軌道幾何形位(幾何尺寸)

1、第三章第三章第三章第三章 軌道幾何形位（幾何尺寸）軌道幾何形位（幾何尺寸）軌道幾何形位（幾何尺寸）軌道幾何形位（幾何尺寸） 3 31 1 概述概述概述概述 一、定義一、定義 ?軌道幾何形位是指： 軌道各部分的幾何形狀； 相對(duì)位置； 基本尺寸。 二、分類(lèi)：二、分類(lèi)：二、分類(lèi)：二、分類(lèi)： ?1、從軌道平面位置來(lái)看： 軌道由： ?直線(xiàn)； ?曲線(xiàn)； ?緩和曲線(xiàn)：一般在直線(xiàn)與圓曲線(xiàn)之間有一條曲率漸 變的緩和曲線(xiàn)相連接。 要求：軌道的方向必須正確，直線(xiàn)部分應(yīng)保持 筆直，曲線(xiàn)部分應(yīng)具有相應(yīng)的圓順度。 原因？ ?2、從軌道橫斷面上來(lái)看： ?軌道的幾何形位包括軌距、水平、外軌超高和軌底 坡。 軌距及軌距加寬：

2、?軌道的兩股鋼軌之間應(yīng)保持一定的距離，為保證機(jī)車(chē)車(chē)輛順利通 過(guò)小半徑曲線(xiàn)，曲線(xiàn)軌距應(yīng)考慮加寬。 水平： ?兩股鋼軌的頂面應(yīng)置于同一水平面或保持一定水平差。 超高： ?曲線(xiàn)上外軌頂面應(yīng)高于內(nèi)軌頂面，形成一定超高度，以使車(chē)體重 力的向心分力得以抵消其曲線(xiàn)運(yùn)行的離心力。 軌底坡： ?軌道兩股鋼軌底面應(yīng)設(shè)置一定的軌底坡，使鋼軌向內(nèi)傾斜，以保 證錐形踏面車(chē)輪荷載作用于鋼軌斷面的對(duì)稱(chēng)軸。 ?3、從軌道的縱斷面上看： ?軌道的幾何形位包括軌道的前后高低。 鋼軌頂面在縱向上應(yīng)保持一定的平順度，為 行車(chē)平穩(wěn)創(chuàng)造條件。高速列車(chē)要求線(xiàn)路高平 順性。 三、意義：三、意義：三、意義：三、意義： ?軌道幾何形位正確與否，

3、對(duì)機(jī)車(chē)車(chē)輛的安全運(yùn)行、 乘客的旅行舒適度、設(shè)備的使用壽命和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用起 著決定性的作用： 1、影響安全性的因素： ?軌距、水平、軌向、外軌超高等; ?這些幾何形位超限是產(chǎn)生機(jī)車(chē)車(chē)輛掉道、爬軌以及傾覆 的直接因素。 2、影響旅行舒適度的因素： ?有軌距、軌向、外軌超高順坡及其變化率、緩和曲線(xiàn)線(xiàn) 形、前后高低等； ?這些幾何形位因素直接影響機(jī)車(chē)車(chē)輛的橫向及豎向的加 速度，產(chǎn)生相應(yīng)的慣性力，在高速鐵路和快速鐵路中， 隨著運(yùn)行速度的提高，該影響特別顯著。 3、影響設(shè)備使用壽命和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的幾何形位因 素： ?包括軌距、軌向、水平、前后高低和外軌超高等； ?這些因素對(duì)鋼軌的磨耗和軌道各部件的受力有較大影 響

4、，直接影響?zhàn)B護(hù)維修的工作量和費(fèi)用。 ?事實(shí)上，各種因素相互影響，不能截然分 開(kāi)。另外，還有復(fù)合型不平順。 3 3 3 32 2 2 2 軌道幾何形位的基本要軌道幾何形位的基本要軌道幾何形位的基本要軌道幾何形位的基本要 素：素：素：素： ?軌道的幾何形位按照靜態(tài)與動(dòng)態(tài)兩種狀況進(jìn)行 管理。 靜態(tài)幾何形位： ?是軌道不行車(chē)時(shí)的狀態(tài)，采用道尺等工具測(cè)量。 動(dòng)態(tài)幾何形位： ?是行車(chē)條件下的軌道狀態(tài)，采用軌道檢查車(chē)測(cè)量。 ?本課程僅介紹軌道幾何形位的靜態(tài)作業(yè)驗(yàn)收標(biāo) 準(zhǔn)，其余內(nèi)容可參見(jiàn)鐵路線(xiàn)路維修規(guī)則。 一、一、軌距：軌距：軌距：軌距： ?標(biāo)準(zhǔn)軌距：1435mm。 ?容許偏差容許偏差：+6，-2mm；（一般

