3.2 】 纵断面
—
?
3《.2.1 本【条主要根据铁一院】和西南交通大学完成!的,铁道部建设司工程】建设科研项目—铁路最?大坡度的研》究(:铁建:科93-3》)成果?按铁路等级、牵引】种类和地《形类别分别制定限制!坡度最?大值的标准充分体】现了坡度适应地【形、移动设备与固】。定设备协调配套和机!车牵引?力与线路《标准综合优化—。的设计思想在保证】行车安?全,和满足运输要—求的前提《。下增大?了限:制坡度选择的灵活】性为:节约工程投资创造】了更好的条件
】
【 1 《限制坡?度的选择限制坡度是!影响铁路全局的主】要技术标准它不仅】对线路走向、长【。度,和车站分布有很大】影响而且直》接影响运输能力、行!车安:全、:工,程费与运营费
【
?
》 影响?限制坡?度选:。。择的因?素,如下
! 【1,)铁:。路等级铁路等级高线!路,意,义大客货《运,量大:安全、舒适》。。要求高限《制坡度宜小
【
》 2)!牵引种类和机车类型!电力牵引比内燃【牵,引的计算《牵,引力大计算速度高牵!引定数大满》足相同运能要求时的!限制坡?度比内燃牵引的大】大功率机《车的牵引力》大、牵引定数—大满足相《。同运能要求的限【制坡度比小功率机车!的,大
》
】。 3)地形类别限!制坡度?适应地形时线路长】度短、工程投资【。省否则需额外增加】展线:增大:工程费与《运营费
! — 4)运输需【求,。其他条件相》。同时客货《运量大的线》路,要求较小的限—制,坡度
—
: — 5)邻线的牵引!定数限制坡》度选择应考虑使【设计线与邻》接铁:路,的牵引?定,数相协调统一—牵引定数可避免列】。车换重作《业加:速机车车辆周转【。提,高运营?指标并增加运—输的机动性牵引定】数统一、协调的方法!可采用与邻接线路】相同的限制坡度和】机型也可《采用与邻《接线路不《同的限坡而用不【同的机型《来调整
》
?
: 因为影响限制!坡度:。选择:的因素众多而不【同决策的经》济,效益出入甚大—。且限制?坡度在线路》建成后不《。易改动?故应根据铁路等级、!地,形类别、牵引种【类和运输要求比【选确定一《。条长:大干线所《经地区的地形类【别差:异较大时可在地形】。。困难:。地段采用加》力牵引坡度也—可分若干区段选择】不同的限制坡度【用调整机《型的方法统一、协】调全线的牵引定【数
?。
2! 限制坡》度最大值本规范限制!坡度最大值是根【据以下条件确—定的
《
《 ? 1)与】我,国的地形《条件相?适应我国是多山国家!山区占国土总面【。积的6?。5%西南《为地形复杂》的典型地区铁二【院对川?、滇、黔、藏—四省区的地》形统计资料表明河】床自然纵坡》小于4‰《者占36%4‰【~8‰者占41【%8.1‰~—15‰者占1—7%大于《15:‰者占6%滇藏【线经行地区的河【床自然纵坡为1【0‰~30‰Ⅰ级铁!。路运能要求》大限制坡度最大值】取1:5‰Ⅱ级铁路运能】要求较小《限制:坡度最大值取20‰!可适应我国的地形】条件更大的限制【坡度除不易》满足运能要求外也】不安全、经济此【时采用加《力牵引?坡度更为《有利:
》
— : 2)与要求的运能!相,适,应,设计线应能满足【需要的运输能力【线路的运输能—力,由牵引种类、—机车:类型、限制》坡,度、到发线有效长度!。和控:制区间距离》及闭塞方式》决定:本规范确定限制坡度!最大值时是根据下】列条件?计算的
—。
】 ①牵引种类】因蒸汽机车已停产】多年新建铁路已不再!按蒸:汽牵:。引设计故采用电力、!内燃:牵,引
》。
! ②机?车类型我国国产【货运机车《有,以下类型电力机车】本,规范:取SS1、》S,S3、S《S6B、SS4与S!S4B为代表机【型,内燃机车本规范取】DF、DF4、D】。F4B、DF—4C、DF8作【为代表机型
】
? , : : ③到发线有效!长度根据计算确【定但不大《于1050m
!
— : ?。④控制区《。间距离?我,国铁路区间距离为】8~12km平【均9.5km本【。说明:取控制?区间为1《0km、12—km、1《4km计算
】
,。
? : ⑤闭塞方!式新建单线》采用半?自动闭塞
—
— 电力】。与内燃机车》牵引的可能》输送能?力分别?见,表34和表3—5
?
表34 】 电力机《车可能的输》送能力(Mt—/年)
】
【。
:
表35 】 内燃机车可—能的输送能》力(Mt/年)
!
—
》
【 , 由表34与—表35?可知采用本规—范表3?.2:.1所列的限制【坡度最大值可—以满足本规范第【1.0?.4条规《。定的各?级铁:路的运量《要求但山区Ⅰ级【铁,路采用12‰限【。坡和内燃牵引时需】。适当缩?短站间距《离
:
》 : 3【)保证行车安全【列车在坡道上运【。行应满足上坡不【断,钩、下坡《有充分制动力的【安全要?求
【。 《根据:。。铁科院铁建所对【线路纵断面连接【标准的?研究我?国现有的电力或【内燃机车当牵—。引质量在《5000t以下以不!同的工况《在相:应的限制坡度—坡段上运行其产【生的列车最大纵【向力不会造成车钩】断,构,。
,
》。 根据铁一】院与西南交通大【学在铁路最大—坡度的?研究中所做》的计算不同机—型的制动力(Bd】+Bk)与下—滑力(Fs)的【比值见表36—
《
表36 制动!力与下滑力比值
】
:
》
,
计】算表明电力机车电】阻制动力较》大可提供下滑—力94?%以上的制动力内】燃机车电阻制—动力较小仅》能提供下滑》力50%~60【%的制动力但动力制!动力与空气》制动力之和与—下滑力的比值电力】机车在限《制,坡度最大值》。25‰时达2.3】。以上内燃机车在【限制坡度最大值18!‰,。时,达1.9以上可【充分:满足制动需要
【
【 电力与内—燃机车因有动力制动!不仅可使《长大下?坡道上运行的列车保!持比:单纯:使用周期空》气制动力法高得多】的运行速度也可【。大,。大减少闸瓦磨耗及】压缩空气消耗量【在空气制动机—缓解充?。风时继续使用电阻】制动:还可:延缓升速《时间避免由于充【风时间?不足、制《动力降?低而引起的制动失】控事故
—
》 可见《本条文表3》.2.1所列—的限制坡度最大值】是可以保证行车【安全的
】
】 4)经《济合:理在满足运输—要求和保证行—车,安全的前提》下会有各种可—行的限?制坡度方案但经济】效果将有较大差异铁!一院与西南交—通,大学在铁《路最大?坡度的研究中根据】系统工程原理和【综合优?化方法把与》运能及技《术,密,。切相关的限制坡度】、到发线有效—长度、?站间距离作》。为设计变《量,以安全、《运能及?技术方?面对限制坡度、到发!线有效长度、站间距!离,的,要求作为《约束:。条件建立以换算【工程运营费为目标】函数的数《学模型求得》了换算工程》运营费为最小时【的各种机型、不【同地:形,、满足各级铁—路临界运能要求的】经济:限制:坡度:见表37其中—的下限与上限分【别为小?功率和?。大功:率机车的经济—限制坡度《
:
,
?表37 经—济限制?坡,度(‰)
》
:
—
:
, 综》合以上运能、安【全与经?济等各方面要—求得出限制》坡度:最大值即本条文表】3.2.1》
?
3.2.2 ! 本条文充分体【现了坡?度,。。适应:地,形、移动设备与固】定设备协调配套【和机车牵《引力与线路标准综合!优化的设《计思:想在保证行车—安全和?满,足运输要求的前提下!增加了?加力牵引坡》度选择的灵活性【为节约工程投资创造!了更好条件
!
》 ,1 加力牵引【的采用在高》程障碍?比,较集中的越岭展线】地,段,若用较小的限—制坡:度则会引起》大量展线《额外增大工程;【若用:较大限制坡》度又:会满足不了运输需】要此时?采用加力《牵引坡度不仅可适应!地形缩短线路长度】大,量,减少土石《方和桥隧工程而【且可以?提高输?送能力?还可能降低》全线的限制坡度减少!列车对数、提—。高行车速度因而【在一定程度上改善】。全线运?营条件但加》力牵引也存在下列缺!。点
! 》 1:)增:加,机车台数和运输【管,理的难度
》
! ? ,2)延长到发线【有效长?度增加部《。分整备设备
—。
—。 》 3)采用补【机推送时《要求用坚固的四轴】守车以防止》将其挤坏或顶—出因而增加编—组时挑选《守车的作业困难【
! 由:于加:力牵引存在上述【缺点往往形成控制既!有线进?一步提高《输送能?力和运输效率—的关键因此加力牵】引应根据地形、工程!和运输需求等条【件比选确定
—
【 为减《少加力牵引的不利影!响和运营《的困:难加:力牵引坡度》应集中使用如—仅,在个别区间使用加力!牵引加力牵引的【起讫站不在》区段站或《其他:有机务设《备的车站时可能【需要增加股道—或部分整备》设备且机车》的维修?和管理小《便故加力牵引—地段宜与区段站【或,其他有?机务设备的车站邻】。。接以减少使用补【。机,引起的投资并—改善:运营条件
!。。
2 加!力,牵引坡度《的计算?公式加力牵引坡度】。值应根据多台机【车牵:引一定质量》的列:车在此上《。坡道上的均衡速度达!到机车计算》速度的条件确定故规!定加:力牵引坡《度应根据《牵引:质,量、机车类型—、机车台数和加【。力牵引方《式按:本规范公式》(3.2.2)计算!确,定
】。 : 3 加》力,牵引坡度《最大值本规范的加】力牵引坡度》最,大,值是根据《运输能?力、运行安全需要】和经济合《理条件确定的—
,
?
!。 ,1,)运输能力需要加】力,牵引坡度最大值应】能保证满足运能【需要电力和内燃加】力牵引?坡,度,最大值分别为30‰!和,25‰?。时不同机型的—运输能力《见表38《。
表38! 加力牵引运】输能力(M》t/年)
【
《。
?
由表3!8知电力与内燃的】加力牵?引坡:度,最大值分别为30】。‰和2?5‰是可《以满足各级铁路【。运量需要的
!
! 2)?运行安全需要列车】在坡道?。上运行的安全—要求为?上,。坡,时不:断钩:。、下:坡,时有充?。分的制动力》
《
— ①不断【钩为保证列车在上】坡道上不断钩要求列!车在起动和运行时】车钩的拉力》不,。大于:车钩允许的强度
】
【 当加力牵引采用!重联方?式列车质量》受车钩强《度控制时可》改用补机推送—方,式运行故仍》可满足不《断,。钩要求如在30‰】加力坡?度上采用大功率机】车SS4B》。时,双机与三机重联的列!车质量分别为2【500t和36【50:t;在25‰加力】坡度上?采用大?功,。率机车D《F8时双机与三机重!联的列车质量分【别为2100t和3!150t采》用,补机推?送均:可满:足车钩强度要求
!
— 铁科院所—做列车在坡度—道上运行《的,安全性仿《真,验证:也证明了加力—牵引坡度最大值的】安全性
》。
?
》。列,车在坡道上》运,行时不断钩》。的安全性指标实际上!就,是列车?在最不利《运行:工况:下通过由各种最大】坡度组成的》不同纵断面》时的列车纵向力小于!现行国家标》。准铁道车辆强—度设计及试》验鉴定?规范TB《/T: 1:335-1》996的规定即拉】力1125kN【。压力1400k【N
:
》 ? 列车运行—测,试结果表明列车纵向!力的大小《主要取决于牵—引,种类、机车类型【、,。牵引方式《、列车?运行:工况:、列车质量、编组状!态和线路纵》断面类型仿真—验证选用SS3【和DF4主型机【车双机?重联满载《运行制动《机采用103型【和,GK型纵断》面取半凸形、一面坡!、凹:形和凸形运行—工况取牵引、惰【行、缓?角、常用全制动和】紧急制动《。的不同组合铁科院】铁建所的仿真验证结!果得出以下结—论
—
a—.,SS:3双机牵《引列车?质量为47》50t及以》下的列车以一定速度!牵,引或惰行通过由不同!。最大坡度组成—的半:凸,形、一?面坡、凹形及凸形纵!断面所产生的纵向力!。均小于现行国家标准!铁道车辆强度设计】。及试验?鉴定规范《TB/?T 133》。5-1996规【定,。的允:许值可?保证列?车运行?不断钩的安全要求
!
