1、概述
轨道结构力学分析，就是应用力学的基本原理，结合轮轨互相作用理论，用各种计算模型来分析轨道及其各部件在机车车辆荷载作用下产生的应力、变形及其他动力响应，对轨道结构的主要部件进行强度检算。在提速、重载和高速列车运行的条件下，通过对轨道结构的力学分析、轨道结构的稳定性分析，行车的平稳性和安全性等进行评估等，确定路线允许的最高运行速度和轨道结构强度储备。轨道结构力学分析主要目的为： 声纳原理1)确定机车车辆作用于轨道上的力，并了解这些力的形成及其相应的计算
方法。
2)确定在一定的运行条件下，轨道结构的承载力。
轨道结构的承载能力包括以下三方面：
1)强度计算。在最大可能荷载条件下，轨道各部分应具有抗破坏的强度。
2)寿命计算。在重复荷载作用下，轨道各部分的疲劳寿命。
3)残余变形计算。在重复荷载作用下，轨道整体结构的几何形位破坏的速率
，进而估算轨道的日常维修工作量。
2、轨道的结构形式和组成
轨道结构由钢轨、轨枕、连接零件、道床、防爬器、轨距拉杆、道岔、道碴等所组成，不同的轨道部件，其功用和受力条件也不一样。目前世界铁路基本上都采用工字形截面钢轨，只是单位长度重量有所不同。轨枕主要有木枕，混凝土枕和钢枕，基本上都是横向轨枕。道碴基本都用碎石。 1)钢轨。我国铁路所使用的钢轨类型有43kg/m，45kg/m，50kg/m，60kg/m和7
5kg/m。钢轨刚度大小直接影响到轨道总刚度的大小轨道总刚度越小，在列车动荷载作用下钢轨挠度就越大，对于低速列车来说，不影响行车的要求，
但对于高速列车，则就会影响到列车的舒适度和列车速度的提高。在本毕业设计中，我使用的是60kg/m型钢轨。
2)接头联结零件。钢轨接头的联结零件由夹板、螺栓、螺母、弹簧垫圈组成。接头夹板的作用是夹紧钢轨。螺栓需要有一定的直径，螺栓直径愈大，紧固力愈强。在普通的有缝路上，为防止螺栓松动，要加弹簧垫圈，在无缝线路伸缩区的钢轨接头加设高强度平垫圈。
3)扣件。扣件是联结钢轨和轨枕的中间联结零件。其作用是将钢轨固定在轨枕上，保持轨距和阻止钢轨相对于轨枕的纵、横向移动。扣件分为木枕扣件和混凝土轨枕扣件。木枕扣件有混合式和分开式两种。混凝土轨枕扣件分为扣板式扣件、弹条扣件。在本毕业设计中，我使用扣件Ⅱ型。
4)轨枕是轨下基础的部件之一，它的功能是支承钢轨，保持轨距和方向，并将钢轨对它的作用的各向压力传递到道床上。世界铁路有碴轨道所用的轨枕主要有木枕、钢枕和混凝土枕。我国轨枕类型有I型、II型、III型。在本毕业设计中，我使用25米长标准轨，Ⅱ型混凝土轨枕1760根/km。
5)道床。道床是传统轨道结构的一部分，其主要的功能为：
a.机车车辆的荷载通过钢轨、轨枕传递给道床，道床将荷载扩散，然后在传给路基，从而减小路基面上的荷载压强，起到保护路基顶面的作用；
b.道床为轨排提供纵横向阻力，起到保持轨道几何形位稳定的作用，这对无缝线路尤为重要；
c.道床具有良好的排水作用，减少轨道的冻害和提高路基的承载能力；
方言翻译d.道床的弹性和阻尼可吸收轮轨之间的冲击振动；
e.此外，由于道床的易作业性，使得轨道几何形位的调整较为方便。
重型地中海贫血
本毕业设计速度目标值的基础设施250km/h，我选择道床顶面宽度3.5m，道床边坡1：:1.
