的公式推导和分析。以外伸梁在自由端作用集中力F为例，分析端面B的挠度（图1）。由于AC和BC段的弯矩方程不同，因此挠曲线方程表示为：AC段：w= 乙乙MACEId乙乙x dx+C1x+D1（1）BC段：w= 乙乙MBCEId乙乙x dx+C2x+D2（2）首先，对梁的外伸段BC，采用截面法分析梁右段。 若以C为原点，水平向右为x轴正方向，则弯矩MBC=F（a-x），代入（2）式有w=1EI16Fx3+12Fx乙乙2+C2x+D2（3）如果得到C2、D2，则可以求出外伸段BC任一截面的挠度和转角。积分常数通过C点边界条件给出。如果wc=0，θc=0，即相当于C点为固定端，BC段为悬臂梁，则C2=D2=0。但实际上，C点约束为铰支座约束，即wc=0，θc≠0，代入（3）式，得到C2=θc，D2=0。根据线性叠加原理，外伸梁问题可以等效为悬臂梁BC的弯曲变形和转角θc对外伸段的影响两者之和。 然后，关于转角θc的求解，由 于挠曲线光滑连续，根据连续性条件，C截面的转角θc可以用AC段的挠曲线方程计算得到。对AC段的弯矩，用截面法分析梁左段的物理意义更明显。此时若以A为原点，水平向右为x轴正方向，则AC段的弯矩方程为 MAC=FAx=Falx （4）代入边界条件wA=0，wc=0，则转角可求。
轨道强度稳定性计算解析
目录 (1) 轨道强度、稳定性计算 (2) 1.1设计资料： (2) 1.2 轨道强度、稳定性计算的基本原理 (2) 1.2.1.轨道强度计算的基本原理 (2) 1.2.2.稳定性计算的基本原理 (3) 1.3 轨道各部件强度验算 (5) 1.3.1SS1(客)电力机车 (5) 1.3.2DF4B（货）内燃机车 (10)
轨道强度、稳定性计算 1.1设计资料： 线路条件：曲线半径R=1500m ，钢轨：60kg/m ，U74钢轨，25m 长的标准轨；轨枕：Ⅱ型混凝土轨枕1760根/m ；道床：碎石道砟，厚度为40cm ；路基：既有线路；钢轨支点弹性系数D ：检算钢轨强度时取30000N/mm ；检算轨下基础时取70000N/mm ；由于钢轨长度为25m ，钢轨类型为60kg/m ，故温度应力a 51t MP =σ，不计钢轨附加应力。 机车类型：SS1（客）电力机车，三轴转向架，轮载115KN ，轴距2.3m ，机车构造速度95km/h DF4B （货）内燃机车，三轴转向架，轮载115KN ，轴距1.8m ，机车构造速度120km/h 1.2 轨道强度、稳定性计算的基本原理 1.2.1. 轨道强度计算的基本原理 目前，最常用的检算轨道强度方法称为准静态计算方法。所谓准静态计算方法，就是应用静力计算的基本原理，对轨道结构尽力计算，然后根据轨轮系统的动力学特性，考虑为轮载、钢轨绕度、弯矩和轨枕反力等的动力增值问题。 轨道强度准静态计算包括以下三项内容： I 、 轨道结构静力计算 II 、 轨道结构强度的动力计算——准静态计算 III 、 检算轨道结构各部件的强度 1) 强度检算的基本假设:
无缝线路
1.什么是无缝线路？ 用具有相当长度的焊接长度长钢轨代替普通标准钢轨的轨道称为无缝线路。 2.什么是温度应力式无缝线路，温度应力式无缝线路的发展经历了那三个阶段？ ·在运营过程中，随着轨温的变化，每段无缝线路除两端的伸缩区放散部分温度应力外，通常不放散温度应力，它有固定的锁定轨温。 ·普通无缝线路、区间无缝线路、跨区间无缝线路 3.什么是区间无缝线路？什么是跨区间无缝线路？ ·随着胶接绝缘接头技术的推广应用及无缝线路施工技术的完善，为满足列车提速的需要，尽量减少钢轨接头的存在，把原来长1-2km 的长轨条延长，使长轨长度达到或接近两个车站之间的长度。 ·为了最大限度减少钢轨接头，延长轨条长度，把区间无缝线路的长轨条延长与车站道岔焊接在一起，成为跨区间无缝线路。 4.为什么无缝线路长钢轨理论上可以无限长？ 钢轨伴随轨温变化的伸缩变形完全受到约束时，其温度应力仅仅与其轨温变化幅度呈线性关系，而与钢轨的长度无关。只要能够实现钢轨的完全约束，无缝线路可以任意的增加长度而不会增加钢轨应力。 5.无缝线路温度力与什么有关，其计算公式是什么？ 轨温。σ=2.48Δt 6.什么是无缝线路稳定性，无缝线路稳定性的主要研究内容是什么？ ·处于高温条件下的无缝线路轨道易于发生横向位移，形成线路方向不良，影响列车行驶的平稳性，甚至胀轨跑道，引发列车脱轨事故。 ·高温条件下轨道横向位移与钢轨温度力的变化规律 7.简述无缝线路胀轨跑道的含义？ ·轨道随钢轨温升发生横向位移，轨道的弯曲矢度进一步扩大，习惯称为胀轨阶段。 之后，轨道将发生突发性横移，即位移骤然扩大，并可·钢轨温升超过△T B 能伴随有轻微响声，习惯称为跑道。 8.无缝线路稳定性的影响因素？工程上可采取那些措施提高无缝线路的稳定性？ 钢轨的温升幅度、轨道原始不平顺、道床横向阻力、轨道框架刚度。 9.桥上无缝线路有那些纵向附加力？ 伸缩力、挠曲力、制动力、断轨力 10.什么是桥上无缝线路伸缩附加力？ 伴随温度变化，因梁轨相对位移而产生的钢轨纵向附加力。
无缝线路知识考试题
无缝线路知识考试题公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]
无缝线路部分测试题 一、填空题 1.无缝线路应力调整是指不改变长钢轨原来的长度，在部分地段钢轨有伸有缩，将应力调整均匀。 2.无缝线路的稳定性，就是指由于温度升高，钢轨所产生的温度压力与道床阻力、轨道框架刚度反作用力之间的相对平衡。 3.道床抵抗轨道框架横向位移的阻力叫道床横向阻力。 4.道床横向阻力是阻止线路胀轨跑道的重要因素，对无缝线路的稳定起保证作用。 5.无缝线路的纵向阻力是指阻止钢轨及轨道框架纵向伸缩的阻力。 6.无缝线路的纵向阻力包括接头阻力、扣件阻力和道床纵向阻力。 7.跨区间无缝线路绝缘接头，采用厂制胶接绝缘钢轨。 8.无缝道岔的钢轨绝缘接头采用胶接绝缘接头。 9.无缝道岔的高锰钢整铸辙叉前后4个接头采用冻结接头，其余接头全部焊接。 10.每段无缝线路应设位移观测桩5～7对，固定区较长时，可适当增加对数。 11.跨区间和全区间无缝线路，单元轨条长度大于1200m时，设置 7对位移观测桩。
12.跨区间和全区间无缝线路，单元轨条长度不大于1200m时，设置6对位移观测桩。 13.对于无缝线路锁定轨温不明不准者，应有计划地安排在设计锁定轨温范围进行应力放散。 14.无缝线路常见的放散方法有列车碾压法、拉伸法、撞轨法。 95.跨区间和全区间无缝线路和无缝道岔上的绝缘接头必须采用胶接绝缘。 15.铺设无缝线路施工按流程包括焊接、装卸、运输、换轨、整修等主要作业。 16.铺设无缝线路施工时工地焊接应对焊缝进行焊后热处理，并进行探伤检查，不符合质量要求的焊头，必须锯切重焊。 17.混凝土宽枕线路起道作业时，应采用枕下垫砟和枕上垫板相结合的方法。 18.在道岔转辙部分改道时，应将曲股基本轨弯折尺寸和尖轨侧弯整修好。 19.无缝线路地段应根据季节特点、锁定轨温和线路状态，合理安排全年维修计划。 20.无缝线路应力放散可根据具体条件采用滚筒配合撞轨法，或滚筒结合拉伸配合撞轨法。 21.无缝线路应力放散或调整后，应按实际锁定轨温及时修改有关技术资料和位移观测标记。
[无缝,稳定性,线路]无缝线路的养护维修及其稳定性
无缝线路的养护维修及其稳定性 摘要：随着铁路建设规模的不断扩大，轨道交通的建设速度不断提高，特别是重载铁路的发展，要求铁路结构具有更高的水平，对线路平顺也有着更高的要求。因此无缝线路发挥了非常重要的作用。本文对无缝线路进行了简要的介绍，并分析了无缝线路的养护维修的重要意义，以及加强无缝铁路养护维修的具体对策。通过积极的养护维修能够有效地保障和提高无缝线路的稳定性。 关键词：稳定性；养护维修；无缝线路 无缝线路是我国轨道结构技术进步的一个重要标志，是目前轨道结构的最佳选择，为了实现铁路线路的现代化，必须积极选择无缝线路轨道结构。无缝线路发展非常迅速，具有无可比拟的优势，能够消除大量的接头，使行车的平稳性得到有效的保障。无缝线路使机车和轨道的维修费用得到降低，延长其使用寿命，对旅客的舒适性进行有效的提高。必须对无缝线路进行有效的维修养护，提高无缝线路的稳定性，发挥无缝线路的优势。 1 无缝线路 当前主要是将长轨条进行焊接铺设后的线路称为无缝线路，这是由于长轨条之间不存在缝隙。随着我国铁路事业的不断发展，列车的轴重、行车的速度、列车的密度都在不断提高，特别是重大铁路的蓬勃发展使普通线路的安全性越来越低。因此修建无缝线路能够有效的提高行车安全性和舒适性，节约大量的维修费用。