!b.SS3在—30‰坡《道上双机牵引20】5,0t的列车如安装G!K型:制动:机紧急?制动初速不小于25!km:。/h时是安》全的:;如安装1》03型制《。动机则紧急制动初】速不小于20km/!h时是安全的否【则应采用常》用全:制动以策安全—
】
c.】SS3?在25‰坡道上【双机牵?引2500t的列】车如安装GK型制动!机紧急制动初—速不小于50k【m/:h时:是,安全的;如安—装103型》。制动机则紧急制动初!。速不小于2》5km/h是安全】。的否则应采》用,常用全制动》以策安全因》DF4在2》5‰坡道双机—牵引205》0,t的列车列》车质量?比SS3的》小故比?SS3双机牵引【。2500t》。更为安全
】
,
仿真验!证表明?电力和内《燃加力?牵引坡度《最大值分别采用【30:‰,和25‰是可以保】证不断钩的安全要求!。的
】 ②制!动力:充分根据本说明【第,3,.2.1条电力【与内燃?牵引因有动力制动】配,合空气制动可—比单纯?使用空气制动大【。大提高?制动力和陡坡运【行的安全性根据铁一!院与西?南交通大学在—铁路最大坡度的研究!。中,所做的计算电力机】车在30‰下—坡道上运行》时电阻制动》力,与空气制动力—之和是下滑力的2】.0:~2.2《倍;内燃机车在【25‰下坡》道,上运行时电阻—制动力?与空:气制动力之和—是下滑力的》1.8~1.9倍】可保证下坡所需的】制动力要求
【。。
?
我国宝成!线宝鸡-秦岭间【电力:牵,引与黔桂线内燃牵引!的长:期运营实践也说【明,。电力与内燃牵引加力!坡度最大值分别【采,用30‰和2—5‰:是安全的
》
!。 《3)经济合》理根据铁一院与【西南交通大学关于】铁路最大坡度的研】究的科研成》果(详?见本说明第3.2.!1条)经济》加力牵?引坡度与铁路等【级、运能要求、【。地形类?。别和机车类型有关】在各:级铁路临界》运量时山区的经济】加力牵引坡度见表3!9
》
表39 经济!加力牵引坡度(‰)!
—
— 《由,表39知经济加力牵!引坡:度最大值大体—上各级铁《路电力牵引为30‰!内燃牵引为25‰
!
【 :综合运能《、安:全和经济《各,方,面要求各级铁路电】力,和内燃加《力牵引坡度最大值分!别取30‰和25‰!
?
4 ! 同型机车的—加力牵引坡度—表
?
?
— 1)加力【牵引坡度的计算同型!机车的加力》牵引坡度按》下式计算
》。
:
?
《
《 式中 ij【1加力牵引坡度(】‰)以0.5‰为单!位取值;
【
】 ?。 Fj机车计—算牵引力(》N)根据机车类型】和加力?牵引方式按列车【。牵引计?算规程TB》。/T 1407【的规:定取值使《用重联线操》纵时:每台机车牵引力均取!全值分?别操纵时第二台【及以:后的每台机车牵引力!均取:全值的0.98【;推送补机均取全值!的0:.,95;
】
【 P《机车质量《(t);
》。
,
》 — Q牵引》。质量(t)取5【0t的整《倍数;?
! w′0!、,。w″0机车》计算速?。度时的机车、车辆】单位基本阻力(N】/,t);
【
》 : i》x限制坡度(‰)】。
?
【按式(?55)和式(—56)计算》。的各种机车》在不同限制坡度下双!机、三机牵引的加力!。牵引坡度见》表40~表4—3其中上限为重联】线操纵时的值下限为!补机:推,送时的值计算中考】虑了加力《牵引坡?。度,最大值的限制—
?
表40 】电,力机车双机牵引加力!坡度计算(‰)
】
?
—。
】表41 内—燃机车双机牵引【加力坡度计算—(,‰)
?
《
】
表42】 电力机车三机牵!引加力?坡,。度计算(‰》)
】
?。
表!43 内燃机车】三机牵引加》力坡度计算(‰【)
【
,
】
综】合表40~表—43得?本条文表《3.2.2》
》
, : : 2)本条文!表3:.2.2的使用限】制
! , ①采【用大功率机车SS4!、SS4B、D【。F4、DF》4B、?DF8时在4—‰限制坡道上牵引质!量将受10》50m到发线有效】。长度的限制故加【力牵引坡度应另行计!算
! 《 , ②:。本条文表《3.2.2中内燃牵!引加力牵引坡度【值是按全国》大部分地区一般自然!条件考虑的在海拔和!周围:空气:温度超过列车牵【引,计算规程TB/T !1,407?(以下简称牵规)规!定的地区《应按牵规规定对内】燃,机车牵引力进行海拔!与空气温度修正加】力牵引坡度应—另,行计算
【
: ③!。本条文表《3.2.《2所列是按同型【机车加力牵》引时:计算的加力坡度值】若,采用不同型的—机车:加力牵?。引其加?力牵:引坡度应另行计算
!
【 综合考虑【本条:文表3.2.—2的上述《。使用限制《和牵引质量》。可能:。受到牵规规定的【其他条件《限制:并兼顾到全线—采用大功率机车加】力牵引(此时加【力坡度将大于—表列数值)以适应】地形、提《高运输能《力、降低工》程投资的可》能性故本条文列【出了加力牵》引坡:度的计算公式在下】列条件下加》。力牵引坡度应—按本条文《式(3.《2.2)计算确定】
! , a.单机牵!引的牵引质量受现】行,牵规规定的检验【条件限制;
】
— b.内燃!机车的牵《引力需按《现行牵规《规定的条《件进行修《正;
】。 ? c—.采用?不同类型的》机车加力牵引;
】
《
, , 》。 :d.:全线采用大功率机车!加力牵引《
《
3.2.3 】 轻重车方》向货流显著不平衡】预计将来《也,不致发生巨大—变化的铁路如在轻车!方向采用较》大的限制坡度有较大!经济价值时经过方案!比选可分方向采【用不同的限》制,坡,度Ⅰ:级,铁路是路网中的骨】干铁路一般不应采用!仅在特殊《困难条件下有充【分技术经济依据时方!可,考虑采用
!。
》分方向选用限制坡度!时为适应将来货【流比发?。生变化轻车》方向的限制坡—度不宜大于重车【方向限制《。坡度相应的双—机牵引坡度以便在轻!车方向有可》能采用双机或三机牵!引时进行补救为【运输方?面留有余《。地
?
3》。.2.4 采用动!。。能坡度?在运营上有很多困难!由于气?象的:变化如暴《风雨、大雾、严【寒冰冻等《司机操作、列—车调度不当和—线路大修维修需要】减速等原因常易造成!列车:运行缓慢或中途停】车事故有的》每到严寒《季节就要《减轴运?。。行,所以改建既》有线一?般不轻易采》用动能坡度如改建】既有:。线按:选定的限制坡度削】减超限坡地段将【引起大型《桥隧建筑物改建、长!距离改线或》其他巨大工程时通】过方案比选可保【。。留,经过运?营实:践证明货物列车【利用动能闯》过坡顶而速度不低于!计算速?度的原有超限—。坡度但既《有线为双线》时不应妨碍采用自动!闭塞由于纵断—面在改建时有所改动!或,采用削减部分超限坡!或改变机型及相应】的牵引定数则既有线!上采用动能》。坡度要按《不低于计算》。速度闯坡《和不妨碍采》用自动闭塞》的原则进行牵引计算!验,算增建第二线时为】了充分?利用既?有,线以减少工》程投资?对既有?。线超过限制坡度的】地段可?作为单方向》行车的下坡》线但不应妨碍采用自!动闭塞
】
新建铁】路结合地形、地【质条件和其》他因素?可以:做到合理设计不产】生超:限坡且无废弃工程和!改建问题故不—应采用动能坡度
!
,
3.2.5 ! 本条说明如—下
》
: 1 曲】线附:。。加,阻力减缓(以下简】称“曲线阻力—减,缓”)?为了保?证满:轴货物列车在—任,何,地段都能以》不低于计《。。算速度运行》如曲线位于或—接近最?大坡度的坡道上则】应考:虑曲:。线阻力减缓使加算坡!度不大于最大坡度】
— 《曲线阻力△ir一般!通过试验确》定曲线阻力减缓【值计算公式见本【条文式(3.2【。.,5-1)《和式(3.》2.5-2)
】。
,
—
:
式中 !。△i:r,曲线阻力所引起的】坡,度减缓值(》‰,);
! , R曲!线半径(m);
!
! l坡段长度!(m)当其大于货】物列车长度时为货物!列车:长度;
! !∑α坡段长度—(或货?物列车长度)内【平面曲线偏》角总和(°)
】
?
, 《2 考虑到既有线!改建可能《保,留部分限速》半径故在《条文说明中对—坡度粘降减缓—做如:下说:明
】 【。1)引起粘》降坡度减缓的原因机!车驶入圆曲线后由】于动轮踏面发—生横向滑动且—曲线外轨较内轨长】使车轮产生纵向滑】。动,等原因而引起—机车粘着系》数降低曲线半—。径愈:小这种现象愈显著当!机车牵引满轴货物】列车:以接近或等》于计算?速度通过接近最大】坡度上的小半径【曲线时由于粘—着系数降低》使计算粘着牵—引力低于计算牵引】力从而产生》动轮空转《并降:低行车?速度严重的会发【生坡停事故为—。此需减缓《坡度以弥补牵引力的!降低
?
【 但是并》不,是所有的小半径曲线!。都需要进行》。坡度减?缓只有?当降低后的计算粘】着牵引力小》于机车计《算牵:引力时才需进行【坡度减缓当列车【运行坡道的坡度不是!接近最大坡度—时列车的速》度往往高于计算速度!机车牵?引力相对较小机车】的粘着?牵,引力有富余就不【。需进行?坡度减缓
》
【 ? 2)影响机车!在小半径曲》线,。上粘着系数降低引】起,的坡度?。减缓的主要因—素是机?车的:计算牵引力、—机车的?计算:粘着牵引力、机【车的计?。算粘:着系数、机》车在小半径》曲线上的计算粘【着系数这些数据及其!计算公式都》是在机车牵》引试验成果的—基础上由牵》规公布?执行的?
?
】 3)机—。车粘着?系数降低百分率根据!牵规的?规定机?车在小?半径曲线《上运行?时曲线上的》计算粘?着系数μr按下列】。公式:计算
—
—
》 ,式中 ? μr曲《线上的计算粘着系数!;,
! , 》。。μj机车的》计算粘着《系数;?
【。 【 R曲线半径(【m);
—
:
: ? V机车速!度(km《/h)
! 由此—可计算机车在曲线】。上,的粘着系数降低百分!率
】
:
电力!、内燃机车在不同半!径曲线上的粘着系数!降低:百分率见表44
!
表44 !不同半径曲线上机车!粘着系数《。降,低的百分《率(:%)
?
【
!。 4)小半【径曲线?上,机车粘?着系数降低》引起的?坡度减缓《值,小,半径曲线上机车粘着!系数降低《引起:的坡度?减缓值△im可根】据各类机车的计算粘!着牵引力富余—百,分率rn考虑机【车的计算粘着—牵引力富余》百分率?rn按下式》。计算
】
【 , ,。 式中 Fn机车!的计算粘着牵—。引力:(N);
【
【 ? Fj机车的【计算牵引力(N【)
》
当【rn≥αm时—一般不需计》算小半径曲线粘降】坡,。度减缓值《△im;当r—n,<α:m即:机车的粘着牵引【。力的富余率小—。于粘着系《数降低百分率时【需要:进行坡?度减缓?才需计算小》半径曲线《粘,降坡度?减,缓值其值按》下式计算
】
:
》
》式中 i》m,ax最大坡度(‰】);
—。。
! w0《计算速?度下的列车平均单位!基本阻?力,。(N/kN)
!
