鐵路選線PPT鐵路能力.ppt

1、.,鐵路能力,第一節(jié) 鐵路運(yùn)量,一、客貨運(yùn)量的意義,1、客貨運(yùn)量是設(shè)計(jì)鐵路能力的依據(jù)。 2、客貨運(yùn)量是評(píng)價(jià)鐵路經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)。 3、客貨運(yùn)量的大小影響線路方案的取舍。,二、經(jīng)濟(jì)調(diào)查,適應(yīng),要求,國(guó)民經(jīng)濟(jì),鐵路,1、主要任務(wù) （1）參與項(xiàng)目的規(guī)劃選址 （2）經(jīng)濟(jì)選線（選線中對(duì)政、經(jīng)、國(guó)防等的考慮） 著重考慮不同方案的沿線經(jīng)濟(jì)資源、經(jīng)濟(jì)據(jù)點(diǎn)、人 口分布、生產(chǎn)水平、交通條件等因素 （3）編制客貨流量資料（設(shè)計(jì)年度內(nèi)） （4）提出設(shè)貨運(yùn)站的初步意義（根據(jù)地區(qū)經(jīng)濟(jì)需要與設(shè)計(jì)線的可能走向）,2、內(nèi)容 工、農(nóng)、人口、商業(yè)、交通、鐵路運(yùn)營(yíng)六類（過(guò)去、現(xiàn)在、未來(lái)）,二、客貨運(yùn)量的調(diào)查和預(yù)測(cè), 、劃定吸引范圍（吸

2、引范圍：設(shè)計(jì)線吸引客貨的地區(qū)界限）,直通吸引范圍 在路網(wǎng)中，運(yùn)量通過(guò)設(shè)計(jì)線的區(qū)域范圍,地方吸引范圍 行經(jīng)地區(qū)，運(yùn)量通過(guò)設(shè)計(jì)線的區(qū)域范圍,貨流示意圖, 、貨運(yùn)量的調(diào)查和預(yù)測(cè),1、直通貨物運(yùn)量地區(qū)間的物資交流計(jì)劃 2、地方貨物運(yùn)量產(chǎn)銷平衡法 3、遠(yuǎn)期貨物運(yùn)量預(yù)測(cè)方法, 、客運(yùn)量的調(diào)查和預(yù)測(cè),五、鐵路選線設(shè)計(jì)所需要的運(yùn)量參數(shù),1、貨運(yùn)量:強(qiáng)調(diào)分方向即每一方向.上下行。,(104t/a),2、貨運(yùn)周轉(zhuǎn)量（鄰工作量，不分方向，但也可分方向）,5、貨運(yùn)波動(dòng)系數(shù),7、列車對(duì)數(shù),零擔(dān)、摘掛、快運(yùn)、旅客,3、貨運(yùn)密度：每一公里的貨物周轉(zhuǎn)量，反映線路利用率,(104t km /km a),4、貨流比,輕重車方向,

3、6、客運(yùn)波動(dòng)系數(shù),四、設(shè)計(jì)年度,1、意義：節(jié)約,2、劃分(近期、遠(yuǎn)期)結(jié)合新規(guī)范 可以逐步改擴(kuò)建的：牽引種類、機(jī)車類型、閉塞、交路 不宜改擴(kuò)建的：ix，Rmin，車站分布,近期：交付運(yùn)營(yíng)后五年。 遠(yuǎn)期：交付運(yùn)營(yíng)后十年。,第二節(jié) 鐵路通過(guò)能力與輸送能力,鐵路每晝夜可以通過(guò)的列車對(duì)數(shù)（雙線為每一方向的列車數(shù)）稱為通過(guò)能力。,N（通過(guò)能力）及所受限制： 1、 區(qū)間正線數(shù)，區(qū)間長(zhǎng)，平縱面 信號(hào)，聯(lián)鎖，閉塞設(shè)備種類 2、車站到發(fā)線數(shù)，道岔的配置，信聯(lián)閉種類 3、機(jī)務(wù)機(jī)車檢修臺(tái)位 4、給水水源、揚(yáng)水管路、揚(yáng)水設(shè)備 5、供電牽引變電所，接觸電線網(wǎng),強(qiáng)調(diào)：最薄弱的環(huán)節(jié) 控制通過(guò)能力,一、列車運(yùn)行圖,1、種類,