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6)防爬器。防爬器主要用于木枕轨道，但我国对大坡道的混凝土轨枕路线有时也使用
防爬器，以增大钢轨与扣件之间的阻力。
2、轨道结构竖向受力分析及计算方法
轨道承受的力包括各种垂直力、横向水平力和纵向水平力等。轨道结构竖向受力的静力计算目的是分析轨道结构的受力，最常用的检算轨道强度方法为准静态计算方法。轨道强度准静态计算包括：
肝胆相照论坛1)轨道静力计算迭代
本设计采用连续弹性基础无限长梁计算模型，就是把钢轨视为一根支承在连续弹性基础上的无限长梁，分析梁在受竖向力作用下所产生的扰度，弯矩和基础反力。
利用这一模型进行竖向受力分析时，作如下假设：
1 轨道和机车车辆均符合各项规定标准的要求，车轮运行时不脱离钢轨。
2 钢轨是一根支撑在连续弹性基础上的无限长梁。连续基础由路基、道床、轨枕和扣件所组成。
3 作用于钢轨的对称面上，两股钢轨上的荷载相等。钢轨的竖向抗弯刚度和连续基础刚度均对称于轨道的纵向中心线。
4 不考虑轨道自重。不同类型的机车车辆对轨道的动力作用是不同的，相邻轮载的影响有正有负，各种机车的轮重、轴距也不尽相同，因此对于对个车轮的机车，设计前应首先了解该线近应分别将不同的轮位作为计算截面，考虑左右轮载对其影响，从中出最不利的轮位。
2)轨道动力响应的准静态计算
动力的准静态计算，实质上是静力计算。准静态计算方法的前提是质体运动的惯性力与结构所受的外力、反力相比较较小，可忽略不计，而相应的外荷载称为准静态荷载。在轨道结构的准静态计算中，主要是确定钢轨的挠度、弯矩、和轨枕增值。这些动力增值的主要因素是行车速度、钢轨偏载和列车
通过曲线轨道时横向水平力，分别用速度系数、偏载系数和横向水平力系数考虑。
三、轨道结构强度检算
设计路段线路资料及机车类型
1)线路条件：新建铁路，成都至绵阳、乐山城际客运专线，德阳至广汉改线地段CK34+500~CK42+500区段，包括直线和曲线。线路等级：I 级；轨道结构：有砟轨道结构，普通无缝线路；气候条件：德阳最高轨温，最低轨温C 01.60，设计区间段曲线资料：YJD2圆曲线半径R=7004.6m，缓和曲线C 09.5-；YJD3圆曲线半径R=4495.4m，缓和曲线；线路限坡：12%。
m l 2000=m l 3400=2)运营条件及牵引特征：客运专线，，动车组
h km V /250max =线路条件：新建铁路，成都至绵阳、乐山城际客运专线，德阳至广汉改线地段，曲线半径R=7000m ；钢轨：60kg/m ，新轨，25m 长的标准轨；轨枕：II 型混凝土轨枕1760根/km ；道床：碎石道碴，面碴25cm，垫碴20cm ；路基：砂粘土；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 ；，不计钢轨附加应力。
MPa t 51=σ机车：动车，轴列式2-
2，轮载110KN(轴重20t)，轴距1m，机车构造速度300km/h 。游园记
二、强度计算
1、轨道条件
动车机车前后有两个转向架，每个转向架为两个轴，前后转向架最近轴距为，当轴距大m 于5m 以上时，相邻轮子影响很小，可以不计。因此，寻引起最大弯矩的最不利轮位时，只要用一个转向架的两个轴分别做为计算轮来求最不利轮位。而且，还应注意到转向架的
两个轴轮重一样，轴距亦相同，所以1、3轮引起的弯矩应当相同，只要考虑其中一个即可。这样，只要在1、2轮中最不利轮。计算时列表进行。见附表：
◆计算值
k II 型钢筋混凝土枕：1760根/km
钢轨支座刚度D ：检算钢轨3000N/mm
轨枕间距，mm 5701760
1000000==α钢轨支座刚度D 计算
因此 MPa a D k 6.52570
30000===◆计算值
β 14454
00118.010*******.246.524-=⨯⨯⨯⨯==mm EJ k β◆计算∑μ
P 有钢轨弯矩表（见附表1）计算，由表可知计算轮5的=67108.4N 为其∑μP ∑μP 中的最大值，用此值来计算净弯矩。
◆计算净弯矩M
)(142178814.6710800118
.04141
mm N P M u ∙=⨯⨯==∑β◆计算动弯矩M d
计算动车组运行条件下轨底弯曲应力的速度系数公式为，当1004.0v =α
