铁路设计中轨道计算研究

摘要：一般铁路轨道设计是设计文件的重要组成部分，如何进行系统的准确的进行计算、统计工程数量更是重中之重；计算资料包括道床断面积计算、道床体积计算、铺轨长度计算。 关键词：轨道；铁路等级；钢轨及配件；道床；设计阶段 中图分类号：u213.2文献标识码： a 文章编号： 前言

每个建设项目除了注重他的社会效益，国民经济意义外，建设投资也是其关注的重点，而项目的投资主要依据工程量确定。在铁路设计中，轨道工程在工程投资中占有很大比重，本文根据铁路不同设计阶段介绍了轨道工程数量中道床数量计算及铺轨及枕木数量的计算方法和过程。 二、轨道设计原则的确定

轨道计算前首先应根据设计线路的年通过总质量，路段旅客列车设计行车速度等确定轨道设计原则，其中包括线路等级、轨道类型、钢轨及配件的选用、轨枕的选用及设置原则、道床标准的选用等。 三、计算资料的组成

轨道计算资料包括道床断面积计算、道床体积计算、铺轨长度计算。

（一）道床断面积计算

道床断面积按计算公式并参照铁三院标准轨距铁路道床横断面及体积图式计算求得。适用于预可、可研、初设、施工图各阶段的

非无缝线路单线路基、有碴桥面及隧道道床计算。 计算理论如下： 1.单线路基双层道床计算

道床横断面形式、参数符号、计算公式参照叁线8004-8、叁线8004-9。

（1）道床横断面 （2）计算参数及代表符号

（3）计算公式 θ=sin-1h/1.5

n=b/( b/2×0.04) ×2=25 n′=n+w/( b/2×0.04) c=b/2-0.75 （r≥600） c1=c（r≥600）

c=(b-0.1)/2-0.75(r＜600) c1=c+0.1(r＜600) h′=h+d y=b×sinθ k=c×sinθ y1+h′-hd-k

y2=hd+(1.15-0.75×cosθ) x=b×cosθ

x3=(c+0.75) ×cosθ-1.15 y3=x3/n

x1=m×n/(n-m)×(y1+y2+y3) x2=x1-0.15 x4=x2+x3 y4=x2×y2/x4 y5=y2+y3-y4

y6=（b/2-0.75×cosθ）/n y7=hd+y6-0.15 y′2=y7+1.15/n′

x′3=(c1+0.75) ×cosθ-1.15 y′3=x′3/n′

x′1=m×n′/(n′-m)×（y+y1+y′2+y′3） x′2=x′1-0.15 x′4=x′2+x′3 y′4=x′2×y′2/x′4 y′5=y′2+y′3-y′4

vm=s×｛1/2[(y1+y2+y3)x1+(2y1+y)x+(y+y1+y′2+y′3)x′1+y5x3+y′5x′3-y4x2-y′4x′2]｝

vd=s×｛1/2[y2x4+(y2+2y7+y′2) ×1.15+y′2x′4] ｝ 2.单线路基单层道床计算

道床横断面形式、参数符号、计算公式参照叁线8004-10、叁线

8004-11。 （1）道床横断面 （2）计算参数及代表符号

（3）计算公式 θ=sin-1h/1.5 c=b/2-0.75 （r≥600） c1=c （r≥600）

c=(b-0.1)/2-0.75(r＜600) c1=c+0.1 (r＜600) h′=h+d y=b×sinθ x=b×cosθ k=c×sinθ y1+h′ -k x1=m×y1 x2=m(y+y1)

v=s×｛1/2[y1x1+(2y1+y) x+（y+y1）x2] ｝ 3.单线有碴桥面道床计算

道床横断面形式、参数符号、计算公式参照叁线8008-9、叁线8009-14、叁线8008-17。 （1）道床横断面

（2）计算参数及代表符号

（3）计算公式 θ=sin-1h/1.5

c=(b-z)/2(非无缝线路曲线r≥600m) c1=c(非无缝线路曲线r≥600m)

c=(b-0.1-z)/2 (非无缝线路曲线r＜600m) c1=c+0.1(非无缝线路曲线r＜600m) x=z·cosθ

y1=y-(z-1.5)/2·sinθ x1=y1·m y2=y1-0.07 x2= y2·m

x3=3.9/2-0.06-x/2-c-x2 y′1=y+[1.5+(z-1.5)/2] ·sinθ x′1=y′1·m y′2=y′1-0.07 x′2=y′2·m