】 , ①小半》径曲线粘《降,坡度:。。减缓值计《算及分析《根据牵规提供的机车!性能:资料计算《各类:机车的计算粘—着牵引力富》余率:见表:。45
》
表45—。 各类机车粘着牵!引力富余《百分率rn》。
《
:
】 计算《结果表明内燃机车的!粘着牵引《力富余?率较:大在半径《为300m及其以上!的曲线时都大于粘着!系数降?。低百分?率坡度均不》需减缓详见》表46
【
表4《6 各型内燃【机车rn与αm【对照
》
【
电力】机车的粘着牵引力】富余率较小曲线【。。半径为3《00m?时可以不进行坡度】减缓:的,仅有SS1型机车】。其他机型均需减缓】各型机车需进行坡】度减:缓的曲线半径界值见!表47
《
》表47 各型电力!机车:粘降坡度减缓的【曲线半径界值—(m)
》
】
: 不同类【型的电力机车在同一!。最大:坡度上的《粘降坡度减缓—值是不同的这里仅】将SS4和》SS7型电力—机车在不《同最大坡度上的粘降!坡度减缓值分—别列于表48和表4!9其余?机型限于篇幅从略】
表4】8 SS4》型机车粘降坡度【减缓值(‰)
】
》
表49 !SS7型《机车粘降坡度减【缓值(?‰)
【。
:
】 ?。 , ②:对小半径曲线粘降坡!度减缓值的规定根】据前节?的计算分析》电力:牵引都需考》虑小半径曲线粘【降坡度的《。减缓鉴于本》次,修订计?算所:依据的?机车在小半》径,。曲线上?的,计算粘着系数公式是!三轴转向架的—即只适?用于:SS:1,和SS3两种机【车而其余《SS4、《SS7等《。几,种机车均为二—轴转:向架由于缺乏二【轴转向架机车的【。。试验资?料上述计算》是用三轴转向架的公!式代替从理论上分析!三轴转向《架的机车《在曲线上《的粘:着系数?。降低显然《要比二轴转》。向架的机车大因【而计算出来的坡度减!缓值亦相应偏大完】全,依据前述计》算结果来确定—电力牵引线路—。上的粘?降坡度减《缓,值是不?够妥当的所以经纵横!分析本次修订时电力!牵引的?粘降坡度减》缓,值仍沿用原》规范的规定》暂不变动《电,力牵引小半径—曲线粘降坡度减【缓,。值见:表50
】
表50 电力】。牵引铁路小半径曲】线粘降坡度减缓【。值(‰)
!
《
:
: 【5,),粘,降坡度减《缓范围货物列车以接!。近,或等于机车计算速】度在线路的长—大坡道上《运行时机车》。一进入圆曲线粘【着牵:引力就会降》低直至机车驶出该】。曲线从理论上说为】。使,列车速度以不—低,于计算?速度通过曲线在曲】线起点前一个列【。车长度范围》内即应开始进行【。粘降坡?度减缓但当》机车驶出曲线—,,而列车几乎全都还】在曲线上时由于机车!已不存?在曲线粘《。降所:以曲线终点前—一个列车长度—范围内?即可不进《行坡度减缓亦即【坡度:减缓的长度为该曲】线的长?度但应在列》车,到,达曲线起点前一个列!车长度时就开—始,。。。减缓这样做将使【线路:纵断面设计显—得过于复杂为简化设!计仍按原规》定在曲?线范围内进行坡【度折:减曲线以外不再进行!减缓在设计中为保】证列车以不低于计】算速度通过曲线当】坡段长?度,大于曲?线长度时应将整个坡!段(包括曲》线外部分《)按条文规》定的△?im值减缓而—不应将△i》m乘曲线长》所得减缓损失高度值!按坡段长度平均【摊到整个坡段来减缓!否则将导致曲—线范围内的粘降减缓!值小于规《范规定的粘降减缓】值
《。
【3 隧道坡度折减!
》
: 本《款根:据,牵规相?关规定进行》修,订
【 《 1)长度大!于400《m的:隧道如位于或接近最!大坡度的坡道上【。。为了保证列车不【低于计算速》度运行应将最大【坡度进?行折:减影响折减的因【素有
—
: 》 ①隧道附【加空气阻力列车在】隧道内运行时由【于,空气受?隧道空间约束不【能,迅速向?四面扩散造成—列,车前面空《气密度?加大尾?部,空气稀薄使得空【气阻力较《空旷地段的空气【阻,力大影响空气阻力的!因素:较多一般都通过【试验确定本款—仍,采用凉风《垭试验公式计算
】
【
》 式中 ws隧!道附加空气阻—力(N?/kN)《;
【。 — V隧》道内列车运行速【度(km《/h);
—。
:
: 】 Ls?隧道长度(》m);
》
【 《 L?。列车长度(m);】
《
》 P【机车计算质量(t)!;
【。 — ?Q列车?牵引质量(t—)
:
:
【 : ②内燃牵引【时列车通过隧道【的速:度内燃牵引时—列车通过隧道—。。的,行,车速度不能过低【。以免机车排出的废】气进入?司机室和机》车的柴油机汽缸降】。低机车?功,率并影响机车乘务员!的身体健康原规范】规定隧道长度≤10!00m时通过隧道】。速,度不得低于计算速】度100《。。0m以?上隧道通《过隧道速度不得低于!。2,。5km/h根据牵】规规定本款修改为】内燃机车牵》引列车通过长度【小于或等于10【00m的隧道时最低!运行速度不得小【于机车?的最低计《算速度(Vjmin!)隧道长度大于10!00m时不得小于】Vjmin+5【k,m/h
《
:
?。 : ③隧道!内粘着?系数和内燃机车功】率的降低根据—1,983年牵规的编】制,。。说明“电力和内【燃机车的粘着—(系数)公式包括】了不同的轨面条件因!此不必再考虑隧【道粘:降”故可不考—。虑隧道内粘》着系数的降》低
《
内燃!。机车在隧道内—运行时柴《。油机:的工作条件比在空旷!地段的差其功率【修正应通过试验确定!内燃机车在》隧,道,内的功率降是影响隧!道折减的一个因【素原:规范规定的隧道【。折,减未考?虑功率降问题牵规】规定“DF4—B(客、货)型内燃!机车受长度1—000m以》上隧道影响的牵【引,力修正系数λ单机或!双,机重联牵引》的第一台《机车取?0.88;双机【重联牵引的第二【台机车取0.—85:”
】 — 2)?隧道坡度折》减
! ①隧道!坡度折?减,计算公式《影响隧道坡度—折减的因素》较多在设计中通常】用隧:道内线路最》大坡度系《数βs来进》行隧道坡度折减折减!后,的最大设计坡—度i(‰)应为
】。
?。
—
隧道内!线路:最大坡度系数β【s可:以通过试《验或:根据试验《资料用?分析:方法确定此》时βs?值,应为
—
》
《 式中 △i包!括上:述各种折减因素的】总的:隧道坡度折减值(‰!);:
:
【 —。△i1满足内燃机】车牵引列《车在隧道内》。以规定的最低速度】等速:运行所需《的坡度减缓值—(‰);
【
— —i,v,按规定的最低—速度:等运:行,相应的均衡坡—度(‰)即列—车,该速度?时的单位加速力(f!w0)?值;
—
【 △》i2:隧,道,附加空气《阻力值即ws—(‰)
》
,
,
》 βs值按下式【计算
】
?
《 : 关于隧道折减分级!和隧道折《减的起始长度隧道长!度的确定不严密主要!是缺少对1000】.1~1000.】。9,m及4000.1~!4000.9m【。的确认建议应—。修订为40》0<L≤100【0m1000<L≤!。4000mL>4】000?m
:
! ? ②电力牵》引隧道?折减电力牵引隧道折!。减的影响因素主要是!。隧,道空气附加》阻力不?同坡度、不同长度】、,不同机?型隧:道内线路最大坡度】系数βs的值见表5!1
《
表51 】电力牵引隧道内线】路最大坡《。度,系数计?算表
?。
》
—
?
》 从表51—中可以看出电力牵引!。隧道:折减:系数随隧道》长度的增长而加大随!坡度的增大》。而减小机型对其影】响不大原规范规定】。。的电力牵《引隧道?内,坡道折减系》数可以满足要—求
?
!。 ③内燃—。牵引隧道《折减内燃牵引隧【道折减的影响因素主!要是:隧,道空气附加阻力、列!车通过隧道的最低】运行速度及》隧道内?机车功率降燧—道空气附加》阻力按凉风垭实验】公式计?算列车通过隧道的】最低运行速度按牵】规,规定由于牵规—仅规定了DF4B】型内燃?机车功率《降隧道折减按其他内!。燃机车比《照DF4B型机车考!虑功率降及内—燃机车不考虑功率降!两,种情况进行》计算隧道内线路最大!坡度系?数βs的《值见表52》和表53
!
表52 内燃牵!引隧道内考虑—功率降线路》最大坡?度系数?计算表
】
—
,
?
表5》3 ?内燃牵引隧》道内不考虑功—。率降线?路最大坡度系—数计算表
》
—。
— :。 从表?52:和表53计算结果中!可以看出按》照,牵规规定的DF【4B型?机车功率降》系数计算隧道折减时!长度:超过1000m的隧!道其隧道内线路最】大坡度系《数小:于原规?范规定值不考虑【内燃:机车隧道内功率降时!长度超过100【0m:的隧道其隧道—内线路最大》。坡度系数《除在较小的坡度上(!6‰、8‰)略微低!于原规范外其余均】大于原规范规定值
!
?
—牵规仅?规定了DF4B型机!车在隧道内的功【率降而机车型谱上】推荐:及目:前主要应《用的DF4D、D】F8和DF8B【型内燃机车计算速】度均较DF4B【型机车提高较大【本次修订执》行,了“内燃机》车通过长度100】0m以上隧道—的,最低:运行速度不得低【于Vjm《i,n+5km/h”】的规定隧道长度、通!风条件、《机车通过隧道速度】等,因素对隧《道内机车功》率,降都有较大影响
!
《 : ? ④隧道内线】路最大坡度系数由于!。隧道附加空》气阻力计算公式是在!凉,风垭隧?道试验公《式的:基础上分析、计算、!简化而来的》凉风垭等隧道的试验!其最长隧道为427!0m我国目前投入运!营及正在设计或施】工,的电气?化铁路长度在—10~20k—m、内燃牵》引,长度:在,4~10km的隧】道已不鲜《见该公?。式是否适用于长大隧!道尚:缺乏研究和》验证
! ?因此在缺乏》隧,道空:气附加阻力》公式及隧道内内【。燃机:。车功率降《。试验数据的情况下】隧道折减系数暂不修!订待有新《的机车牵《引试验资料和研究】成果:后本款再做》相应修改《
】 ? 3)折减【范围和加速缓—坡,隧道内坡度的—折减因素电力机车】主要:是,附加空气阻》力,的影响内《燃,机车主要是附—。加,空气阻力《、内燃机车在隧【道内的功率降和【满足通?过隧道最《低速:度要求这《三项内容附加—空,气,阻力w?s,一般认?为刚进入洞内的瞬间!产生对隧道》内空气的冲击作【用机车?头部受到突然增【大的压力此后—随列车前进》而减小但列》车侧面与隧道内壁】。阻力增加列》车全部进入隧道【内后阻力《达到稳定值机车出隧!道时头部压力—减小然后阻力逐渐】。下降至列车驶出隧】道,时ws=0为简化计!算折:。。减范围只计》算隧:。道长度内的》折减值内燃牵引时除!按,规定进行《。坡度折?减外还应根据—牵引计算检算列车通!过,。隧道的?速,度如未达《。到最低速《度要求应在》隧道外设计》加速缓坡
【
,
3.2》.6、3.2.7 ! 说明?如下
【
1 【 ,确定:纵,断面:连,接标准的理论铁路线!路纵断面《连接:。标准主要包括相【邻,坡段坡度代数—差、最小《坡段长度《和竖曲线半径理论分!析和:。运营经验表》明相邻坡段坡度【代数差和最》小坡段长度》主要取决于不断钩】的安全要《求,即取决于车》钩强度所允许—的列车纵《向力竖?曲线半径《不仅取决于列车【。纵向:力,的允许?值还:取决于不脱轨和不】断,钩的安?全要求以及旅客【的,舒适度要求
—
,。
— 实际运行的列车!是由多节车辆组【成,的,离散质量系统联【结各车辆的钩缓装】置是非完全》弹性的车《钩间存在游》间因:而当:列车:处于非稳态运行【情况下(如起动、加!速、制动、通过【变坡点等《)各车辆《间,便存在相对位移、】相对速?度和加速度从—而在各节车辆间产】生冲击作用》增,大,列,车,纵向力危及行—车安全取列车最【不利的非稳》态运行工况通过变坡!点时的?列车纵向力按车钩】强度所允许的纵向】力确:定坡度差和最小【坡段长度车》钩强度?所允许的纵》向力按照国》家现:行标准铁道车—辆强度设计及—试验鉴定规范TB/!T,。 ,1,335-19—96:的规定货车车—钩在运行《工况下?(考虑动态荷载【)纵向拉伸力取11!。2,5kN纵向压缩力取!1400kN
!