4、（1）按正線數(shù)目分,（2）按運(yùn)行速度分,（3）按上下行列車數(shù)的比例分,雙線運(yùn)行圖,單線運(yùn)行圖,非平行,平行,不成對(duì)運(yùn)行圖,成對(duì)運(yùn)行圖,（4）按同方向列車運(yùn)行方式的不同,追蹤運(yùn)行圖：自動(dòng)或半自動(dòng)閉塞地段采用，同向列車以站內(nèi)區(qū)間為間隔,連發(fā)運(yùn)行圖：非自動(dòng)閉塞地段采用，同向列車以站內(nèi)區(qū)間為間隔,部分追蹤運(yùn)行圖：僅有一部分是追蹤運(yùn)行，其余是非追蹤,2、單線平行運(yùn)行圖,假定：1、都是直通貨物列車（同一類型） 2、往返成對(duì) 3、V相同,目的（可以簡(jiǎn)化計(jì)算N）,二、列車運(yùn)行速度,1、旅客列車設(shè)計(jì)行車速度 確定設(shè)計(jì)線各種與客車速度有關(guān)的建筑物和設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的基本參數(shù)。 設(shè)計(jì)線各路段中的旅客列車設(shè)計(jì)行車速度的最大值

5、稱為設(shè)計(jì)線旅客列車最高設(shè)計(jì)行車速度，以Vmax表示。,2、走行速度 Vz 列車在區(qū)段內(nèi)運(yùn)行，按所有中間車站不停車通過(guò)所計(jì)算的區(qū)段平均速度，可由牽引計(jì)算得到。,3、技術(shù)速度 VJS 列車在區(qū)段內(nèi)運(yùn)行，計(jì)入中間車站停車的起停附加時(shí)分所計(jì)算的區(qū)段平均速度，也可由牽 引計(jì)算得到。,4、旅行（區(qū)段）速度 VL 列車在區(qū)段內(nèi)運(yùn)行，計(jì)入中間車站停車的起停附加時(shí)分和中間車站停車時(shí)分所計(jì)算的區(qū) 段平均速度。 5、旅速系數(shù)：L =VL/VZ,三、通過(guò)能力N計(jì)算,（對(duì)/d）,1、單線,（對(duì)/d）,2、雙線,連發(fā) （列/d）,追蹤 （列/d）,（1）客貨共線,半自動(dòng)閉塞,自動(dòng)閉塞,（列/d）,（2）高速客運(yùn)專線,五、

6、鐵路輸送能力,鐵路單方向每年能運(yùn)送的貨物噸數(shù)。,1、客貨共線鐵路的輸送能力,3、扣除系數(shù)的含義： 開行一對(duì)或一列旅客列車、快運(yùn)貨車、零擔(dān)、摘掛、組合車等,需要從平行運(yùn)行圖上扣除的普通貨物列車的對(duì) 數(shù)或列數(shù)決定于（1）正線數(shù)目（2）閉塞方式,2客運(yùn)專線鐵路的輸送能力,全高速列車運(yùn)行的線路輸送能力,不同速度等級(jí)列車混運(yùn)的線路輸送能力,第三節(jié) 牽引計(jì)算,為滿足Cx,Cx（G、N）主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（G、T） 研究作用在列車上的力,單位力概念（N/t）,機(jī)車單位牽引力,列車單位阻力,列車單位制動(dòng)力,第四節(jié) 作用在列車上的力,1、形成與黏著限制,機(jī)車動(dòng)力裝置（電、內(nèi)燃、蒸汽）旋轉(zhuǎn)力矩M F1, F2 F1作用

