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65—%,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17%大于1!5‰者?占,6%滇藏线经—行地区?的河床自然纵—坡为10‰》~30?‰Ⅰ级铁路》运,能要求?大限制坡度最—大值取15》‰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、SS3】、SS?6,B、SS4与—SS4B为代表机】型内燃?机车本规范取DF】、DF4、DF4】B、:。DF4?C、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105《。0,m
! ? ④控制区【间距离我国铁—路区间距《离为:8~12km平【均9.5k》m本说?明取控?制区间为10k【。m、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,3,5 内燃机—车可能?的输送能力(Mt】/年:)
》。
—
》
【。由表34与》。。表3:5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+B【k)与下滑力(F】s)的比值见—表,36
?
表3【6 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38!知电力与内燃的加力!牵引坡度最大—值分别为30‰【和25?‰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!2500t和365!0t;?。在2:5,‰加力坡《度上采用大》功率机车DF8时双!机与三机《重联的列车质—量分别为2100】t和31《50:t,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 133】5,-1996的规定】。即拉力?1125kN压【力1:400kN
!
? 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S?S3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:.SS3双机牵引】列车质量为4750!t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 1335-1】996规定的—允许值可保证—列车运行不》断钩的安全要求【
】。 b?.SS3在3—0‰坡道上双机牵引!2050t》的列车如安装GK型!制动机?紧,急制动初《速不小于25k【m/h时是安全的;!。如安装10》3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:.SS?3在:25‰?。坡道上双机牵—引2500t的列】车如安装G》K型制?动机紧急《制动初?速不小于50km】/h时是安》全的;如安装103!型,制动机则《紧急制动初》速不小于25km】/,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【0t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3—0‰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25‰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 ij1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T》B/T 14—07: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);
【
》 《 ?ix限制坡》度(‰)
—
《。 按式(5】5,)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—。43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4】3 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SS?4、S?S,。4B、DF4、D】F4B、D》F8时在4》‰限制坡《。道上牵引质量将【受1050m—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 △》ir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rn<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 ?。 imax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46 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30《0m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49其余机型限!于篇:幅从略
】
表48 SS4型!机车粘降《坡度减?缓值(‰)
】
?
表49! SS?7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SS》4、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△》im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—400m《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,/k:N);
—
:
【 V隧道内【列车运行速度(k】m/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≤100—0,m时通?过隧道速度不—得低于计算速度【1000《m以上隧道通过隧】道速:度,不得低于25km/!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100】0m的隧《道时最低运行速度】不得小于《机车的最低计算【速度(V《jmi?n)隧道长》度大:。于1000》m时不得小于—Vj:min+5km/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“:D,F4B(《客、货)型内—燃机车受长》。度10?00:m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βs!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(‰);
!
【 》 iv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(fw《0,)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10!00:.1~?100?0.9m《及4000》.1~?4,000.9m的【确认建议应》修订为4《0,0<:L≤1000m10!00<L≤4000!mL>40》00m
! : —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D:F4B型内燃机【车功:。率降隧?。道折减按其》他内燃机车比—照DF?4,B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—。53 《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DF4B型机!车功率降系》数,计算:隧道折减时长度超过!10:0,0m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1000!m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DF4!B,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DF】4D、D《F8和D《F8B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10!00m以上隧道的】最低运?行速:。度,不得低?于Vjmin+【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4?270m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1《0~:20km、内—燃牵引长度》。在4~1《0k:m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 133!5-199》6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:1125kN纵向压!缩力取1400k】N
》
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);
! ? Si】Si+1列车纵向】力(车?钩力)?(kN);
—
《
【 w0》i,机车或车辆的运行】基本阻力(》k,N):;
》。
《 【Pi坡道力(包【括曲线?、隧道当量坡)【(,kN:);:
?
—。 Fi机!车牵引?。力,(kN);
【
【 B【。iDi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/sm!/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2000m【后(相?对于牵引质量—小,于或等于500【0t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5】000t时在—相应限坡组成的凸】、凹:形变坡点上竖曲线】。半径为100—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55)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61—0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S—S3机车《;线路坡度及牵引质!量见表?5,6
—
表5?6 线路坡度【及牵引质量》
:。
,
—。
》 竖曲线半径1】0,000m《。;,
— : 制动机类型GK!型、1?03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
—
— , : ①SS3》单机或?双机:牵引:4750t》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98》0,kN压?力1960kN【。)因:此可以说牵》引,。质量:小于等于475【0t也就《是到发线有效长度小!于等于1050m】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65》00t列车在坡度】。差为2倍限坡的【凹形:。断面上低速缓解(1!0km/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3:0km/h
—
【 ③SS!3单机牵引6—500t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10【3,。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
】
》
?
—
】 ④—SS3单《。机牵引?6500《t在坡?度差为2倍》限坡组成的》凸形断面上》。低速(3《0km/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
】
,
— ⑤SS!3单机?或双机牵引6500!。t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47—。50t?。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】10:50:m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1?33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—133组《计算:方案:中纵向力较大—的8:3组计算结果—见表59
—
:
? : ①—SS3单机或—双机牵引4》。750t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6500t—在最:。大坡度差组成的凹】。。形断面低速缓解(1!0km?/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30》km/?h其产生的最大【纵向拉力才可—。小于限值
【。。
! ③SS3—单机牵引65—00t(GK—型制动?机)在?最大坡度《差组成的凸形—断面上?低速(30》km/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103】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】
—。 , ④S!S3单机牵引650!。0t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6500t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3《0,0m: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20?0m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
!