5、鐵路） ?軌距變化應(yīng)和緩平順，其變化率： 正線(xiàn)到發(fā)線(xiàn)不應(yīng)超過(guò) 2 （規(guī)定遞減部分除外），站 線(xiàn)和專(zhuān)用線(xiàn)不得超過(guò) 3 ，即在 lm長(zhǎng)度內(nèi)的軌距變化 值： ?正線(xiàn)、到發(fā)線(xiàn)不得超過(guò)2 mm，站線(xiàn)和專(zhuān)用線(xiàn)不得超過(guò)3mm。 ?秦沈客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)、京秦線(xiàn)： +3，-2mm較難保 持。 ?高速時(shí)有的建議+2，-2mm 。 量測(cè)方法：量測(cè)方法： ?我國(guó)技規(guī)規(guī)定軌距測(cè)量部位在鋼軌 頂面下16 mm處（里側(cè)）。 ?為什么？ ?軌距是鋼軌頂面下16mm范圍內(nèi)兩股鋼軌作用邊 之間的最小距離。 ?因?yàn)殇撥夘^部外形由不同半徑的復(fù)曲線(xiàn)所組 成，鋼軌底面設(shè)有軌底坡，鋼軌向內(nèi)傾斜，車(chē) 輪輪緣與鋼軌側(cè)面接觸點(diǎn)發(fā)生在鋼軌頂面下 1016

6、 mm之間。 其他種類(lèi)：其他種類(lèi)： ?寬軌距： 1435mm，如前蘇聯(lián)1524mm，也有其它國(guó) 家：1600，1676mm。 ?窄軌距： 1435mm，1067mm（臺(tái)灣），1000mm（如昆 局開(kāi)遠(yuǎn)分局），600mm等（有的采用三條軌 適應(yīng)不同車(chē)輛要求） 游游間：間：e=se=s- -q q ?q(輪距寬) ?s（軌距） ?對(duì)列車(chē)平穩(wěn)性和軌道的穩(wěn)定性有重要影響（思 考：太大、太小均不利原因？）。 q(輪距寬) s（軌距） 游間的計(jì)算 二、水平（橫向水平二、水平（橫向水平二、水平（橫向水平二、水平（橫向水平）：）：）：）： ?水平是指線(xiàn)路左右兩股鋼軌頂面的相對(duì) 高差。 ?水平用道尺（氣泡）或其

7、它工具測(cè)量。 ?線(xiàn)路維修時(shí)，兩股鋼軌頂面水平誤差不得超過(guò) 規(guī)定值。 鐵路線(xiàn)路維修規(guī)則規(guī)定： ?兩股鋼軌頂面水平的容許偏差，正線(xiàn)及到發(fā)線(xiàn)不得大于 4mm，其它站線(xiàn)不得大于5mm。允許誤差：4mm（站間 5mm）. 兩股鋼軌頂面的水平偏差值，沿線(xiàn)路方向的變化率 不可太大。在lm距離內(nèi)，這個(gè)變化不可超過(guò)lmm， 否則即使兩股鋼軌的水平偏差不超過(guò)允許范圍，也 將引起機(jī)車(chē)車(chē)輛的劇烈搖晃。 ?二種性質(zhì)不同的鋼軌水平偏差，對(duì)行車(chē) 的危害程度也不相同： 水平差： ?這就是在一段規(guī)定的距離內(nèi)，一股鋼軌的頂面始 終比另一股高，高差值超過(guò)容許偏差值。 三角坑： ?其含義是在一段規(guī)定的距離內(nèi)，先是左股鋼軌高 于右股，

