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3.4.1 检算条件 32
3.4.2 检算公式 33
3.4.3 检算内容 33
3.5 路基顶面应力计算 33
3.5.1 检算条件 33
3.5.2 检算公式 34
3.5.3 检算内容 35
3.6有限元模型分析 36
3.6.1 几何尺寸 36
3.6.2 钢轨模型 37
3.6.3 计算参数 38
3.6.4 计算结果 38
3.7 C语言分析轨道强度 39
3.8 本章小结 40
4 路基无缝线路设计 41
4.1 线路锁定轨温确定 41
4.1.1 计算公式 41
4.1.2 计算过程 42
4.2 无缝线路结构计算 44
4.2.1 设计原则 44
4.2.2 计算公式 45
4.2.3 计算过程 46
4.3 无缝线路的施工设计 49
4.3.1 焊接工艺 49
4.3.2 锁定方法 50
4.3.3 施工材料统计 51
4.4 本章小结 51
5 桥上无缝线路设计 52
5.1 设计原则 52
5.2 计算公式 53
5.3 结构设计 53
5.3.1 计算假定 53
5.3.2伸缩力计算 54
5.3.3 挠曲力计算 58
5.3.4 断轨力计算 62
5.3.5 断缝的计算 62
5.4本章小结 63
6 结论与展望 64
6.1 主要结论 64
6.2 思考展望 64
致谢 66
参考文献 67
附录1 69
附录2 72
1 绪论
1.1 工程概况
本设计是在华北气候条件下对北京地区的王佐站到云岗站间的既有线进行的无缝线路的改造，线路的设计起始里程为K432+000（云岗站出站信号机），线路的设计终点里程为K440+300（王佐站进站信号机）。
既有线路的参数：线路等级Ⅰ级，线路限坡6‰。目前为50kg/m钢轨，25 m长钢轨轨高15.2 cm，轨枕类型为Ⅱ型混凝土枕高度20.1 cm，每公里铺设1760根。道床为碎石道床，平均厚度为40 cm，泥污程度30‰。扣件类型为扣板式扣件，钢轨磨耗6 mm, 垫层厚度7 mm。
无缝线路的设计参数：设计改善线路为60 kg/m钢轨，Ⅲ型混凝土轨枕每公里1667根，垫板10 mm；客运机车为：韶山I型Vmax=120 km/h，货运机车为：东风4型Vmax=100 km/h；北京地区最高轨温Tmax=62.6℃,最低轨温Tmin=-27.4℃；设计桥梁类型为单跨28 m上承式钢板桥。
1.2 研究背景
在纵断面优化方面，意大利学者M.Dorigo[1]于1991年首先提出了优化线路的纵断面设计的蚁群算法，在该方法中，首先要在每个变坡点附近的区域进行网格划分，接着模拟人工蚂蚁根据不同概率选择路径而确定变坡点的位置，最后不断优化直到结果符合要求；顾晓林[2]提出了优化线路纵断面设计上的线性回归方法，使线路的相对填、挖高度为最小，从而使填、挖土方量基本一致；而梁景芳[3]则较早的提出了用最小二乘法来优化铁路的纵断面的设计，其基本原理是建立最佳坡度线方程。
在轨道的强度检算部分，有两种著名的理论：局部变形理论（即温克尔假定）和半无限弹性体理论[4]。温克尔假定是假定地基每单位面积上所受的压力与地基沉陷成正比，但是温克尔假定的缺陷在于，他认为地基沉陷只发生在地基的受压部分；半无限弹性体理论计算地基梁的方法有：幂级数法、富里哀级数法[5]、积分变换法[6]、链杆法[7]和差分法[8]。