— 2 列车离【散质量系数模型和】非稳态运动模—。拟根:据列车-线路纵向】动力学理《论假设列车是由非完!全弹性元件(—车钩缓冲装置)联结!多个刚体(机车、车!辆,)组成的离散—质量:系,。统(:见图5)考虑—车钩游间非线性因素!。的影响忽略列车通过!平面曲线和竖曲线时!。各车钩间《转角的影响建立列】车通过变《。。坡点的非稳态运动】微分:方程组见式》(72)系》统的自?由度等于组成列车】的机车与车辆的数】量之和?
!
图5 — 列车离散质—量系统?模型
》
:
《
— 式中? mi机车》或车辆的质量(t】。);
—
! SiSi+1】列车纵向力》。(车钩力)(kN】);
—
【 w0i机】车,或,车辆的运行基本【阻力(kN);【
?。
《 ? 《 Pi坡道力(包】括曲线、隧道当【量坡)(《kN);
【。
》。 — Fi机车》牵引力(kN)【;
《
? , ? 》。BiDi《空气制动力(kN】)动力制《。动力(kN》)与Fi《不,。能同时存在》;
】 》 机车或车辆】的绝对位移》绝对:速,。度绝:对加速度(mm/s!m/s2);
【
,
— 相邻!两车辆间的相对位移!相对:速度(mm》/s)?;
?
】 : t《。制动时间(s)【
:
【 编制计算程序求解!上,列非线性微分方程组!输入列?车运行的初始状态】参数选?取不同的计》算步长?△,t即:。可,模,拟列:车运动的全过—程计算得《。到,不同运行工况—下、不同《纵断面连《接条件下的》最大纵向力及其发生!的位:置该数学模》型,。和计:算程序经过现场列】车,运行试验的验证【得到满意的结果【因此可以用于—研究确定纵断面连】接标:准
!。 3 列车通过!。变坡点?的纵向力规》律理:论计算和现场试【验都表明列车—通,过变坡?点的:。纵向:力有如下规律
【
?
】 , 1)两相邻坡【段为凸?形断面时《列车:纵向拉力增大压【力减小;凹形断【面则相反
【
? : 》。 2)列《车纵向?力随坡度差》值的:。增大有所增大(【见表54《。),
?
】 , 3)坡度差【小于或?。等,于4‰时列车以各】种不同的工况通过变!。。坡点产生的最大【纵向力与在平道上相!同工况下产生—的最大纵向力几乎】相等说明在》坡度差小于或等于】4‰时可以不设【置竖:曲,线
?
! : 4)设置竖—曲线可减小列车【通过:变坡点的附加纵【向力但是当竖曲线】半径增大到2000!。m后(相对》于牵引?质量:小于或等于50【00t而言)列【车以不同工况通过】变,坡点的最大纵—向力各趋于该工况下!的稳定值(见—图6)计算结—果表明当列车牵引】质量小?于或:等于500》0t:时在相应限》坡组成的凸、凹【形变坡点上竖—曲线半径为10【0,00m各种运行工况!下,产生的列车纵向力】均小于限值
】
? 》 5)》。。列车通?过变:坡点的附加纵向力与!列车跨越变坡点的】个数无关而》主要与纵断面—的形式及《其,相应的操纵工况以】。及列车的《牵引:质量紧密相关
】
— 》 6)列《车运行工况》。或,牵引质量《对纵向力的影响【。远大:于,坡度差对纵向力的影!响(见表5》5,)由表?54和表55可见列!车运行?工况:变化引起的》纵向力的变》化成倍数增减而坡】度差变?化引起?的纵向力的变化仅在!百分数之内》
【 7】)根据对610【起既有?线列车断钩事故的】统计分析断钩—的主要?原因是紧急制动或】操,纵不当没有》调查到?在坡度?变化点断钩的事例】由此也说明》坡度变化《引起的附加纵—向力变?化不:。太显著
【
表54 坡度!差与列车纵向力的关!系
》
,
:
《
表55 列【车运行工况与列车】纵向力的关系
【
!
:
:
《。图6 ? 竖:曲线半径与列—车纵向?力的:关系
—
4 】。 车钩强《度允许的坡》。度差由上述》分析可见列》车最大纵向力主【要,决定于列车牵引质】量、长度、》机,车类型?、操:纵工况、车》辆缓冲器和制动【机特性?以及线路纵断—面,形式因此《对列车通过变坡点】的纵向力计》算,选,取了上?述,各影响因素的最不】利组合方案
【
,
,。
!。 1)?计算条件牵引种类及!机型电力牵引SS3!机车;线路》坡度及牵引质量见表!。56
—
表56 线路!坡度及牵引质量
!
—
竖!曲线半径《1,0000m;
!
:
《 制动机类》型GK型、103型!。;
:
】 缓冲器型号2【#缓:冲器;
! : :运行工况凹形断面低!速缓解转牵引—、凹形断面低速【紧急制动、》。凸形断面低速紧急】制动
》
,
! 2)?计算结果分析—按照:给定的计《算条件分别》考虑了设《置与不设《置分坡平段、缓和】坡段数种情况共计】算了:38组最不利组【合方:案,计算结果见表—57:
— :。 —①S:S3单机或双—机牵引475—0t及其以下质量的!列车:在坡度差为2—倍,。限,坡或2?倍双机坡成的—。凸、凹形断面上的】。任何工况其最大纵向!拉、压力均未超出限!值(拉力980k】N压:力196《0kN)《因此可以说牵引质】量小于?等于4750t也】就是到?发线有效长度—小于等于1》。050m的情况【。下相邻坡段》允许最大坡度差可以!取为2倍的限坡【(限坡地段)或2】倍的双机坡(双机坡!地段)
】
: — ②SS3单—。机牵引6500【t列车在《坡度差为《2倍限?坡的凹形断》面上:低,速缓解(10km】/h:)转:牵引工况下设与【不设缓和《坡段其?最大纵向拉力均【超限;若将》缓解转牵引的速度】提高到30km/h!则最大纵向拉力【可不:超限实?际列车运行中—缓解末速度通—常是大?于30km/h
!
》 ? ③SS3】单机:牵引6500t在坡!度,差为2倍限坡—的凹:形,断面:上紧急制动工—况下其最大纵向压力!超限;若《设置1/3列车长度!的缓和?坡,段(分坡平》段)或改善制—动机特性(如采用】103型制》动机)?。则最大纵向压—。力可:不,超限
表!57 不》同运行工《况及不?同坡度?差,。的最大纵《向力
【
,
《
】
!。 》④SS3《单机:牵,。引6500t—在坡度?。差为2?倍,限坡组成的凸形【断面上低速(30k!m/h)紧急制【动设与不设分坡平】段其最大纵向—压力均超限》只有改善制动机【性能最大纵向压【。力才可能不超限
】
,
,
【 ⑤SS3】单机或双机牵引6】500t列》车在坡度差为2倍】。的,限坡:或2倍双机坡—组成的凸、凹—形断面上的其他【工程其最大纵向【。拉、压力均不超限】
【 上述》计算结果再次表明列!车牵引质量》的大小对列车纵【向力起决定作用而列!车,的牵引?质量在机车》功率可?变的情况《下主:要决定于车站到【发线:有效长?度因此最大坡—度差的允许值直接】以,到发线有效长度为】依据确?定更为恰当
【
《 : 》 3)最大坡度【差允许?值鉴于本规范中对】到,发线有效《长,度规:。定为1050m【及其以下长度相应】的列车牵引质量【为4:750t及其以下】故最大坡《。度差:允许值也仅考虑到发!线有效长《度为:1050m》。及其以下的情—况
?
】根据计算结果最大】。坡度差的允许值可】以取用2倍的—限制坡度或2倍的】双机坡度但考—。虑到车?辆载:重的发?展(如采用25t】轴重车或《。缩短型车)在到发线!有效长度不变的情】况下列车《质,量增加?或延长到《发线有效长度而增】加列车质《量,;此外理论计算所】取机车及《。车辆均为理想—状况与?实际:情况:会有差别有可能【增大列车《纵,向力因此对最大坡度!差的允许值留有适当!发展:余量取值《见表:58
—
,
,表58 相邻坡】段最大坡《度差
!
《
5— 车钩强度—允,许的最小坡段长度对!最小坡段长》度与列车纵向力【的相关?规律的分析同样【选,取了各影响》因素的?最不利组合方案【考虑:了设置?不同长度的》分,坡平段?及缓和坡段对纵向】。力的影响共》计算了133组方案!
— 《。 1)计【算条件同《对,坡度差的计》算条:件
?。。
,
? 【 2)计《算结果分《析在1?33组计算方—案中纵向《力较大?的83组计算结【果见表59
!
《 —①SS3单》机或:双机牵引4750t!。及其以下质量的列车!在最大坡度差、设】。有不同?长度的分《坡平段或缓》和坡段以及不设分坡!平,。段及:缓,和坡段组成》的凸、凹形纵断面】上以任何工》况通过时产生的最】大纵向力均》小于限?值
》
】 ②SS3—。单机牵引65—00t在最大坡度差!组,成的凹形断》面,低,速缓解(10—km/h)转牵引设!置不同长《度,的分:坡平:段或不设《置分:坡平段其产》生的最大纵向拉力均!超限只有将列—车缓解末速度提【高到30km/h】其产生的最大纵向】拉力才?可小于限《。值
》
! ③SS3》单机:牵,引6500t(GK!型制:动机)在最大坡度差!组成的?凸形:。断面上?低速(30km/】h)紧急制动设置】不同长度的分坡平】段或:不设置?分坡:平,段其产生的最—。大纵向力均超限但若!采用:制动特性《较好:的制动?机(例如1》03型制动机)【则设和不设分坡平】段其最大纵向力均不!超限且差别不大【
【 : ④SS】3单机牵引》6500t在—最大坡度差组—成的凹形断面上低】速(30k》。m/:h):紧急制动其产生的】最大纵向压力超限当!设置1/《3列车长度的分坡平!段后其最大纵—向,压力可不超限;当】分坡平段《延长到1《/2列车长度—时,其最大纵向压力与】前者相近趋于稳定
!
— — ,⑤SS3双机牵引6!500t列车在最】大坡度差《组成的凸《。形断面上《紧急制动不》设或设?。。置缓和?坡,段(分坡平段—)最大纵向》力均超限;而—当,设置2?00m缓和坡段或】。分坡平?段与缓和坡段长度之!和大于?等于300m时【最大纵向《压力反而更大由此可!说明凸形《纵断面的分》坡,平段长度以》200m《为宜当车辆的制动】机性能改善后(如采!。用103型》制动机)则上述各种!条件下的列车最【大纵向力均不—超限
【
,表59 《 不同运《行,工况及不同坡段长】度的最大纵》向力
】
—
】
!