8、后是右股高于左股，高差值超過(guò)容許偏 差值，而且兩個(gè)最大水平誤差點(diǎn)之間的距離，不 足18 m。為什么重要？ 原因：原因： 如果在延長(zhǎng)不足18 m的距離內(nèi)出現(xiàn)水平差超 過(guò)4 mm的三角坑將使同一轉(zhuǎn)向架的四個(gè)車(chē) 輪中，只有三個(gè)正常壓緊鋼軌，另一個(gè)形成 減載或懸空。 如果恰好在這個(gè)車(chē)輪上出現(xiàn)較大的橫向力， 就可能使浮起的車(chē)輪只能以它的輪緣貼緊鋼 軌，在最不利的情況下甚至可能爬上鋼軌， 引起脫軌事故。 因此，一旦發(fā)現(xiàn)，必須立即消除。 三、前后高低（縱向水平）三、前后高低（縱向水平）三、前后高低（縱向水平）三、前后高低（縱向水平）： ?軌道沿線(xiàn)路方向的豎向平順性稱(chēng)為前后 高低。 ?4mm/10m弦長(zhǎng)（站線(xiàn)

9、：6mm/10m） ?目視平順。 ?靜態(tài)不平順： 新鋪或經(jīng)過(guò)大修后的線(xiàn)路，即使其軌面是平順的，但是經(jīng)過(guò) 一段時(shí)間列車(chē)運(yùn)行后，由于路基狀態(tài)、搗固堅(jiān)實(shí)程度、扣件 松緊、枕木腐朽和鋼軌磨耗的不一致性，就會(huì)產(chǎn)生不均勻下 沉，造成軌面前后高低不平，即在有些地段（往往在鋼軌接 頭附近）下沉較多，出現(xiàn)坑洼，這種不平順，稱(chēng)為靜態(tài)不平 順； ?動(dòng)態(tài)不平順： 有些地段，從表面上看，軌面是平順的，但實(shí)際上軌底與鐵 墊板或軌枕之間存在間隙（間隙超過(guò)2mm時(shí)稱(chēng)為吊板），或 軌枕底與道碴之間存在空隙（空隙超過(guò)2mm時(shí)稱(chēng)為空板或暗 坑），或軌道基礎(chǔ)彈性的不均勻（路基填筑的不均勻，道床 彈性的不均勻等），當(dāng)列車(chē)通過(guò)對(duì)，這些地

10、段的軌道下沉不 一致，也會(huì)產(chǎn)生不平順，這種不平順?lè)Q為動(dòng)態(tài)不平順。 ?隨著高速鐵路的發(fā)展，動(dòng)態(tài)不平順已廣泛受到關(guān)注。 尤其是高速（為什么？）。 高速高平順性施工、設(shè)計(jì)、養(yǎng)護(hù)均應(yīng)考慮尤其線(xiàn)下 基礎(chǔ)的穩(wěn)定（秦沈、膠新線(xiàn)）。 軌道前后高低不平順，危害：軌道前后高低不平順，危害： ?列車(chē)通過(guò)這些地方時(shí)，沖擊動(dòng)力增加， 加速道床變形，從而更進(jìn)一步擴(kuò)大不平 順，加劇機(jī)車(chē)車(chē)輛對(duì)軌道的破壞，形成 一個(gè)惡性循環(huán)過(guò)程。 ?靜態(tài)不平順易于發(fā)現(xiàn)和整治。動(dòng)態(tài)不平 順不易發(fā)現(xiàn)，不好整治。高速應(yīng)關(guān) 注。 四、（軌向）方向四、（軌向）方向四、（軌向）方向四、（軌向）方向： ?軌向：是指軌道中心線(xiàn)在水平面上的平順性。 ?嚴(yán)格地說(shuō)

11、，經(jīng)過(guò)運(yùn)營(yíng)的直線(xiàn)軌道并非直線(xiàn)，而 是由許多波長(zhǎng) 1020 m的曲線(xiàn)所組成，因其 曲度很小，故通常不易察覺(jué)。若直線(xiàn)不直則必 然引起列車(chē)的蛇行運(yùn)動(dòng)。 ?線(xiàn)路方向?qū)π熊?chē)的平穩(wěn)性具有特別重要的影 響。相對(duì)軌距來(lái)說(shuō)，軌道方向往往是行車(chē)平穩(wěn) 性的控制性因素。只要方向偏差保持在容許范 圍以?xún)?nèi)，軌距變化對(duì)車(chē)輛振動(dòng)的影響就處于從 屬地位。高速要求更高。 ?在無(wú)縫線(xiàn)路地段，若軌道方向不良，還可能在 高溫季節(jié)引發(fā)脹軌跑道事件（軌道發(fā)生明顯的 不規(guī)則橫向位移），嚴(yán)重威脅行車(chē)安全。 量測(cè)方法：量測(cè)方法： ?直 線(xiàn) ： 4mm/10m （ 站 線(xiàn) 及 專(zhuān) 用 線(xiàn) ： 5mm/10m ） 設(shè) 計(jì) 中 曲 線(xiàn) 應(yīng) 大 于 2