根据相关调查无缝线路节约的维修费用高达30%-70%，能够极大地延长设备的使用寿命，节约劳动力和维修成本。 在维修养护无缝线路时应该对钢轨接头的基本维修要求进行明确。首先，接头构造必须具有足够的稳定性。其次，如果出现明显的温度变化，钢轨必须具备可伸缩性。这两个要求在普通线路中是无法得到满足的，如果要满足稳步需求，那么伸缩需求就不能得到满足。为了对接头的稳固和平顺进行解决，应该积极运用钢轨焊接的无缝线路。无缝线路具有较快的更新换代速度，因此必须加强对无缝线路的养护维修，对养护维修的措施进行完善。 2 对无缝线路进行养护维修的重要性 运用无缝线路能够使车辆的运行效率和安全性得到提高，同时保障轨道的质量。在普通线路中钢轨接头是一个薄弱环节，这是由于有大量的轨缝存在于钢轨接头中。当列车行驶时，轨道受到车载振动的影响，会产生较大的冲击和振动，并产生较大的打击噪音。与非接头区相比，钢轨接头承受的冲击力高达3倍以上。过大的冲击力不仅会影响旅客的舒适度，也会影响列车的平稳性，对道床的破坏进行加剧，久而久之就会造成线路老化，连接零件和钢轨的平均使用寿命缩短。为了应对这一现象往往需要对其进行维修，因此普通线路的维修费用高于无缝线路。根据相关调查，在线路维修的费用和工作量中约有一半以上都用于养护线路接头，约有1/3的费用用于线路养护，造成巨大的资金和人力资源的浪费。 与普通线路相比，无缝线路的稳定性和强度得到了加强，而且减少了大量的接头，减轻了接头处的振动。通过对无缝线路进行积极的养护维修，能够保障无缝线路的稳定性，同时节省了维修的工作量和接头的联接零件用量。由于轨缝震动和冲击的减少，列车的运行更加
第6章 汽车行驶平顺性检测
第6章汽车行驶平顺性检测 6.1 行驶平顺性的评价指标及影响因素 知识目标 1.理解汽车行驶平顺性的评价指标 2.掌握汽车通过性影响因素。 能力目标 会对车辆的平顺性做出正确的评价 导入案例 有些人乘坐化油器普通桑塔纳轿车会感到头晕、呕吐现象；为什么？其主要原因是与汽车的行驶性能与平顺性能有关，即与地面因素有关也与底盘的固有频率有关，普通桑塔纳的固有振动频率与行使的平顺性要求不合适，也即是底盘的设计存在的因素。 6.1.1 汽车行驶平顺性的评价指标 汽车在行驶时对路面不平度的隔振特性，称为汽车行驶平顺性。汽车是由几个具有固有振动频率的系统组成，这些系统包括各车轮和各弹性元件及悬架弹簧等组成；它们之间互相有一定程度的联系。汽车在不平路面上行驶时，会激起汽车的振动；当这种振动达到一定程度时，使乘员感到疲劳和不舒服，或使货物损坏。同时还会引起汽车增加附加载荷，加速汽车有关零件的磨损，缩短汽车的使用寿命。所以，汽车行驶平顺性就是保持汽车在行驶过程中乘员所处的振动环境具有一定的舒适性能；对载货汽车还包括保持货物完好的性能。 汽车行驶平顺性的评价与人体对汽车行驶振动密切相关，它不但受汽车振动频率与强度、振动作用的方向和时间影响；而且又受人的心理、生理状态的影响。所以评价和衡量汽车行驶平顺性是非常困难和复杂的。常用的汽车平顺性评价指标有两种：客观物理量的评价指标和主观感觉评价。 1.汽车行驶平顺性客观物理量评价 ⑴振动加速度振动加速度对平顺性影响很大。人体在不同的振动频率下，能承受的加速度不同。振动的强度采用加速度均方根值表示。国际标准协会提出的ISO2631标准是根据人体对不同方向、不同频率、不同振动强度机械振动的反应制定出三个评定界限，它们分别是： 舒适性降低界限：超过此界限会降低舒适性。 疲劳——工效降低极限：降低工作效率的界限，此界限与保持工作效率有关。 暴露极限：该极限为人体可以承受振动量的上限。 ⑵我国试行标准我国参照ISO2631制订了GB／T4970—1985、GB T5902—1986标准评价汽车行驶平顺性。GB/T4970—1985规定以疲劳——工效降低界限和舒适性降低界限为人体承受振动能力的主要评价指标。其中，轿车和客车用舒适性降低界限评价，货车用疲劳——工效降低界限，并对检测条件和车速做出相应规定。GB／T5902—1986规定以坐垫上和座椅底部地板振动加速度的最大值作为评价指标。 ⑶用车身的固有振动频率评价固有振动频率是指弹性系统由于偶然的干扰而离开
无缝线路稳定性影响因素。