7、于鋼軌， F2作用于動(dòng)輪中心整個(gè)機(jī)車牽引力,（2）黏著牽引力的限制 F可調(diào)節(jié)，但不能超過(guò)F,一 列車牽引力,黏著系數(shù)的計(jì)算 機(jī)車計(jì)算黏著系數(shù),高速動(dòng)車組計(jì)算黏著系數(shù),（1）機(jī)車牽引力的形成,2、機(jī)車牽引特性曲線,恒力雙曲線，F(xiàn)=f(V) 特性曲線,（3）高速動(dòng)車組,（1）電力機(jī)車 機(jī)車牽引力取值有關(guān)參數(shù)不同速度下的牽引力取值 計(jì)算速度和計(jì)算牽引力 計(jì)算啟動(dòng)牽引力 電力機(jī)車牽引性能參數(shù),（2）內(nèi)燃機(jī)車,高速列車牽引力取決于動(dòng)車組總功率； 動(dòng)車組所需功率可根據(jù)牽引質(zhì)量和速度目標(biāo)值的大小，通過(guò)配置相應(yīng) 的動(dòng)車組和來(lái)提高； 動(dòng)車組通常采用固定編組形式,二、 列車阻力,1、基本阻力 0=a+bv+cv2

8、 (N/t) 經(jīng)驗(yàn)公式,總阻力：,a、軸頸和軸承之間摩擦 b、車輪與鋼軌間滾動(dòng)摩擦 c、車輪與鋼軌間滑動(dòng)摩擦 d、沖擊、振動(dòng) e、空氣阻力,2、附加阻力,a、坡道附加阻力 原因：機(jī)車、車輛的重力F產(chǎn)生的平行于軌道的分力 以下求出wi與i的關(guān)系,b、曲線附加阻力,LlLy,Ll Ly,列車跨過(guò)幾條曲線,原因：1、輪緣車軌頭內(nèi)側(cè)摩擦 2、輪面、軌面 3、轉(zhuǎn)向架繞中心盤轉(zhuǎn)動(dòng),縱向滑動(dòng)內(nèi)處R,橫向滑動(dòng)離、向心力,c、隧道附加阻力 原因：1、迎面壓力 2、屋頂吸力 3、四周表面空氣摩擦 計(jì)算：建議式s,d、附加阻力換算坡度及加算坡度,3、起動(dòng)阻力,機(jī)車 q=5g 滾動(dòng)軸承貨車 q=3.5g 滑動(dòng)軸承貨車

9、 q=（3+0.4iq)g,三 列車制動(dòng)力,1、制動(dòng)方式分類,按動(dòng)能轉(zhuǎn)移方式分：閘瓦制動(dòng)和盤型制動(dòng),按按制動(dòng)力的操縱方式分：空氣制動(dòng)以壓縮空氣為動(dòng) 力，屬黏著制動(dòng) 電制動(dòng)操縱控制和原動(dòng)力都 用電的制動(dòng)方式 電空制動(dòng)電控空氣制動(dòng)的簡(jiǎn)稱,2、制動(dòng)力計(jì)算,（1）空氣制動(dòng)力計(jì)算,空氣制動(dòng)力原理：副風(fēng)缸儲(chǔ)存壓縮空氣推動(dòng)制動(dòng)缸 增壓緩解 減壓制動(dòng),單位列車制動(dòng)力計(jì)算,（2）動(dòng)力制動(dòng)力計(jì)算,電制動(dòng)力原理： 動(dòng)能（電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)）制動(dòng)電流Iz電阻發(fā)熱,發(fā)電機(jī)反轉(zhuǎn)Mk動(dòng)輪反轉(zhuǎn)矩M黏著作用Bd,電制動(dòng)力需要值的確定,四 列車運(yùn)動(dòng)方程式,（一）、列車運(yùn)行狀態(tài)分析,列車運(yùn)行狀態(tài)決定于合力 當(dāng) C0 列車加速運(yùn)行 當(dāng) C