x′3=3.9/2-0.06-x/2-c1-x′2 x′2=3.9/2-0.06-x/2-c1 y′2=x′2/m

v=s｛1/2[y1x1+(y1+y′1)x+y′1x′1]+y1c+y′｝1c1+ a0

4.单线隧道道床计算

道床横断面形式、参数符号、计算公式参照叁线8009-6、叁线8009-9。

（1）道床横断面 （2）计算参数及代表符号

（3）计算公式 θ=sin-1h/1.5 x′1=z/2cosθ-d x′2=z/2cosθ+d x1=b2-b5- x′1 x2=b3-b5- x′2 h=hd+d

y1=gd+[(z-1.5)/ 2cosθ+ x1]i-0.3 y2=h-(z-1.5)/2(sinθ-cosθi) y3=y2+ x′1(tgθ-i) y4=y3+ x′2(tgθ+i)

y5=gd+( x′2-0.75+ x2)i-0.3(h=0)y5=y4+x2i(h＞0) v=s[(y1+y2)x1+(y2+y3)x′1+(v3+v4)x′2+(y4+y5)x2]/2 （二）道床体积计算

道床断面积按不同分类计算完毕后即可进行道床体积的计算。 道床体积=道床断面积×道床铺设长度，道床断面积按“道床横

断面”计算确定，道床铺设长度分类确定。计算所得数值为包含轨枕埋入道床体积数值，还需减去轨枕埋入道床的体积。

道床体积计算需根据隧道、有碴桥面、正线路基分别进行计算。 （三）铺轨长度轨枕数量计算 1、钢轨类型铺枕数量确定

钢轨类型及每公里铺设轨枕数量应根据路段旅客列车设计行车速度及近期预测运量等主要运营条件选用。确定了主要标准后，某些特殊地段还需进行轨道加强，如以下地段：

（1）长度大于或等于1000m的隧道内，宜采用耐腐蚀性钢轨。 （2）半径小于或等于800m的曲线地段应增加轨枕的铺设数量，每公里增加80根。

（3）坡度大于12‰的下坡地段应增加轨枕的铺设数量，每公里增加80根，即为1840根。

（4）与正线道岔相接的轨道，60kg/m及以上钢轨混凝土岔枕道岔的道岔区前后两端各50根（后端包括辄叉跟端以后的岔枕）轨枕应采用ⅲ型混凝土枕,每千米铺枕根数及扣件类型应与正线标准一致。

（5）道岔与道岔之间应采用与岔枕类型相同的轨枕(60kg/m、75kg/m钢轨道岔之间采用ⅲ型枕，50kg/m钢轨道岔之间采用ⅱ型枕)等

2、铺轨长度计算

（1）根据曲线表及坡度表分别统计线路总的需增铺地段长度及

桥梁增铺地段长度，前者减去后者即为“路基增铺地段（+80根/公里）”。

（2）统计铺设护轮轨长度。

（3）统计正线上道岔数量，根据道岔数量及类型计算出道岔铺轨总长。

（4）每组厂制道岔道岔根端至末根岔枕中心距范围内枕木均含在道岔内，但此部分无钢轨，所以在统计轨道数量时，应根据道岔型号及数量统计无枕铺轨长度。

（5）分站计算道岔前后各50根ⅲ型混凝土枕的长度。 （6）分别统计上述数据后，可计算出铺轨长度合计，各不同种类铺轨长度应分别计列。 四、结束语

轨道工程数量的计算需根据结合不同的设计阶段，采用不同的计算方法，但无论采用何种计算方法，一定要确定设计标准，从而根据不同的设计标准分类计算，才不会出现漏项，从而达到成果的准确性。 参考资料

[1]《铁路轨道设计规范》[tb 10082-2005]。 [2]《铁路工程设计技术手册－站场》。

[3]《混凝土枕轨道单线道床横断面及体积》[叁线8004]。 [4]《单线桥梁有碴桥面道床横断面及体积》[叁线8008]。 [5]《混凝土枕轨道单线隧道道床横断面及体积》[叁线8009]。