》。
【
,
》
?。
】。 — ⑥:S,S3双机牵引650!。0t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1050m!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6500t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200m
!
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160km/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》200m
】
【 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》200m《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—0~3?476t)
【。
】
注箭头!方,向代表列车》运,。行方向
】
表62 》 黔:桂线:DF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1?。993~223【0t)
【
?
—
— 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T!B, 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160km/】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SS4型机车】其重心至前转—向架:第一轮中心的—距离为?5,.60?m磨耗型踏面轮缘】。高度为25mm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160km/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160k】m/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?。av:竖曲线半径Rv【(m)与行车速【度,V(km/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.?35m/s2法【。国困难条件下取0】.5~?0.:6m/s2日—本困:难,。条件:下取0.5》m/s2前》苏联采用0》.15m《/s2我国》广深线2《00km《/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!av值为0.—15m/《。s2和0.2—m/s2、路段设计!速度:为160km/【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13200m和】9880m
】
】。 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75》mm客车为》60:mm: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《8mm货车不能大于!9mm?;
:
— 《 : ③轮对轴颈—允许磨耗值10mm!;
》
:。 》 ④《。轴瓦、轴瓦垫、【转向架上下心盘允】许总磨耗24mm】;
】 《 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+1—0+24+1=64!(mm?。);
》
,
客【车∑f=8+1【。0+24+2=4】4,(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=7》56:4=11(mm)】;
!。 客车《fR=6044【=16(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P13(》。60t棚车)、D1!0(:90:t凹底车)》、RW22(—软,卧车)、YZ25G!(空调硬座》车)、SYW—25B(双层空调】硬卧车)计算—最小竖曲线半—。径Rv分《别为1750m【、2250m、24!。50m?、2550》m、2850m
!
》 》 :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《160k《m/h时铁路竖曲】线半径为1》500?0m;路段设计【速度小于160【km/h的Ⅰ、Ⅱ级!铁路竖?。曲线半径为》10000》m
?
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120km!/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【50m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120k》m/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160km/!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160km/】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2】500m特》。殊困难条件下经经济!技术比选竖曲线可与!半径不小《于,1600m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100k【。。m/h且竖曲线半径!。不小于10》000m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30c—m
?
,
《 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15—cm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10cm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5》。m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,.15~0.2【m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0.5!。。m,。。
,。
【 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40m或!桥长大于《。100m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【678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15~2【5℃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6《。4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N16、N【17平车仅》为1.691N【/kN
【。
》 ,不同载重车辆的【溜逸单位起动阻力不!。同空载?。敞车为3.152N!/kN;重载敞【车仅2?.70?。0N:。/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/kN】;两辆?连挂重载平车—。为,2.:431N/》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》2.340》。N/kN实》测最:小值:。为0.435N/】。k,N
《
》 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10%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=25°时!C62?A的K=《1.25P62的K!=,1.45《;β=30°时C】62A的K=—1.35P》。62的K=1.【55:;,
! 《 f受风面—积,(m2)C6—2A满载时为—7.1m2》空载时为8.7m】2;P62关—好门窗后《。为10m2;
【
— 【 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,=25°时风—。对车辆的单位气动力!最大
】 当》β=25°》时0~8级风对C6!2A和P62空重】车的气动力见表65!
表6】。5 β=》25°时0》~8级风对C—62:A和P6《2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?/k:N);?
?
《 — 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66
》
:
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66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?P,62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》.340N/—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1986年】7月3?0日至8月》11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C62《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4】70m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0【m/s、4.4m/!s、6.7m/s、!9.35m/s、1!2.3?m/s、15.5m!/s、?18.?95m/《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、10、2【0、:30、40、5【0、6?0辆:
:
:
《 车型《根据铁基[198】7]49《8号文“《关于:。。19:95和2000年设!计年度?各车型?百分比有关数据的】通知”20》00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%64《.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67— 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/kN);
【
,
— 【Wj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327》6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—182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《7,0中:
】 在?无风条件下不同【车组的溜逸》概率见表68—和表69
》
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?70
【。
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】(2.365N/k!N)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2.3》65‰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1】0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50%1】0,辆,车以:下组成的车组的溜】逸概率大于30%】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》73
【
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:.435N/—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50—%~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1.2》5,‰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—1994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!‰
:
?
3.2.1【4 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.《。15 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6.8min平】均每年每站总停【时330min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(k》m);
—。
,
《。 : △H设置!进站缓坡引起的高程!损失(?m,);
《
?
— Ix限制】坡度(‰)》;
:
:
:
: — △I坡度损失】(,‰);
—
! Lh缓坡长度!(km);》
》
【 Iq》起动坡度(‰);
!
— 【 ,Q牵引质量》(t)?;
】 : q每延!米列车质《量(t/《m,)取5.677t】/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70~5》6万元/《站DF8为1—75~5《4万:元/站DF4—。。B,为305~148】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50》N/t?;
?。
— 《 : w″?。。。q货车单位起动【阻力:(N/t)不小于5!0N:/t;?
【 :。 》 g重?力加速度(m—/s2)取9—.81m/s2
!
】 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74知
【
】 ? ①SS1的起【动坡度大于限坡不】需设置起动缓—坡;SS3》当限坡大于》或等于6‰、SS】4与SS6B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《。75
?
表75】 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
《