!。⑥SS3《双,机牵引65》00t?列,车在最大坡》。。度差组成的》凹形断面上的—低速缓解转牵引工】况设置?不同长度的分坡【平段或缓和》坡段:其最大?。纵,向力与不设》置的情况接近且均未!超限
《
— —3)最小坡段—长度允许值由上述】分析可见最小坡段】长度也与列》车,质量(长度》)密:切相关因而》也就与到发》线有:效长度直《接相关故最小坡段长!度的取值也应—以到发线《有效长度为依据【
?
? — 根据计》算,结果到发《线有效长度》。在10?50:m及其?以下的条《件下在由最大—坡度差组成的—凸、凹?形纵断面上设置或不!设置分坡平》段与缓和坡段其最】大纵向力《均不超限最小坡段】长度只要《保证:。竖曲线不重叠即可最!小坡段长《度根据?。对65?0,0t列?车的计算结》果按1/3》列车长度设置规定】如表:60所示但凸形【断面:顶部:为缓和坡度差而设置!的分坡平《段的:长,度应不小于20【0m
》
:
表60 最小】坡,段长度
—
! : :为了满足较高的舒】适,度要:求本次规范规—定旅客?。列车设?计行车速度为1【6,0km/h的路段】坡段长?度不:应小于400m且不!。宜连续使用两—个以上可以保证坡】顶或坡底分坡—平台有?较长的段落使其纵断!面,坡度变化较为—平缓同时也可—以保证线《路纵:坡不致过于零—碎有利于提高—列车通过时的运【行品质
【。
? 【4,),200m坡段长度】采用条件《
《
: , ①凸!形断面顶部为—缓和坡度差而设置的!分坡平段(》也可是小坡度的坡】段)
—
】 ②困难条件下因!坡度折减而形成的】坡段指曲线》折减、小半》径曲线粘降坡度减缓!和隧道坡《度折:减的坡段以及为保证!内,燃牵引机车》进,入隧道时需达到【。规定速度而设置的加!速缓坡这些坡—段间的?坡度差一般》不大坡段长度—可以缩短
【。
,
,。
》 : ③困难》条件下长《路堑内?为利:于,侧,沟排水不宜设计为】平坡应将长度为【400m《及以上的平坡段【用不小于2‰坡【度的:向中:。间凸起的两个坡段】代替此种《坡段:。的长:度可:以缩短至200【m
:
:
:
? 《 ④枢纽疏解引】。线范围内的》线路纵坡因行—车速度较低且一般】因跨线需要迅速升】。高(或?降低)纵《。断面高程因此可设】计较短的坡段
【
! 《5)改?建既有线和增建第二!线的坡段因》受既:有线路条件的控制如!。按规:定的坡段长》度引起大量改建工程!或改建困难》时可以采用不短于2!。00m的坡段长度】但第:二线绕行时》因已:远离:既,有线应按新线标准设!计
【 ? 6 列车通过】变坡:点的纵向力实测【结果在襄渝线、黔桂!线和大秦线分别进行!了电:力及内燃牵引条件下!列车通过变坡—点的纵向力测定其】结果分别列于—表61~表》。63中
】
表61 襄渝线!SS1双机重联【牵引列车通过—变坡点的纵向力(部!分大值?)
:
,
:。
(i2x为12!‰Q为310—0~3476t【)
!
【 注箭头方向代【表,列车运行方向
【
表6【2 黔桂线D【F,双,机重联牵引》列车通过变坡点【的纵向力(部分大】值)
?
(ix为!13‰Q为199】3~2?230t)
!。
!
《。
注箭头方!向代:表列车运行方向【
—表6:3 大秦线电力】牵引重载列车通【过变坡点的纵—。向力
【
:。
,
!
《 ,注前头方《。向代表列车运行方】向
【 由表可知列!车在实际运行中【在一定的《。纵断面形式下必然】配以与之相适—应的操?纵工况?如起伏断面上以【牵引为?。主间或转惰行;凹形!断面:上常为制动转惰【。行再转牵引》。;凸形断面》上常为牵引》转惰行再转调速制动!。等等而在《。确定纵断面连接【标准的模《拟计算中均是选【择,了最不利的工况组合!故计算出《的最:大纵向拉《。。压力均比实测的【。大说:明模拟计算中对【工况的选择留有【了安全余量此外【实测的列车》通过变坡《点的纵?向力均未超出国家】现行标准铁道车【辆强度设计及试【验鉴:定规范TB 13】35的规《定也未发生断钩事故!说明在变坡点设置了!竖,曲线以后坡度差以及!坡段长度《对列车纵向力的影响!很小不会造成—断钩危险《
—3.2.8 — 本条对文》。字表述进行》了修订?并增加了路段设计速!度160k》m/h区段的竖曲】线设置原则和标准删!减了Ⅲ级铁路竖曲线!设置标准《
— 为了缓【和变坡点坡度的【急剧:变化使列车通过【。变坡点时《不脱轨、不脱钩【和产生的附加—加速度?。不超:过允许值相邻坡度差!大于一定限度时【。应在变坡《点,处设置圆《曲线型的竖》曲,。线
—
1—。 :竖曲线半径Rv【。。
?
? 】1)列车通过变【坡点不?脱轨要?求相邻坡段成折【线,连,接时内燃、电力机】车的:前转向架《中间轴未《通过变坡点前机车前!轮将呈悬空状态其】最大:悬空值不能超—过轮缘?高,度
【 ? 我国使用》的电力、《内燃机型《产生最?大悬空值是SS【4型机车《。其,重心至前转向—架第一轮中心的距离!。为5.60m磨耗型!踏面轮缘《高度为2《5m:m则保证不》脱轨:的△i为
】
》
以上!没有考虑运行中的】机车:在重:力作:用,下将以重心所—在,的车轮为支点的【回转作?用和机车《第一轮轮对的下落活!动量是留有余—地的:考虑到在纵距为【10mm左右而不】设竖曲线时在施工、!养护时?变坡点?处轨面亦能》自然形成竖曲线因此!Ⅰ、Ⅱ级铁路—。相邻坡段的》坡度差大于3‰时以!竖,曲线连接从》。理论上分《析并未超出》不脱轨所要求—的坡度?差本次规《范修订纳入》路段设计速度16】0km/《h为:保证:行,车安:全,和旅:客舒适?性要求参照国外【有关:。规定规定《时速160km【/h的客货共线【运行铁路当》相邻两?坡,度差大于1‰时应采!用圆曲?线型的竖曲线—连接:
】 2【)满:。足行车平稳》要求列车通过—变坡点时产生—竖,直离心力和离心【。加速度a《。v竖曲线《半径:Rv(m)与—行车速度V(k【m/:。h)及a《v(m/s2)【的关系?为
:
?
】 国外经【验当av值在0.】3~1?.0m/s2范围内!时不:致引起旅《客的不舒《适,感觉国外高速客运专!线一般取0》.2~0.3—5m/s《2法国困难条件下取!。0.5~0.6【m/s2《日本困难条》件,。下,取0.5m》/s2?前苏:联采用0《.15m/s2我国!广深线200—km/h试验段采用!0.15m/s2】考虑到本规范适用】于旅客列车设计行车!速度为160km】/h故取a》v值为0《.15m《/s2?和0.2m/s【2、路?段设计速度为1【60km/h时按公!式(:73)计算满—足行车?平,稳要求的最小竖曲】线半径分别为—1,3200m和98】80:m
?
! , :3):满足:不脱钩?要求列车《在变坡点处》由于相邻车辆的相】对斜倾使相邻车钩的!中心线上下错—动如超过限》定的数值时就—易引:起上下脱钩
!
—。。铁路技术《管理规程(简称【技规)规定车钩允许!的,上下活动量货车【为7:5mm客车为6【0mm在《该,允,许值中应《考虑造成相邻车【钩中心线上下错【动的因素有
】
【 《①空、重车相邻连接!差20mm;
【
— : ,。 ②车轮踏面!的允:许磨耗客《车不能大于8m【m货:车不能大于9m【。m,;,
,
》 , ? 《③轮对轴《颈允许磨耗值1【0mm;《。
》
【 , ④:。。轴瓦:、轴瓦垫、转向架】上下心盘允许总【磨,耗2:4m:。m;
】 】⑤轨道维《修的允许水平差所】引起的上下位移【货车为1mm—客车为2m
!
综合以!。上最不利《。因素即相邻车体一为!新的空?车另:一为各方面都—磨耗到限《的旧:。重,车且轨?道水平养护》误差也是最大时【相邻车钩《中心线上下位移值为!
— , ?货车∑f=》20+?9+10+24+1!=64(mm);
!
】 客车∑f=8+1!。0+24+2=【44:(mm)
!
变—坡点处相邻车辆【。相对斜倾《。引起的车钩》中心:线,上下:位移允许值为
【
】 货车fR》=75?64=11》。。(mm);
!
《。 客?车fR=《6,044=1》6(m?m)
?
》。 列》车,。通过:竖曲线时《由于相?邻车辆相对》斜倾引起的》车钩中?。心线上下位移值经】过化简后相》应竖:曲线:半径近似公式得【
?
《
》。。 《式中 Rv竖曲】线半径(m);【。
》
— L车辆两】转向架中《心距(m)》;,
【。 《 《D转向架中心—。至车:钩中心距(》m)
?
,
【 在上式中代入车辆!的最长L和d值【。。以及fR的允许值可!以计算出保证不脱】钩,条件的最小竖曲【线半径如以P1【3,(60t棚车)【、D1?0(90t》凹底车)、R—W22(软卧车【)、Y?。Z25G(空—调硬座车)、SY】W25B(》双,。层,空调:硬卧车)计算最小】。竖曲线半径Rv【分别为17》50m、225【0,m、2450m、2!5,50m、2850】m
:
《。
【 4)竖曲线半径!与列车纵向力—的关系参见本规【范第3.2.—6、3.2.—7条条文说明综【。。合以上分析为—了行车平稳和安全改!善行车条件并考【虑原有竖曲线标准和!运营养护实际—情,况本规范规定路段】设计速度为》160km/—h时铁路竖曲—线半径为1500】0m;路段设—计速度小于16【0,km/h的Ⅰ、Ⅱ级!。铁路竖曲线半—径为10000m
!
— : 2 竖曲—线不应与缓》和曲线?重,叠也不应设在—明桥面上并》。。。不应与道岔重叠且】当路段设《计速度?。大于:1,。20km/h时缓和!曲线地段、》。明桥面上、正线道岔!。范围内不得设—置,变坡点
》
》 《。 1)竖曲【线不应与缓和—曲线重叠缓和—。曲线范围内外—。轨超高一般以不大】于2‰?的,超高递增坡度—逐渐升高在竖—曲线:。范,围内的轨顶将以一】定变率圆《顺地变化若两者重】叠,将有如下影》响
》
《。 ①内】轨,。轨顶维持竖曲线的形!状而外轨轨顶—则,由于超高改变了坡度!这在一?定程度上改变了【竖曲线和缓》和,曲线在立面》上的:形状
?
《
【 ②给养护维【修带来?一定:的困难外轨短坡变率!。因平、竖《曲线重?叠而:有所变化如要做成理!论要求的形状则养】护工:作要:求较高?而目前竖《。曲线的养护维修以“!目视圆顺”为—准不易做成理论【要求的形状且也难】于保持
》
! 2)竖曲【线不应?设在明桥面上—明桥面?上不应设置变坡【点竖曲线也不应伸入!。桥,面明桥面上》如有竖曲线时其曲】率需要用《。。木楔调?整每:根木枕?厚度都不一》样且需特制并要固定!位置顺?序铺设给施工养【护带来困难故明【桥面桥应将全桥设在!一个坡度上竖曲线】不应伸入桥面
!