12、0m，取10m整倍數(shù)。 ?曲線(xiàn)：正矢20m弦，矢度查表。（大機(jī)作 業(yè)用激光來(lái)量測(cè)），具體量測(cè)：先分 點(diǎn)：10m弦一個(gè)點(diǎn)。 ?目視平順。 ?目前需要小型測(cè)試設(shè)備的必要性部 分接觸式及非接觸式研制產(chǎn)品有待 完善。 ?提速、客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)曲線(xiàn)半徑可否依據(jù)正矢 反算？京秦線(xiàn)接收單位要 補(bǔ)償（差幾十）。 算例：算例： ?容許偏差：弦測(cè)法客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)+-3mm，20m弦 長(zhǎng)。 ?曲線(xiàn)：R=10000m,實(shí)設(shè)應(yīng)為：f=5mm； ?正常范圍：28mm. ?R2=102+(R-f)2 ?近似：R=50000/f ?計(jì)算得出： ?R25000m6250m均為正常。 ?曲線(xiàn)長(zhǎng)度及偏角、圓順性合適即可。 五、軌底坡五、軌底坡五

13、、軌底坡五、軌底坡（列車(chē)平穩(wěn)性來(lái)設(shè)）（列車(chē)平穩(wěn)性來(lái)設(shè)） ?由于車(chē)輪踏面與鋼軌頂面主要接觸部分 是120的斜坡，為了使鋼軌軸心受力， 鋼軌也應(yīng)有一個(gè)向內(nèi)的傾斜度，因此軌 底與軌道平面之間應(yīng)形成一個(gè)橫向坡 度，稱(chēng)之為軌底坡。 設(shè)置方式：設(shè)置方式： ?墊板一般對(duì)木枕，板本身已做好軌 底坡； ?軌枕承軌臺(tái)（砼枕）：枕上已設(shè)計(jì)好。 ?軌底向里傾：原來(lái)為1:20，但車(chē)輪踏面 磨耗到一定程度變?yōu)?:40，現(xiàn)部規(guī)范： 采用1:40 !:10 !:40 設(shè)置正確與否：設(shè)置正確與否： ?可依鋼軌頂面車(chē)輪碾壓形成的光帶位置 來(lái)判定。 ?如何判定？ 若光帶偏離軌頂中心向內(nèi)，軌底坡設(shè)置不 足； ?反之，則過(guò)大； ?居中

14、，合適。 六、曲線(xiàn)軌距加寬：六、曲線(xiàn)軌距加寬：六、曲線(xiàn)軌距加寬：六、曲線(xiàn)軌距加寬： ?機(jī)車(chē)車(chē)輛進(jìn)入曲線(xiàn)軌道時(shí)，仍然存在保 持其原有行駛方向的慣性，只是受到外 軌的引導(dǎo)作用方才沿著曲線(xiàn)軌道行駛。 ?在小半徑曲線(xiàn)，為使機(jī)車(chē)車(chē)輛順利通過(guò) 曲線(xiàn)而不致被楔住或擠開(kāi)軌道，減小輪 軌間的橫向作用力，以減少輪軌磨耗， 軌距要適當(dāng)加寬。 機(jī)車(chē)車(chē)輛通過(guò)曲線(xiàn)的內(nèi)接形式：機(jī)車(chē)車(chē)輛通過(guò)曲線(xiàn)的內(nèi)接形式： ?斜接（一個(gè)轉(zhuǎn)向架前外、后內(nèi)輪與軌接觸）； ?自由內(nèi)接（前外接，其余不接，后軸重合于垂直 半徑）； ?楔形內(nèi)接（前后外輪接）； ?正常強(qiáng)制內(nèi)接：為避免楔形內(nèi)接，對(duì)楔形內(nèi)接所 需軌距加寬1/2個(gè)直線(xiàn)軌道最小游間。 軌距加寬

