中南大学教学课件《铁道工程》之轨道工程-第七章 轨道结构力学.pdf

《轨道几何行位》知识点复习 1、什么是轨道几何形位?有哪些类别？管理形式有哪两种？ 2 、机车车辆相关的一些基本概念：固定轴距、全轴距、定距、 轮背内侧距离、轮缘宽度、轮对宽度、名义直径、机车车辆 运动形态与类型等； 3、直线轨道几何形位的基本要素，轨距的测量位置、扭曲； 4 、曲线轨道几何形位的基本要素，加宽、超高、缓和曲线； 5、游间的基本概念，游间、轮对宽度、轨距之关系； 6、曲线轨距加宽的原因、加宽方法及基本原则； 7、机车车辆在曲线上通过的内接形式； 8、外轨超高的作用及其设置方法、外轨超高的计算、平均速 度计算方法、欠超高、过超高 第七章轨道结构力学分析 内容提要 一、概述 二、作用在轨道结构上的力 三、轨道结构竖向受力的静力计算 四、轨道动力响应的准静态计算 五、轨道结构的强度检算（自学） 一、概述 （一）轨道结构力学分析的定义 1、整体结构 用力学基本原理，结合轮轨相互作用的原理，分析轨道在机车车辆 不同的运营条件下所发生的动态行为，即它的内力和变形分布。 2、局部部件 对主要部件进行强度核算，以便加强轨道薄弱环节，优化轨道工作 状态，提高轨道承载能力，最大限度地发挥既有轨道的潜能，提高效益。 3、特征参数 对轨道结构特征参数进行最佳匹配设计，为轨道结构的合理配套和 设计开发新型轨道结构类型及材料提供理论依据。 轨道结构力学分析是设计、检算和改进轨道结构的理论基础。 一、概述 （二）轨道结构力学分析的内容 1、静力分析 不考虑动力荷载的影响 2、准静态分析 在静力分析的基础上考虑一定的动力增量进行分析 3、动力分析 建立轨道动力分析模型进行计算 二、作用在轨道结构上的力 （一）轨道荷载种类 1. 竖向荷载 包括静轮重和附加动压力。 2. 横向水平荷载 包括直线轨道上，因车辆蛇行运动，车轮轮缘接触钢轨而产生 的往复周期性的横向力；接头死弯、道岔尖轨、辙叉翼轨和护 轨等处轮轨冲击引起的横向力；曲线轨道，因转向架转向，车 轮轮缘作用于钢轨侧面的导向力；还有未被平衡的离心力等。 3. 纵向水平荷载 包括钢轨爬行力；列车起动、制动时产生的纵向水平力；坡道 上列车重力的水平分力；温度力；摩擦纵向力；钢轨焊接造成 的收缩应力。其中，温度力对无缝线路的稳定性至关重要。 二、作用在轨道结构上的力 1. 竖向荷载 （1 ）静载：自重+ 载重 中-活载、ZK标准活载 （2 ）动载：附加动压力（动力附加值） 1 ）机车车辆构造与状态原因引起： a）车轮扁瘢、擦伤——冲击荷载 b）车轮不圆顺——冲击 2 ）轨道构造与状态引起： a）接头(轨缝、错牙、台阶、折角)——冲击 b）焊缝和轨面短波不平顺——冲击 c）轨道不平顺 3 ）机车车辆在轨道上的运动方式引起 a）蛇行——偏载 b）曲线——偏载 二、作用在轨道结构上的力 中—活载图式(距离以m计) ZK标准活载图式 二、作用在轨道结构上的力 （3 ）确定竖向荷载的方法 1 ）概率组合法 弹簧振动 轨道不平顺 车轮单独不平顺（扁瘢） 车轮连续不平顺（不圆顺车轮） 概率组合——数学平均值与其总均方差的2.5倍之和， 便得到垂向力的可能最大值。 F F  2.5 垂 二、作用在轨道结构上的力 （3 ）确定竖向荷载的方法 2 ）速度系数法