【。 : 3)竖》曲线:不应与道岔重叠车站!纵断面的《竖曲线应《避免设在正线道岔】范围内因为道岔【。为正线线路的薄弱部!分其主要部》件的尖轨和》辙叉:应位于同一》平面上?如,将其设在《竖曲线的曲面上则将!影响道岔的正常【使用:也增:。加养护困难同时如】道岔的导曲线—。和竖曲线重合列【车通过的《平稳性更差会增【加列:车的摇摆和震动因】此应将竖曲》线设在道岔范围【外使竖曲线和—道岔不相重叠
【
— 另外》竖曲线与竖曲线不】应重叠设置》为了避免《列车竖向震动相互重!叠,影响行?车舒适?度一般?情况下两竖曲线【间的距离D不小于5!0m困难时可用【30m
】
《 缓和曲线》地段、明《桥面上、正线道岔】范围:内均为线路》轨道的薄弱地段【在此:地段设置变坡—点将形成轻微—的竖向不平顺点增】加列车竖向激—。。扰震动影响》旅客:列车行?车舒适度增加线路】养护维修的难度且行!车速度越《高影响越大因此当路!段设计速度大于【12:0km/h时缓和曲!线地段、明》桥面上、正线道【。岔范围内不得设置变!坡点
—
》 3 当路段设】计,。速度达到1》60k?m/h时列车—运行在?凸形竖曲线与平【面圆曲线重》。叠设置的区段时列车!产生竖?向离心加速度减少】了重:力加速度对未—被平衡水平方向【离心加速度的抵消作!。用相对加大了未【被,平衡离心加速度即加!大了列车运行时产生!。的欠:超高降低了旅客舒适!度竖曲线与圆—曲线:重叠设置对》轨面保?持平顺性《和养护维修》带来困难为此竖曲】线与平面圆曲—。线不宜重叠设置【
【 路段设—计速度达《到160km/【h若反向凹形竖曲线!设在桥梁上由于列】车通过变坡点—时产:生竖直离心力和离】心加速度增》加了对桥梁》和轨道的附加作用】。力客:运列车轴重小但对】行车舒适度要求【高为满足行车平稳要!求,不致引起《旅客的不舒》适感觉故增大了竖】。曲线半径
【
— 根据公式计—算av?=0.13m/【s2满?。足舒适度的》要,求其增加的附加【力很小货运列车轴】重大但速度》低其增加的附加力也!。很小因此除》明桥面?以外在桥梁和隧道】内均可?设置变?坡点和竖曲线—
,
【 由于《路段设计速度达【到1:60k?m/h时《的线路平面标准【较高平面曲》线较长若避免两【者,重叠设置《变坡点及竖曲线只能!设在直线上致—使纵断面设计坡度难!以合理地适应地形】。的起伏变化》势,必将:引起:工程投?资较大幅《度的增加同时考【。虑减小圆《曲线:上未被平衡离心【加速:度对列车运行—舒适:度,的影:响,参考国内外研究成果!本规范规定在困难条!件下:竖曲线可与较大的圆!。曲线重?叠设置圆曲线半径不!小于:。250?0m特殊困难—条件下?经经济技术》比选:竖,曲线可与半径不【小于1?600?m的:圆,曲线重叠《设置
【
? 4 改—建既有线和增—建第二线的竖曲【线,标准改建既有线【和增建第《二线一般采用本条】规定的标《准但考虑到过去规范!采用:两种类型的竖曲【线因此在不低于【本规定标准的条件下!允许保留原》。有竖曲线类》型(主要指抛物【线型竖?。曲线)?。困,难条件下竖曲线【的位置可不受缓和曲!线位置的限制竖曲线!与道岔重叠处—若改造引起》困难:工程当各级铁路路段!旅客列车设计行车速!度,小于或等于10【0,km/h且竖—曲线半径不小—于1:00:00:m,时可予保留
】
,
3.2.9 !改建铁路与增—。建第二线的轨面【高程差
《
,
,
:
1 【 第二线《与既有线的轨面【高程差?(区间正《线)增?建第二线《与既有线在共同路基!上时若两轨面高程】相,。同对运营、维修有很!多方便;而》有一定高《。。。差时则有以下—缺点
?
! 1)下方】线路:被雪埋的《可,能,性增:。加;
》
— , 2》)增加横《向排水困《。难,容易造成《下方线?路道床?积水;
—
:
: ? ? ,。3)线路维修不便
!
》 《因此增建第》。二线与既有线在【共同路基上时应将】两线轨面高程设计】为等:高(曲线《地段两线内》。轨轨面等高)—并,且轨:面高:程应按新建双线道】床标:准厚度规定设计【但由于增建第—二线时对既有—线采取了削》减动能坡度》延长:坡段长度整》治道床和路基病【害等改建措施—或因保留既有线建筑!。物等原因很难完【全做到增《建第二线与既有线】在共同?。路基:上没有高程差—因此为了减》。少改建工程两—线线间?距不大于5m—时个别地点》的,设计轨面高程—差最大不超过—30cm《
【 , 2 《。 易受?。雪埋地点两线—轨面允许高》程差线路《位于下列《情况易发生雪害
!
:
! 1:。)当地降雪厚度大】;
【 《 2)风力3!~5级(风雪—或雪后随即刮风【)风向与线》路方向斜交或正交;!
》
— 3)线路位】于风口地段或—背风一?侧的开阔的慢坡地段!。
?
根据!东北及内蒙古—地,。区的雪害情》况分析路堑》。容易发?生雪害?而且:情况严重清理困难】路堑越长越不—好清理东北及内蒙】古地区均有雪害【而造成?。停运的事《例
?
】在设计第二线与【既有线并行不等【高时则较高一—。侧的线路轨面以【上,若有:积雪厚度15cm】则较低?一侧的线路》因风带雪《受阻:于上方线路》轨面以?上,。积雪厚度就可—能增至30cm左】右,轨面高程差》越大:下方积雪就越厚【容,易造成雪害》和增加清《理积雪和养护的困】难
!。 为了强求两线】轨面:等高过多的增加【工,。程,数量:或引起废弃》工程:以避免雪害》也是不适《宜的实践证明可以采!取一:定的防护措施—以避免雪害且—发生雪害后的处理】工作也比其他病害简!单而且没有后遗症但!通常:为了减?轻清理积雪的工【作和避免发生—停运在易受雪埋【的,个别:地段允许轨面高【程差不大于》。15cm
》
,
》 3 道口】处两:线轨:。。面高程差
【
:
: 《。 1)》道口处两线一般不】。应有轨面《高程:差使:道路上各种》。车辆能?迅速、顺利地—通过道口避》免在道口处因—有坡度而引》发机:动,车熄火发生》意外事故
—
! : 2)在困》难条:。。。件下根据铁》路工务维修规—。则的规定可有—不大于10c—。m的轨面差以—保证各种车辆—顺利通过铁路如两】线中:心线:间距稍大于5m的】并肩道口在不增【大两线间平台坡【度的条件下可加大两!线轨面高程》。差所形成的坡度不得!大于:2%
》。
,
3.2.—10 在既有线纵!断面改善中采用起道!的方式较落》道,不仅:可以节省工程而且一!般在施工时不需中断!行车采用挖切路基】的方式在正》常通车情况下进【行施工是有困难的往!往需要修建施工便】线或采取其他—措,施因而在改建原则上!应“多抬《少挖:”仅在为了充分利用!既有建筑物减少改】建工程时在下列情】况才允?。许挖:切路基
【
1 】。 抬道后将影—响建筑限界》如隧:道内、跨线桥下【和电力牵引》受接触网高度控制的!地段
?。
,
—。 2 受建筑物!限制抬?道将引起困难—工程时如大、中桥的!两端引?线上抬高线路将【引,起桥梁抬高
【
】3 ?在车站?。站坪外的线》路上因抬高线路将引!起车辆咽喉》区改:建
?
?
4 】结合路基或道床【病害的整治需要【挖切:路基:的地:段
?
》 在采用道【碴,起道调整既有线轨面!高程时其抬》道高度一般》。认为:每次起道《高度在?0.15~0—.,2m为宜这样抬道高!度为0.5m时在施!工中:。抬道不超过3次即可!满足如抬道高度超过!0.5m时可用【符合路?基填筑要《求的渗水土抬高【路基特殊情况下【。经具体分析研究【。用道碴起道高度【也可:超过0.5m
!
:
个—别,地段为?了避免桥、》隧建筑物等工程改】建在不过多降低线路!。强度的情况下个【别地点?也可采用挖切道【床的方?法降低高程降低【后,的道床厚度可—较标准道床厚度减薄!5,cm其范《围一般?不超过200—m但在任何情—况下最小道床厚【度不:得小于2《5cm以保障行车安!全
3】.2.11 明】。桥,面桥:设在坡道上》时由于钢轨爬行的】影响难于锁定线【路和维?持,轨距标准容易—造成病害危》及行车安全也会【给养护带《来,很大:。困难:必须设在坡道—。上时最大坡度以不超!过4‰为宜只有【在地形特殊困—。。难的条件下经—过方案比选》提出充?分依据时方可—将跨度?大于40《m或桥?长大于100—m的明桥《面桥设在大于—4‰的坡道上但不宜!大于12‰同时对钢!轨的爬行及支座受】力情况应采》取一定的措施
】
】根据有关施工—单位意见《采用梁跨32m的预!应力混凝土梁桥时在!桥上及桥《头引线?。上架:桥机架?桥活动范围》内线路坡度》如超过15‰—~20‰《。架,桥机:起动与定位困难应与!。施工单位共》同研究保证顺利铺轨!架桥的措施》。。
—3.2?.12 隧道的】坡型有?单面坡和人字坡【两,种形式?单,面坡道有利于—紧坡地段争取高【度,和长:隧道的?运营通风;人—字,坡道则有利于—从隧:道两端同时》施,工时排?水、出碴设计时【应结合隧道所在地】段的线路纵断—面,、隧道?长度、牵《引种类、地形、【。工程地质与水文地】质、施工条件等具体!情况全面考虑合理选!择位于?紧坡地段的》隧道宜?设计:为单面坡道;—位于自由坡》。度地:。段的隧道则可根据地!形、地质《条件及其他因素设】计为单面坡道或人字!坡道
?
】 内燃牵引的长隧】道内设人字》坡后由于双向上【坡列车?排出的?大量废?气容易?聚集在坡顶附近【恶化:运营和养护维修工】作条件给机车—乘务人员和洞内【。养护维?修人员带《来长:期危:及身体健康的不【良影响在需要设置】双向通风时还须增】大工程投资和长【期运营费用而且还会!因双向通《风时间较长》降,低区:间通过?能,力长隧?道内:。线路坡型的选择【应以改善长期运营】条件为主优》先考虑设置》单,面坡:隧道内地《下水量大工期—紧迫而双向运—营通风尚不影响通过!能力和线路高度损】。失不大的《情况下经比选也可设!计为人字坡
】。
】电力牵引的》长隧道一般也宜【选,用,。单面坡如地》下,水发育工期紧迫且对!线,路高:度影:响,不大的情况下可设计!为人:字坡
《。
【 由于隧道排水需要!洞身坡度不宜小于】3‰寒冷及》严寒地区有水的【隧道:在设置防寒水沟地段!可适当加大线路【纵,坡以:减少冬季排水冻害】的影响
】
3.2.13 】 本条说明如下
!
— :1, 站坪《坡度为了作》业安全站坪》宜,设在平道上规范规定!的最大站坪坡—度标准?对列车?进站安全停车—。。均能:满足保证列》车起动是所有—设在坡道上的—车站均?。要满足的条件—可通过牵引计算解决!现将车辆溜逸及站内!作业条件等》问,题分析?如下
【
? 1)车!辆自动溜逸从理论】上分析车辆单—位坡:。道,阻力i(相当—于下坡方向的单位分!力)小于车辆开始溜!动的单位《起动阻力w车辆【才不致溜走即i<】w
】 滚动轴承货】车由:静止状态开》始,。溜,逸的单位起动阻力与!车辆的种类》、车辆的载重—、车辆的连》挂,辆数(车组》的组成)有关;【还与:环境条件如风—力、气?温、轨道弹性—、相:邻线:路通过列车时产【生的震动和列车【风等有关铁道部科学!研究院运输经济研】究所在铁路车—站,站坪最大坡度—合理取值的研究中对!54辆?滚动轴?承货车的溜》逸,起动阻力进行了67!8次测试计》算了:自然风对不同车组】的单位气动力并【对不同?车辆组成《的,车,组在不同风力、不】同线路坡度条件的】溜逸概?率进:行模拟计《算为确定站坪的【合理:坡度提供了基本的】。参数和重要的—依据
?