15、必須滿(mǎn)足如下軌距加寬必須滿(mǎn)足如下原則原則原則原則： ?1保證占列車(chē)大多數(shù)的車(chē)輛能以自由內(nèi)接形 式通過(guò)曲線(xiàn)； ?2保證固定軸距較長(zhǎng)的機(jī)車(chē)通過(guò)曲線(xiàn)時(shí)，不 出現(xiàn)楔形內(nèi)接，但允許以正常強(qiáng)制內(nèi)接形式通 過(guò)； ?3.保證車(chē)輪不掉道，即最大軌距不超過(guò)容許限 度(最大允許軌距的確定原則：一側(cè)緊靠，另一 側(cè)與變坡點(diǎn)接觸?？紤]了車(chē)軸的彎曲、彈性擠 開(kāi)量、鋼軌的廓形)。 其他的具體表達(dá)式自學(xué)其他的具體表達(dá)式自學(xué) （p4649p4649） 方法方法： ?加寬軌距： 系將曲線(xiàn)軌道內(nèi)軌向曲線(xiàn)中心（圓心）方向移動(dòng)，曲線(xiàn)外 軌的位置則保持與軌道中心半個(gè)軌距的距離不變。 曲線(xiàn)軌距的加寬值與機(jī)車(chē)車(chē)輛轉(zhuǎn)向架在曲線(xiàn)上的幾何位置 有關(guān)

16、。 ?半徑較小時(shí)，需要加寬： 一般350m時(shí)，s=1435+e, e值： R=350m300m,一般e=5mm R300m：e=15mm；專(zhuān)用線(xiàn)、長(zhǎng)軌運(yùn)輸?shù)木€(xiàn)路尚 有其它加寬。 ?思考：大半徑需要加寬嗎？ ?對(duì)列車(chē)運(yùn)行穩(wěn)定性、軌道壽命不利高速一般不 加寬。 ?徑向轉(zhuǎn)向架列車(chē)，軌道是否需要加寬？ 如直線(xiàn)電機(jī)車(chē)輛。 ?日本需要。加拿大不需要、磨耗！ 七、曲線(xiàn)外軌超高：七、曲線(xiàn)外軌超高： 外軌超高的作用及設(shè)置方法：外軌超高的作用及設(shè)置方法： ?原因： 機(jī)車(chē)車(chē)輛在曲線(xiàn)上行駛時(shí)，由于慣性離心力 作用，將機(jī)車(chē)車(chē)輛推向外股鋼軌，加大了外 股鋼軌的壓力，使旅客產(chǎn)生不適，貨物移位 等。 因此需要把曲線(xiàn)外軌適當(dāng)抬

17、高，使機(jī)車(chē)車(chē)輛 的自身重力產(chǎn)生一個(gè)向心的水平分力，以抵 消慣性離心力，達(dá)到內(nèi)外兩股鋼軌受力均勻 和垂直磨耗均等，滿(mǎn)足旅客舒適性和安全 性。 ?外軌超高度：是指曲線(xiàn)外軌頂面與內(nèi)軌 頂面水平高度之差。 ?在設(shè)置外軌超高方法： 外軌提高法：是保持內(nèi)軌標(biāo)高不變而只抬高 外軌的方法。 線(xiàn)路中心高度不變法：是內(nèi)外軌分別各降低 和抬高超高值一半而保證線(xiàn)路中心標(biāo)高不變 的方法。 ?應(yīng)用：前者使用較普遍，后者僅在建筑 限界受到限制時(shí)才采用如隧道內(nèi)整 體道床。 （一）基本公式 離心力： R V mJ 2 = （舒適度影響） 由于 tg(斜角)相同(利用離心力與重力分力相等)，并近似取:CB=AB=S，由此可得：

18、Fn/mg=h/s s h G R V m= 2 ,G=mg 因此 h= gR sv 2 近似計(jì)算：s=1500mm g=9.81m/s 2,v速度（m/s）化為（km/h） 所以：h= R v R v 2 2 2 8 .11 6 . 381. 9 1500 = Vkm/h Rm 注意工程公式中的量鋼 hmm 實(shí)設(shè)超高： R v h 2 0 8 .11=， NQ NQV v = 2 0 上面的公式為既有線(xiàn)公式，全面考慮了每一 次列車(chē)的速度及重量影響。 ?V0平均速度左右軌受力應(yīng)持平 ?N列車(chē)趟數(shù)；Q每列車(chē)重量 ?V每列車(chē)速度 ?對(duì)于新線(xiàn)：僅有Vmax, 設(shè)V0=0.8Vmax h=7.6 超高