10、0 列車減速運(yùn)行 當(dāng) C=0 列車等速運(yùn)行,（二）、列車運(yùn)動(dòng)方程式,（km/h2),運(yùn)行距離,運(yùn)行時(shí)分,2、近似積分法解算列車運(yùn)動(dòng)方程式,在不同的工況下，列車受力組有不同的形式： 1、牽引運(yùn)行 2、惰力運(yùn)行 3、制動(dòng)運(yùn)行,（1）運(yùn)行時(shí)分,（2）運(yùn)行距離, V越小，計(jì)算結(jié)果越精確，手工計(jì)算時(shí)一般取 V=10km/h,四、牽引質(zhì)量及限制條件,新線設(shè)計(jì)以及運(yùn)營(yíng)線上，一般情況下均是按列車在限制坡道上，以機(jī)車的計(jì)算速度作等速運(yùn)動(dòng)為條件確定牽引質(zhì)量。 快速線上，有時(shí)按列車在平直道上的最高速度運(yùn)行，并保有一定的加速度余量為條件確定牽引質(zhì)量。, 牽引質(zhì)量計(jì)算,1、上坡、等速Fj-W=0,多機(jī)牽引或補(bǔ)機(jī)推送,2

11、、列車在平直道上的最高速度運(yùn)行，并保有一定的加速度余量,扣除加速度余量后的牽引力 F=FG1000(P+GG)(1+)a 列車運(yùn)行阻力 W=PwOG+GGw”O(jiān)G,（二） 牽引質(zhì)量的檢算,1、起動(dòng)條件檢算,GqG時(shí)，可以起動(dòng)。,2、到發(fā)線有效長(zhǎng)檢算,到發(fā)線有效長(zhǎng)允許的牽引質(zhì)量,GyxG時(shí)，可以起動(dòng)。,3、車鉤強(qiáng)度的限制,GcG時(shí)，應(yīng)采用補(bǔ)機(jī)推送方式。,（三） 牽引車輛數(shù)、牽引凈載、列車長(zhǎng)度,2、牽引凈載（t) GJ=(n-1)qJ GJ=KJG,3、列車長(zhǎng)度(m) Ll=LJ+(n-1)Lp+Ls Ll=LJ+G/q,五 運(yùn)行速度與運(yùn)行時(shí)分,一、單位合力圖,（一）單位合力計(jì)算,（二）單位合力曲

12、線的繪制,（三）單位合力特征,1.有加算坡度時(shí)的應(yīng)用 2.確定均衡速度 3.判斷列車運(yùn)行狀況 4.確定機(jī)車操縱狀態(tài),（四）下坡道速度限制,二、運(yùn)行速度與運(yùn)行時(shí)分計(jì)算,（一）線路縱斷面化簡(jiǎn),2、化簡(jiǎn)坡度的檢查,1、化簡(jiǎn)坡度,（二）計(jì)算,1、數(shù)值解法,2、均衡速度法 假定列車在每一個(gè)坡段上運(yùn)行，不論坡段長(zhǎng)短；也不論進(jìn)入坡段時(shí)的初速高低，都按該坡道的均衡速度（或限制速度）作等速運(yùn)行考慮。,計(jì)算：,T甲+乙=（tiLi）+tq+tt (min),一、鐵路等級(jí),1、客運(yùn)專線鐵路 鐵路網(wǎng)中專門用于旅客運(yùn)輸，列車在主要區(qū)間能以200km/h及 以上的速度運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路，稱之為客運(yùn)專線鐵路,高速鐵路 快速鐵路快速客運(yùn)干線、城際鐵路,2、客貨共線鐵路 鐵路網(wǎng)中專門用于旅客運(yùn)輸，列車在主要區(qū)間能以200km/h及 以上的速度運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路，稱之為客運(yùn)專線鐵路,級(jí)鐵路 級(jí)鐵路 級(jí)鐵路,3、貨運(yùn)專線鐵路 運(yùn)輸量至少在50