……………………………………⊙……装…………………………⊙……订………………………⊙……线……………………………………… ……………………………………⊙……装…………………………⊙……订………………………⊙……线……………………………………目 录 目 录 ............................................................................................................................................... 1 第一章 无缝线路轨道稳定性概述 ................................................................................................... 1 1.1 稳定性的概念 ........................................................................................................................... 1 1.2 无缝线路稳定性计算的主要目的 ........................................................................................... 1 第二章 钢轨的温升幅度及轨道初始弯曲 ....................................................................................... 1 2.1 无缝线路轨道稳定概述 ........................................................................................................... 1 2.2 轨道初始弯曲 ........................................................................................................................... 2 2.3 胀轨跑道的发展过程 ............................................................................................................... 3 2.4 温升幅度的计算 ......................................................................................................................... 4 第三章道床横向阻力及轨道框架结构 ............................................................................................. 6 3.1道床横向阻力 .............................................................................................................................. 6 3.2 轨道框架刚度 ............................................................................................................................. 8 第四章 大中修施工管理对无缝线路稳定性影响 ........................................................................... 8 4.1施工安全隐患存在形式 .............................................................................................................. 8 4.2改善措施 (10) 4.2.1周密调查明确工作量 ...................................................................................................... 10 4.2.2计划提报与方案制定 ...................................................................................................... 11 4.2.3落实组织方案 .................................................................................................................. 13 4.2.4施工后工作 . (15)
无缝线路稳定性计算
无缝线路稳定性计算 无缝线路稳定性计算（computation for lateral buckling of continuous welded rail）防止无缝线路胀轨跑道所进行的计算。无缝线路稳定性才算是制定设计、施工和养护技术规程以及有关技术条件的理论基础和主要依据。无缝线路作为具有明显稳定性特征的一种结构，对其稳定性影响的因素有引发无缝线路失稳的和保持无缝线路稳定的两个方面。前者有钢轨温度力和轨道的初始不平顺；后者主要有横向道床阻力和轨道构架刚度。由于这些因素变化的随机性较大，它们对无缝线路变形直至失稳过程的影响较为复杂。为了弄清这些因素的各自变化规律、对无缝线路的作用关系，以及在温度力的作用下轨道变形的发展过程和规律，在铺设无缝线路之初就引起各国工程技术人员的重视，从理论计算和实践进行了大量的研究工作。各国在研究中结合各自的国情，所考虑的各影响因素不同，诸如对道床阻力的变化规律和取值；对轨道的原始不平顺的影响考虑与否，对变形曲线的形式更是多种多样，考虑轨道框架刚度的方法有的用系数表示，有的则把钢轨和扣件作用分开考虑；又如在确定允许温度压力时方法也不一样，一种是以一定的变形量来控制，另一种是以变形不可能出现突变情况的安全温度法，等等。上述所假定的条件不相同，则计算公式也就不同，所以各国都有自己的无缝线路稳定性计算公式。具有一定代表性和影响的公式有前苏联的米辛柯公式、日本的沿田实公式，英国的科尔公式，法国的拉阿卜公式和匈牙利的念米兹基公式等。 中国铁路自20世纪50年代未开始铺设无缝线路以来，各铁路院校、科研部门、设计院和铁路局部相继开展了试验研究工作，先后进行了单项因素如对道床阻力变化规律的试验研究和小轨道模型轨道以及试验轨道的试验，取得了大量的有用数据，对无缝线路在温度压力作用下其变形变化规律和失稳过程有了深入的认识（参见无缝线路胀轨跑道），并发表了各种形式的无缝线路稳定计算公式。在此基础上，于1977年经过多方共同研讨，提出了中国无缝线路稳定性统一计算公式（简称统一公式），以此为理论依据制定了无缝线路的设计、维修养护办法，得到推广使用，对促进中国无缝线路的发展起了重要的作用。 经过十多年以后，由于中国无缝线路的发展和实践经验及科学研究的不断深入，铁道科学研究院无缝线路研究组于1989年又提出了变形曲线波长与初始弯曲波长不相等的无缝线路稳定性计算公式（简称不等波长稳定性计算公式）。铁道部于1990年5月1日颁布实施的《无缝线路铺设及养护维修方法》（TB2098一89）中，铺设无缝线路允许温差表就是以这种计算方法为依据的，现正在推广应用。该法主要特点是：假定变形曲线波长与初始弯曲波长不相等，并考虑了温度压力分布不均匀性；锁定轨温变化的影响；以及初始弯曲分布的随机性，道床密实度、扣件拧紧程度的不均匀性；轨温测量的不准确和计算过程的误差；高温条件下无缝线路可能产生横向变形积累等因素的影响。 以上两种计算方法各有特点，目前可同时使用。现分别介绍如下∶ 统一公式 基本假定∶ ①假设道床为均匀介质，轨道框架为铺设于均匀介质中的无限长梁，梁的水平刚度为两种钢轨水平刚度乘以系数β。 ②假设轨道（梁）具有初始不平顺，由弹性初弯和塑性初弯组成。弹性初弯的线型为半波正弦曲线，其方程为 塑性初弯的线型为圆曲线，其近似式为