19、應(yīng)有一定的限值： ?maxh=150mm(雙線(xiàn))，車(chē)體高，則要小些； maxh=125mm(單線(xiàn))。 ?思考：?jiǎn)尉€(xiàn)鐵路超高設(shè)置過(guò)大會(huì)如何？ R v2 max 過(guò)大：過(guò)大： ?上下行速度不一； ?上下行運(yùn)量差異； ?低速車(chē)對(duì)內(nèi)軌偏壓大； ?穩(wěn)定性差（即使停車(chē)也不應(yīng)傾覆）。 （二）未被平衡的離心加速 度，欠超高和余（過(guò)）超高 ? 11.8 R v 2 max hh(欠超高) ，h實(shí)設(shè) h11.8 R v 2 min h(余超高，過(guò)超高) Vmax 為通過(guò)列車(chē)的最高行車(chē)速度, Vmin 為通過(guò)列車(chē)的最低行車(chē)速度 限值:（1）h與旅客舒適度有關(guān)。應(yīng)限制未被平衡的離心加速度 ?過(guò)超高h(yuǎn)：過(guò)超高h(yuǎn)：考慮鋼

20、軌的受力(旅客的舒適 度也考慮)來(lái)確定限值（接觸應(yīng)力）。 當(dāng)鋼軌出現(xiàn)壓潰時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)不得已調(diào)整超高（尤 其內(nèi)軌）。 ?我國(guó)規(guī)定:一般：未被平衡的離心加速度 =0.40.5m/s2（欠超h=6075mm）。 困難=0.6m/s2（h=90mm） h50mm ?問(wèn)題問(wèn)題：如何依上述限值算出欠、余超高量的？（教 材P57自學(xué):分清最高及最低行車(chē)速度,過(guò)、欠超高 依據(jù)未被平衡的離心加速度確定。） ?H，h，h以5mm為整值，如78.5取80 等等(設(shè)置、量測(cè)方便）。 另一個(gè)角度，速度限值的確另一個(gè)角度，速度限值的確 定定： ?上述Vmax,Vmin并非安全速度（低于、高于 有時(shí)也安全）僅是依舒適、強(qiáng)度定

21、的值。 若已知：R，h,h,hVmax,Vmin 11.8 R v 2 max =hh 8 .11 )( max Rhh V + = （舒適速度） 11.8 R v2 min =hh 8 .11 )( min Rhh V = （速度越低，軌頭易出現(xiàn)壓潰，強(qiáng) 度要求速度） 八、緩和曲線(xiàn)八、緩和曲線(xiàn) （一）設(shè)置目的 ?1、目的1、目的： ?在曲線(xiàn)到直線(xiàn)，直線(xiàn)到曲線(xiàn)上，為使 作用力不突變（平面）（）R ?能夠使超高在緩和曲線(xiàn)上逐步完成 長(zhǎng)度要求 L L0 0 緩和曲線(xiàn)長(zhǎng)度緩和曲線(xiàn)長(zhǎng)度 L0 外軌 h=0 h R 外、里軌 內(nèi)軌 L0 平面 立面 2 2、主要形式：、主要形式： ?三次拋物線(xiàn)（我國(guó)常用

22、） ?高次拋物線(xiàn)（4，5，7次拋物線(xiàn)） ?三角函數(shù)線(xiàn)（正弦曲線(xiàn)）日本高速 線(xiàn)才用 ?廣深線(xiàn)前，3次與7次實(shí)際鋪設(shè)測(cè)試證 明，相差不大，我國(guó)無(wú)論高速、低速均 采用三次拋物線(xiàn)。 c x y 6 3 = 3、討論：高速線(xiàn)路的緩和曲線(xiàn)高速線(xiàn)路的緩和曲線(xiàn) 設(shè)置條件、方法？設(shè)置條件、方法？ ?（1）L0足夠長(zhǎng)； ?（2）順坡兩端要圓順：現(xiàn)我國(guó)采用圓曲 線(xiàn)來(lái)過(guò)渡 c緩和曲線(xiàn)曲率半徑變化率。 c=Rl0，L0緩和曲線(xiàn)的長(zhǎng)度，R為圓曲線(xiàn) 半徑。 保證了緩和曲線(xiàn)的曲率變化率為常量。 c x y 6 3 = （ 二 ） 緩 和 曲 線(xiàn) 長(zhǎng) 度 的 確 定 ?1安全1安全：由安全原則確定長(zhǎng)度（緩和曲線(xiàn) 上，車(chē)轉(zhuǎn)向架一