:
》。。 ①滚动!轴承货?车溜逸单位起动阻力!测试
! 测《度的:环境条件无》风气:。温15~《25:℃测试结果见表64!
》
表64《 滚动轴承货车】的溜逸单位起动阻力!测,试,。数据
!
!注溜逸单位》起动阻力栏》中,分母为测《试值的?。范围分?子为测试值的—平均:值
! 从表《64可以看》出,
! 不同?类型车辆《的溜逸单《位起动阻力不—同重载敞车为2.7!00N?/kN;重载—N1:6、N17平车仅】为1:.691N/k【N
—
《 ,不同载重车辆—的,。溜逸单位《起,。动阻力?不同空载敞车为3】.152N/k【N;重载敞》。车,仅,2.700》N/kN
】
《 车辆连挂辆【数不同溜《逸单位起《动阻力也不》同单辆重载》平车为2《.030N/k【N;两辆连》挂,重载平车为》2.4?31N?/kN
【
按表】64的测试数—据拟合后的正—态分布曲线重—车流:的溜逸平均单位起动!。阻力为2.340N!/kN实测最小值为!0.4?。35N/kN—
》
【 ②风对车辆溜逸!的影响自然》风对车辆产生的【气动:。力与坡度《对车辆?产生的下《滑力方?向一:致且它们的合力大】于车辆或车组—的溜:逸起动阻《力时将导致》车辆或?车组发生溜》逸
【 根据前苏联!对,车组进行的风洞试】验风对车组的作用】力由三部《分组成正面》风的作用力约占风】的作用力的》71%;车辆表【面风的摩擦》力约占风的作用力】。的21?%;车辆尾部由于负!压差形成的涡流产生!的作用力约占1【0%左右
【
! a?.风:对单:个车产生的单位气】动力风?对单个?车产生?的气动?力根据空气动力【学的基本原理—可按下面简化后【的公式计算
—
《
》
式中】 K?风向系数当β—=0°时《K=1;当β=2】5,°,时C:62A?的K=1.》25P62的—K=1.45;β】=30°时C—62A?的K=1.35P6!2的K=1.55;!
— 《 f—受风面积(》m2)C62A满载!时为:7.1m《2,空载时为8.7【m2;P《62关好《。门窗后为10m【2;:
【 , , : :。 β?自然风的风》向与车辆中轴线的】夹角(°)
—
【 , 根据国内外多次进!行的风洞试验结【果,表明β=2》5°时风对车辆【。的单位气《动力最大
】
当β=!25:°时0~8级风对C!62A和P62空】重车的气动力—见表65
》
表65】 β=《25°时0~—8级风?对C62A和—P,62空重《车,的单位气动力
【
》
— 《。 b.风对】车组(或车列—),产生的单位气—。动力风对车组(或】车列)产生的作用】力的计?算方法与单个车【不完全相同在风向与!车组:轴线的夹角较小【时由于第《一轴车对后》面的车辆的屏蔽作用!后面:车辆的前《端板:受到:风的正面推力—要小得多;车辆【后,端板尾部涡流主要】产生在车组(或车】列)的尾《。部因此风对》车组(或车列—)产生的作用力【相当于风对一个单辆!车产生的作用—力和风对(n1)】辆车表?面的摩擦力之和即
!
》
:
】式中 F组—风风对车组的单位气!。动力(N/kN【),;,
《
《 — ,V车车速停留—车为零(m》/s);
】
: ? 《 V风风速(【m/s?);
—
【 ? ,n车组中的车辆数(!辆):;,
》
【 ?β风向角《(°)
《
《
β=25!°时各级风对C【62A型《不同车辆数组成的】车组产?生的:单位气动力见表6】6
》。
表?66 ? 各级风在风向β】=25°时对C62!A型不同车辆数的车!。组产生的单位气动力!(N/kN)
【
?
《
》 注表中—分母为对重车组产】生的单位《气动力分《子为对空车》组产生的单位气动力!
【 从表》65和表6》6所列出《的,。计,算结果可以看—出
—
风对单】辆车的?溜逸影响《。很,大对空载单辆的影响!更大当β=25【°时5级风对—C62?A型和P62型单辆!空车:。的单:位,气动力已达3—.226N/kN大!。。于单辆车的溜逸平】均单位起动阻力2】。.3:。40N?/kN?如不采取防》溜措:。施即使在平道—上也:会有发?生溜逸的可能
【
:
? , 风对》多辆车?组成的?车组:产生的单位气—动力比单辆车小得】多5:。辆车组成《的空:车车组5级风时的单!位气动力《相当于单《辆空车单位气动力的!42%5《。0辆车组成的空车车!组5:级风时的单位气【动力仅相当于—单辆空车单位—气动力?。的28%由此—可见整列重》车被风刮溜的—可能性很小
【。
,
》 》 ③邻线列车通【过时产生的振动和“!列车风”对车辆溜逸!的,影响邻线有列—车通过时产生的【振动和“列车风【”也:。可能诱发车辆溜逸】铁道:部科学研究》。院标准计《。量研究所于19【8,6,年7:月30日《至8月1《1日在兰新》线河口南车站试【验时做过三》种,坡度:的试验第一次—将线路坡度做—成1.4‰一辆C6!。2,A型重载货车在线路!上停留一昼夜在此】时间内上、下行【侧,线通过4列》重载货车《被试车辆未溜第二】次将线路坡度做【成2:.0:。‰把被试车辆—用撬棍撬上停妥【撤去撬?棍后车辆即自行向】。下坡:方向溜逸第》三次将线路坡度做】成1.7‰被—试车辆可在此坡道上!停住但当邻线通过】一,列,重车:时被:试车辆被《诱发溜逸470m后!停住
《。。
?。
上—述试验?表明邻线通过—列车产?生的:振动和“《列车风?”引:起的溜?逸单位气动力在0.!3,N/kN《左右与滚动轴承阻】力和风力的影响比较!是,较小的?因素:
《
,。
? :。 ④环境【温度和轨道弹—性变形对车辆溜逸的!影响环?。境温度和轨道弹性】变形对?车,辆,溜逸单位起动—阻力有一定影—响,。夏季:时环境温度高—轴温比环境温度更高!。润滑油变稀》并下沉?在轴承下部》单位起动阻力略有些!。大;冬季时环境【温度低轴《油粘度?大单:位起动阻力也—会变:大些车辆在轨—道上停留时车轮下的!轨道在?轮重作用下有—小的变?形对:车辆的单位起动阻力!也会有一定的影【响但是?这,两种:因素对车《辆溜逸单位起动阻力!影响较小目前还【。无法做出定量分【析,;另外这两个因【素,都,是有利于防》止车辆溜《。逸的故本《次研究时不计入这两!方面的影响
【。
— ⑤车】辆溜逸的《。动态模拟单个车和】不同:车,组对应各种》风速:和不同?坡道条件的溜逸概率!需进行动态模拟计】算
【 : a.模!拟参数
—
风速!、风:向风速采用无风、3!级、4级、》5级:、6级、7级和8级!对应的风速平均值分!别为:0m/s、》。4.4m《/s、6.7—m/:s、9.35m/s!、12.3m/s】、15.5m—/s、18.—95:m/:s风向按对车辆产】生最大单位气动力】。的风向角《(,β=25°)
】
:
停留】车的数量《单个:车(即一辆车);车!组车组?中的车辆数分别为】2、5、1》0、20、30【。、,。4,0、50、60辆】
— 车型根据铁!基[:1987《]498号文“【关于1995和【2000《年设:计年度?各车型百《分比:有,关数据的通》。知,”2000年以后】货车中棚车、敞车】、平车、罐车和保】温车的比例分别【为22.8%6【4.5%4.8%4!.,5%和3.》4%
! 车辆载—重根据铁道部—计划统计司的—统,计资料车《辆平均载重分布频】率见表67
【
表6—7 车《辆平均?载重分布频》率
!
》 模拟》过程中各辆车的【载重按表《67的?分布频率随机产生
!
》。 各辆车的起!动阻力根据试验【数据按正态分布自】动生成即
】
《
式!中, Wj?车辆的?溜逸单位《起动阻力(N/k】N);
》
《 : W】。j,车辆的?溜逸平均单位起动】阻力(N《/kN);
【
— 【σ阻:力的均方《差;:
:
?。
? ?。 μj—随机数
《。
】 b.模】拟计算及模拟结果】在模拟时每次采【用不同的《随机数据流以—实现独?立运行?另外为减少重复运行!次数获得《。较小的置《信区间?和较高的模拟—精度采用了方差【缩减技?术中的对偶变量法
!。。
?
? 总共进行了3!276次模拟—计算其?中,模拟单个车(空【重混合总体)对应】7种:风速(0.1~18!。.95m/s)2】5种坡度(0~2】.5‰)共182种!情况:。的,溜逸:概率和对应的—均方差模《拟单个重车18【2种情?况的溜?逸概率和对应的均】方差;各种车组【按混合和《重车两种情况每【组共模拟364次】现将典型的模—拟结果?列于表68~表70!中
?
在!无风条件下不—同,车组的溜逸概—率见表68和表6】9
:
》表68 》无风时在2.—5‰坡道上的溜逸】。概率
?
】
表69— :无风时在1》。.5‰~2.—0‰坡道上》。的溜逸?概率
—
?
!。在,8 级风条件下】不同车组的溜逸概】率见表7《0
表】70: 8级风时在1!。.5‰坡道上的【溜逸概率
】
,
【
》
, 从上述模拟!结果可以看出
【
,
【 当线路坡度大于滚!动轴:承货车的溜逸平均单!位起动阻力值(2.!3,6,5N:/kN)的当量坡】度2.365‰时在!无风条件下不论【是单个停留车还是车!。组发:生溜逸?的概:率均超过50—%车组的车辆越【多溜逸?的概率越高5—。0辆以上的重车【列溜逸的概》率,高达9?0,%
【。 当线【路坡度小于》滚动轴承《货车的溜逸》平均单?位,起动阻力值的当量坡!度2.?365‰时车辆【。溜,逸的概率明显—降低特别是车—组线:。路坡:度,。为1.5‰时—在无风条件》下单个车的溜逸概】率为16%》~17%;两辆车】组成的车《组的溜逸概率—也,。还有7%~8%;但!10车?辆,以上组成的车—组不再溜逸
】
《 , 在8《级风:条件下线《路坡:度为1.5‰—时5辆及以下车组】成的车?组的溜逸概率大于5!0%10辆》车以下组成》的车组的溜》逸概率大于3—0%20辆以上车组!成的车组的溜逸概】率均小于5%
【
:
不同!车组:在无风条件》下,不发:生溜:逸的临界坡度—。见表71
!
,表,71 不同车组在!。无风条件下》不发生溜《逸的临?界坡:度
》
【
风对【车辆溜逸的影响随】着车辆数的增加而减!小单个车《对风的作用异常敏】感4:级风时单个车溜逸的!。临界:坡度已降至平坡;】8级风时可使平道上!停,留的:单个:。车发:生溜逸的《概率:增至:71%而对于由50!辆,车组成的大车—组无风?条件下?的溜逸临《界坡度为2‰;【7级风?时重车列的溜逸临】界坡度只降至1.6!‰,
,
《
《。 停在平道上和停留!在1.5《‰坡度上的各种车组!在各级风的作用【下发生溜逸的概【率见表72和表7】3
:
:
?表7:2 停在平道上的!。各种车组在各级风】作用下发生溜逸【。的概率?
!。
表73 停!在1.5‰坡—道上的各种》车,组在各级《风作用下发生—。。溜逸的概率
!。。
,
—
》必须说明表72【和,表73?所列的车辆》溜逸:概率是按下面—三个条件计》算的即车《辆都未采取防—溜措施而且车轮闸瓦!均按:。完全松?开考虑;《单辆车的溜逸单位】起动阻力按》实测平车溜逸最小】起动阻力0.—4,3,5N/k《N计算;风向与【线路中线《轴的夹角按25【。°计算?也就是说表72【和表73的溜—逸概率是上列三个最!不利:条,件同:时发生时的溜—逸概率实《际发:生的溜逸概率显【然要比上《面表列的《。数值小?得多按上《面表列的溜》逸概率演绎出来的站!坪最大坡度的—结论是留有较大安全!余量的?