23、端兩輪貼著鋼軌頂面；另一端 兩輪，在外軌上的車(chē)輪貼著軌頂面，而在內(nèi)軌 上的車(chē)輪是懸空的。爬軌）： h0 （懸空高度） hmin（輪緣最小高度） 則不安全。 需滿(mǎn)足：Lmax*i=h0hmin 即：l0=h/i 若?。篽min=25mm，lmax=4m,則i=6 （i為超高變化率）.在綿州局脫軌實(shí)驗(yàn)表明， i=2.66,即易產(chǎn)生脫軌。 所以建議：i=1(一般) i max 2 max min )( 8 .11 hh v R + = （二）客、貨混跑線(xiàn)路，h欠超高，h余（過(guò)）超高 客車(chē)： （h+h）max=11.8 min 2 max R v 貨車(chē)： （h-h）max=11.8 min 2 min

24、 R v 相減 min 2 min 2 max max 8 .11)( R vv hh =+ 所以： max 2 min 2 max min )( 8 .11 hh vv R + = ?為何不能太?。繛楹尾荒芴?？ ?利用取允許極限值的方法來(lái)推導(dǎo)最小半 徑： 利用取允許極限值的方法來(lái)推導(dǎo)最小半 徑： 例： ?vmax=200km/h,hmax=150mm, h=75mm,h=50mm,vmin=100km/n ?由此可知，客貨混跑線(xiàn)路展線(xiàn)較長(zhǎng)，較客運(yùn)專(zhuān) 線(xiàn)的造價(jià)要高。高速：法、日客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)（高 速）；德客貨混運(yùn)。 廣深線(xiàn)曾考慮混跑線(xiàn)路（后客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)）：由于 貨車(chē)速度隨意性，V小，軸重大，使線(xiàn)路狀況

25、極差， 客車(chē)160km/n時(shí)，運(yùn)行極不穩(wěn)定。 ?目前在考慮客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)跑貨車(chē)秦沈線(xiàn)（低軸 重）。 客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)：mR2098 75150 200 8 . 11 2 min = + = 客貨混跑：mR2832 5075 100200 8 . 11 22 min = + = ?因此，干線(xiàn)提速時(shí)，貨車(chē)也應(yīng)提速，否 則線(xiàn)路狀況較差。 ?提速后直線(xiàn)脫軌：機(jī)車(chē)車(chē)輛轉(zhuǎn)向架性能 欠差（貨車(chē)）。 ?120km/h的混跑貨車(chē)（軸重可能25噸）正 在研制，思考：會(huì)有哪些問(wèn)題？ 考慮：考慮： ?車(chē)體性能； ?軌道加強(qiáng)曲線(xiàn)等； ?裝載均勻及檢測(cè)方法； ?岔區(qū)、橋梁、路基結(jié)構(gòu)的性能。 ? 新建客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)不同速度下的推薦圓曲線(xiàn)半徑新

26、建客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)不同速度下的推薦圓曲線(xiàn)半徑新建客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)不同速度下的推薦圓曲線(xiàn)半徑新建客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)不同速度下的推薦圓曲線(xiàn)半徑 速度 （km/h） 項(xiàng) 目 速度 （km/h） 項(xiàng) 目 350/200350/200 250/140 (250/160) 200/120 (兼容100km/h、軸重 18t貨物列車(chē)) (兼容100km/h、軸重 18t貨物列車(chē)) 推薦hq+hg11090100708050 推薦R（m） 90001100050007000 (4500/6500) 35006000 討論： （1）若當(dāng)：R，h, h，h一定時(shí) （或改造有困難），線(xiàn)路不動(dòng)，V仍須提 速，怎么辦？ 擺式列車(chē): ?擺式列車(chē)：

27、 有源式： 特點(diǎn)：主動(dòng)式-主要有傳感控制系統(tǒng)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)組 成； 主要有：瑞典x2000；意大利(Pendolino)，傾角 可達(dá) =6.5,10等 無(wú)源式： 特點(diǎn)： 被動(dòng)式無(wú)傳感與控制部分，靠特殊懸掛 裝置實(shí)車(chē)體自動(dòng)向內(nèi)傾斜； 主要有：西班牙，傾角最大僅=3.5 ?利用此車(chē)可以在已有線(xiàn)路狀況下，提速。擺式 列車(chē)相當(dāng)于增加了超高京滬方案之一。 增加超高量： 設(shè)原 sin=h/s=150/1500, =5.7 0 h = 6.5h=166.98mm h=1500sin= =3.5h=91.6mm 則擺式列車(chē)最大運(yùn)行速度= 8 .11 )(Rhhh+ 行車(chē)速度提高的百分比 A 為： 1 + + =

28、hh hhh A （2）擺式列車(chē)： h，Vmax均改變，對(duì)軌道 有何影響？ 對(duì)軌道影響不大。 思考：是否能跑擺式列車(chē)決定于哪些因素？ ?限界是否允許：橋、隧、線(xiàn)間距； 速度是否能允許：能提高多少（畢竟有 效）； 經(jīng)濟(jì)是否允許：廣深線(xiàn)使用擺式列車(chē)（租 的）； ?討論：過(guò)大的曲線(xiàn)半徑可否好? ?養(yǎng)護(hù)維修、管理、鋪設(shè)、經(jīng)濟(jì)，必要性。 徑向轉(zhuǎn)向架：容許的半徑可更小 些溫哥華直線(xiàn)電機(jī)車(chē)輛 （80km/h,半徑70m）。 作業(yè)： ?列車(chē)速度Vmax=200km/h,Vmin=80km/h 允許的欠超高h(yuǎn)=90mm,允許的過(guò)超高 h=50mm,求最小曲線(xiàn)半徑Rmin和該曲 線(xiàn)應(yīng)該的超高。 ?若采用擺式列車(chē)，

29、擺角3.5和 6.5，問(wèn)這時(shí)列車(chē)分別提高速度百分之 多少？ 二、夾直線(xiàn)與圓曲線(xiàn)的最小長(zhǎng)度二、夾直線(xiàn)與圓曲線(xiàn)的最小長(zhǎng)度 ?思考：為什么限制長(zhǎng)度？思考：為什么限制長(zhǎng)度？ ?夾直線(xiàn)長(zhǎng)度（兩圓曲線(xiàn)之間的直線(xiàn)）過(guò)去認(rèn)為 可以放下一個(gè)車(chē)即可，即：L=1820m； ?但是，當(dāng)提速以后，發(fā)現(xiàn)這個(gè)規(guī)定是不合理 的，因此輪逐漸抬高或降低，會(huì)出現(xiàn)輪對(duì)的橫 擺，搖頭等振動(dòng)尚未平穩(wěn)（平靜）下來(lái)，在進(jìn) 入新的曲線(xiàn)地段后，會(huì)附加運(yùn)動(dòng)，對(duì)列車(chē)平穩(wěn) 運(yùn)行不利。（車(chē)體振動(dòng)不疊加原則） ?由國(guó)外測(cè)試知：輪對(duì)（或車(chē)輛）通過(guò)曲線(xiàn)后尚 須擺動(dòng)t=11.5秒（有的略大與車(chē)輛性能、 線(xiàn)路狀況、激擾時(shí)間有關(guān)，我國(guó)既有車(chē)體一般 1.12s）。由

30、此可知： 由L/Vmax=11.5秒,知： L=（0.280.42）Vmax Vmaxkm/h,Lm。 1、 國(guó)內(nèi)外情況介紹： 國(guó)別 日本 德國(guó) 法國(guó) 中國(guó)(過(guò)去專(zhuān)家意見(jiàn)) Vmax (km/h) 200250 200 250 270 270 300 160 300 350 0.625 Vmax 0.93 Vmax 0.80 Vmax L(m) 0.42 Vmax 0.4Vmax 0.6Vmax 0.67 Vmax 不科學(xué)、不合理 一般 l=100m 推得： 困難：l=80m，推得： 我國(guó)：V=120160km/h, V=160km/h,l=0.625Vmax V=160,l=0.5 Vmax V=140,l=0.710Vmax V=140,l=0.57 Vmax ?由此可知： 我國(guó)規(guī)定以?shī)A直線(xiàn)長(zhǎng)度越長(zhǎng)越好來(lái)制定的。 ?說(shuō)明： 但是，會(huì)造成工程的浪費(fèi)。應(yīng)科學(xué)些。 無(wú)把握，保守，研究不夠。 ?圓曲線(xiàn)長(zhǎng)度同理。 2 2、既有線(xiàn)改造：、既