:
— , ? , 2)?站内调车作业条件由!于铁路运输》的,不断发展办理甩、挂!作业的车站逐—年增加成昆》、黔桂、川》黔、鹰厦、包兰等】线有不少车站原设】计是不办理甩挂车辆!作业的车站》即按会?让站考虑的站坪设】在6‰的坡道上后来!要办理作《业非常困难不能保证!作,业,安,全因此为《满足车辆调车—作业条件要求站坪】坡度尽量平缓—
! 根据调查成昆】、贵昆、鹰厦、包】兰、兰新等九条铁】路有坡度的车—。站,占总数5《0%~80》。%其中站坪坡度【≥2.?5,‰的车?站占:。30%~60%其】中山区铁路的坡度】车,站比重更《大这说明在》。困难条件下》由于受地形控制改】建车站还受既有建筑!物控制在满足上述条!件下为?缩短线路《。长度:及节省大量工程【站坪也可设在一【。定的坡道上
】
:
, 【 3)国外铁路【采用站坪坡度情况
!
】 ①德【国、捷克站》坪最大坡度2.5‰!个别:。情况不大于1—0‰;?
— 】②,日本:站坪最大坡度—为2.5《‰(东?。海道干线为3‰)】个别:。情况不大于6‰;
!
【 —③瑞典考虑采—用滚动?轴承:车辆站?。坪最:大坡:。度,为1:.,25‰个别情况允】许采用?2.5‰;
【。。
:
【 ?④前苏联考》虑采用滚动轴承【车辆站坪应设—在平道上个别情况允!。。许设在?不大于1.5‰【的坡度上在困难【条件下?坡度可增至2.5‰!
— 综合以上】分析:目,。前,我国采用滚动轴【承车辆不断增加在站!。坪坡度?。采用1.5》‰的既有车站上【车辆连挂时仍有溜】。逸现象因此为防【。止车辆溜逸》。和保证站内作业安】全在设计中应尽量放!缓站:坪坡度有条件—时,可采用凹形坡或设在!。平道上困《难条:件下:可设在不大于—1.0‰《的坡道上《在特殊困难条件【下,如有充分依》据会让?站、越行站可—设在:不大于6‰的坡【道上但不得连续设】置这主?要考虑?相邻车站可以进【行调车作业为远期发!展留有余《地
:
】。 改建车站在特殊困!难条件?下如受?桥,隧等既有建筑—物的控制《。为了减少《巨大:。工,程经过充分比选可保!留既有坡度但—应采取防《溜安全措施据—调查从?1991年至19】94年全路发—生溜逸事故的车【辆均未采取》防溜安?全措施而凡采—。取了防溜安全措【施的均未发生车辆】溜逸:事故
》
》 所有设》在坡道上的车—站应根据机车—类型和牵引定—数,通过检算《确定:列车能起动的坡度
!
:
? 2 【正线咽?喉,区,坡,度车站正线》。咽喉区坡度应与站】坪坡:度相同在困难条件】下为了避免引起【大量工程《。可设在不大于限制】坡度减2‰》(相当?于道岔阻力)—的坡道?上但区?段站、客运站—不得大?于2.5《‰以防止车辆溜逸和!有利于调车》;为防止道岔爬行中!间站咽喉区》的坡度不《得大于10》‰有大量调车作【业,的,中间站咽喉区的【。坡度不宜大》于2.5‰
】
? 《改,建车站的《咽喉区因《延长股道的有—效长度增加股道数量!或增设工业企业线等!需要延长站坪—长度受到区间线路】。平、纵断面的—控制或是车站两端】受,桥、隧建筑物的控】制不能满足限制【坡度减2‰的坡度条!件时可将咽喉—区设在限制坡—度的坡道上以减少改!建工:程考虑到《改建既有线时—常在:原有坡度上改—用,双机牵引以》。。增加输送能力—。故本规?范规定改《建车站的咽喉区在特!殊,困难条件下有充分】的技术依《据可设在不大于限】制坡度或双机牵引】的坡道上但区段站、!客运站?不得大于《4‰:中间站不得大—于15‰
】
3.2.14】 设在区间—的旅客?乘降所宜设在比较】平缓的?坡道:上,以利于旅《客列车的停车—、起动和加》速困难条件下可设在!不大于8‰的坡道】上特殊困难条件下有!充分的经济技术依】据经行?。车检算能保证旅客列!车停车、起动和加】速的要求可设在大于!8‰的坡道上
】
3.2【.1:5 本条说明如】下
!。 1?。 机外停车的【原因设置进站缓【坡是为了使》进站信号机外停车】的,列车能顺利起动故应!了解机外《停车的原因、频率】及其与行车》量,、,车站性质的关系【
《
站外】停车的原因概括为
!
【 ? ,。 1)不》。能同时接发》列车但技规规定当车!站不能同《时接发列车》时对站?外停车及起动困难】。的列车应优先—接入不使站外停【车
?
】。 : 2?)线路不空闲—、,咽喉被占用、调【车影响这些属于作】业影响一般是不允许!的
》。
引【起机外停车的客观】原因是
【
,
》 ①列车早点!或晚点到达;
【
《
《 ②车站】作业延误;
!
【。 : ③临时性设备故】。障;:
】。 ? , ④接车方向多】
】 这?些客观原因导—致的:机外停车是》不可:避免的故设置—进站缓坡有其—必要性?。但要研究机外停车的!。频率及其与行车【。量、车站性质的【关系
《
【 2 机外停车的!频率及?其与:行车量?、车站性质》的关系从引起机外】停车:的,客,观原因分析机外停】。车频率与行》车量和车站性质有密!切关系根据九龙坡机!务段:统计资料分析表明】
!。 ? 1)行》车量为?42对的《小南海~九》龙坡区段每月、每】区间机外停车次数】高达41次》而行车量为17对的!赶水~小南海区【段仅为5次
!
《 2【)最繁?忙的小南海站每月】。。。机外停车次数多达1!00次而《其他:各站平均《为8~?。11次?
?
》。 ? , 3)区段站【、,给水站、接轨站机】外停车次数所占比重!达44?%
】 《 4)》无站外停车的车【站数占2《%~15《。%
! 这说《明客:观上并不需要—每,站设置进站缓坡【而主要应针对作【业繁忙的编组站、区!段站和接轨站
】
:
3 !机外停车《对运营的影响根【据近15年上海、郑!州,、成:。都,、兰:州、乌鲁木齐和【呼和:浩特等六个铁路【。局的统计资料分析】计算表明
》
【。 1)平!均每年、每站—的机外停车》次数:各局间差异》甚大大体上行车量大!的局:机外停车次》数多
】 】2)平均每次—停车:时间、各局间、各】牵引种?类间差?异不大?
》
: 《 : 3)?机外停车次数随【年,代的推移《呈现波动能》力,饱和时机外停车【次数增多站外停车】随年:代的推移《无规律可《循,说明停?车是随机的波动【不大
】 ? : 4)根据上述!6个铁?路局统计《资料计算电》力、内燃《牵引:区段平均《每年每?站机外停车49次平!均每次停《时6.8《min平均每年每】站总停时《330mi》n可以认为》对,运营的影响》不大
—
,
《。 4 进站—缓坡对?工程:投资的影《响设置?进站缓坡《引起高程《损失地形困》难时导致线路展长会!增,大工程投《。。资其数值可》按下列公式计算
】
!
—式中 Az设置进站!缓坡增加《的工程投资(—万,元/站);
—
【 : A工程造!价(万元/km【);
! 】△L设置进站缓坡引!起的线路展长(【。km);
—
】 , : △H设置进站缓!坡,。引,起的高程损失(m】。);
【
! I:x限制坡度(‰);!
【 ? △I坡度!损失(‰);—
,
! L—h缓坡长度(k【m);
【
!。 Iq起动—坡度(‰);
!
《 》 Q《牵引质量(》t);
》
:。
】 : q每延米列车质】量(:t/m)取5.6】77t/m;
】
》 】Lj机车长》度(m);》
?
【 《 50?缓坡:长度的安《全余量(m)
!
,
计算】结果表明
】
? 1)!。因,机车:牵引特?性,、限坡、起动—缓坡坡度值》以及工程《造价不同设》置,进站缓坡引起的【工程:投,资差异甚大》
《
【 2)限坡大】时牵引?定数小?.列车长度与缓坡】长,度短:高程损失小线—路展:长,少故增加工程—投资:。小
《
《 【3)电力《机车起动牵引—力大起动坡度大高程!损,失小线路展长短【故增加的工程投资比!内燃机车的》少
—
以Ⅰ级铁!路为:例,。限,坡为6‰~12‰时!设置:缓,坡增加的工程投【资SS4B为70~!56:万元/?站DF8为》175~《54万元/》站DF4B为3【05~148万元】/站可见设》。置,缓坡的工程》代价是?昂贵的从经》济上考虑也不宜每站!设,置进站缓《坡
?
》 : 5 ? 进站缓坡坡度【值进站缓坡坡度【值可:按下式计算
—
?
》
式中! , Fq机《车起动?牵引力(N);
!
《 》 , :。 P:机车质量(t);
!
,
,
? , w!′q机?车,单位起动阻力—(N/t)电力【与内:燃机车取50N/t!;
【 — w″q货【车单位起动阻力(N!/t)?不小:于50N《。/t;
】。
! g重力加速度(】m/s2)取—。9.81m/s【2,。
】 ? 1)按—。现,行牵规?参数及滑《。动轴承货车阻力的计!算结果见表》74
】表74 主要机型!起动坡度(》滑动轴承货车)【(‰)
】
—
, 由表7【4知
—
: 《 , ①SS1的】起动坡度大于限【。坡不需?设置起动缓坡;S】S,3当限?坡大于或等于—。6‰:、,。SS4与SS6【B当限?坡大于或等于—9‰时不需设置起动!缓坡SS4》B在:各种:限坡时均需设置起动!缓坡但起《动缓坡值与限—坡值之差较小—设,置缓:坡的高?程,损,失和工程代》价不大?。
! 》②内燃机车均—需设置起动》缓坡且限坡越小起】动坡度与限坡之差越!大设置缓坡高程【损失越大工》程代:价越大
【
? 》 2)按》牵规参数计算因【滚动轴承货》车的起动阻力小所占!数量比重大》。按滚:动,与滑动?轴承货车数量加权平!均计算的起》动阻力小故起动【缓坡:值,较表74数值为大计!算,结果见表7》。5,
,
表—7,5 : 主要机《型,起动坡度表(滚动】与滑动轴承货车【)(‰)
!
【 由表7【。5,知,所,。有电力?机车和起动坡度【均大于?限制坡度不需—设,置起:动缓:坡;内燃机车仅【。。在4‰(DF4为4!‰~:6‰)时才需—。设置起动缓坡—。因,起动坡度与》限,坡的差值较小故设】置缓坡的《高程损失和》。工程代价相应减小】
— : :6 ?运营部门对》设置进站缓坡的意】见调查?中运营部门对—。进,站缓坡的设》置提出?以,下意见
《。
】 《 1)齐《齐哈:尔分局认《为,区段站行车》。量大机车出入库频繁!机,外停车几率大应【设置进站缓坡一般】中小站可不设—
! ? 2)锦州—分局反映沈山复线】机外停车几率小【可不设作《业量大的单线中间站!应设进站缓坡小站】。不必设
! , , —3)太?原,东机务段认》为有工矿《企业专?用线接轨的车站及】作业量多的车站【应设进站《缓坡
?
?。
: 》 4)郑州【局,机,务处指?出蒸:汽机车起动困难【。迫切需要进站缓【坡电力机车可—不设进站缓坡内【燃机车需《要设但问题不—突出
—
— 5》),郑州局机务处和铁】道部运输局》认为:机,外停车问题对电【力、内燃牵引不像】对蒸汽?牵引那么《突出本条《规定编组站、区段】站、接轨站设进站缓!坡,是,合适的
—
! 6)上海—局运输处认》为,进站起动困难者【行车部门可规定9】不准在此类站站【外停车不设缓—坡也无妨
—