?
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15‰者占—6%滇藏《线经行地《区的河床自然纵【坡为:10‰~《3,0‰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S【S1、SS》3、SS6》B、SS4与S【S4B?为,代表机型内燃—机车本规《范取DF、D—F4、DF4B、D!F4C、D》F8: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8~12k!m平均9.5km本!说,明取控制区间为【10k?m、12km、14!km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3!4和表35
—
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3》4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《500?0t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3:7 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(:。Mt/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SS4!B时:双机与三机重联【的列车质量分别【为2500t和【36:50:t;在25》‰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T:B/T 《1335-199】。6的规定即拉力1】1,25:kN压力《1400kN—
】 , 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.SS3双机牵!引列车质量为4【750t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 》1,335-1996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2》050t的列车如】安装GK型制动机紧!急制动初速不—小于25《km/h时是—安全的;如安—装103《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—25‰坡道双机牵引!2050t的列【车列车质量比SS】3的小故比S—S3双机牵引2【500t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39》
?。
表39 经!济加力牵引坡—度(‰)
】
】 由表3【9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3【。0‰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 i【j1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 ?140?7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0.9【5;
》
— 》 P机车《质量(t);
【
【 《 Q牵引质【。量(t)取50【t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(!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【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SS【4、SS《4B、D《F4、DF4—B、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 140—7(: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r】n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≥α《m时一般不需计算小!半,径曲线粘降坡度减缓!值△im《;,当rn<αm—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】max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!4,6
《
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300m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4【7 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 :S,S4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,△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/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≤?1000m时通过】隧道速度《不得低?于计算速《度1000m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!。00:m时不得小于V【j,mi:n+5km/h【
】 ? ③隧》道内粘着系数和内】燃机车功《率的降低根》据19?83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【1000m》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(fw0【)值;
—
— 》 △i2隧道附加空!气阻力值即ws(‰!)
—
β—s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,1000.1~1】0,00.9m及—。400?0.1~4》。000.9m的确】认建议应修订为4】00:。<L≤1《000m1》。000<L≤4【00:0,mL>?4000m
】
! :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β—。s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DF4】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5《2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1】000m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】DF:4B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《DF4?。D、DF8和D【F8:B型内?燃,机车计算速度均较】DF4?B型机车提》高较大本次修—订,执,行了“内燃》机车通过长度10】0,0m以上隧道的最】低,运行速度不得低于V!jmin+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4270m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10~20km!、,内燃牵引长度在4】~1:0km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!ws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:T,B/T 13—35-1996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1》125?kN纵向压缩力取1!400k《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,);
! 】SiSi+1列车纵!向力(车钩力)(k!N);
【。
: : : ? w0i机车或车!辆,的运行基本阻力(】kN);《
:
《 — ?P,i坡道力(包括【曲线、隧道当量坡】)(kN);
】
】 : F《i机:车牵引力(k—N);
】
【 Bi》Di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20【00m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5000【t时在相应限坡组成!的凸、?凹形变?。坡点上竖曲线半径为!1000《0m: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!5,4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10000—m;
! 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
—
《
, , 《 : ①:SS:3单:机或双?机,牵引:47:50:t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!980kN压力19!60kN)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105】0m: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】6500t》列车在坡度差为【。2倍限坡《的凹形断面上低速缓!解(10《km/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30k】。。m/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
:
》
—
《
【
】 ④S?S3单机牵》。引6500t在坡】度差为2倍限坡组成!的,凸形断?。面上:低速(30》k,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
:
】 , : ⑤SS》3单机?或双机牵引650】0t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1【05:0m: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1050【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25》。t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13【3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
】。
】 ②—SS3?单机牵引650【0,t在最大坡度差【组成的凹形断面低】速,缓解:(10km/—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30k!m/h?其产生的最大纵向拉!力才:可小于限《。值
! :。 ③SS3】单机牵引650【0t(G《K,型制动机)》在最大坡度差组成】的凸:形断面上低速(3】0km/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,
》
: ? ④SS3】单机牵引6500】t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20!0m缓和坡段或分坡!平段与缓和坡段长度!。之和大于等于3【00m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
—
—
!
,
—
! ,。 ⑥SS【3,双机:牵引:6500t》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650!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2】00m
【
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400—m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40】。0m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6】1~表6《3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!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)【
,
,
?
(i?x为13‰Q为1】9,93~2230t)!
:。
】
—
: 注箭头方向!。代表列车运》行方向?
表【63 《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 1?335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160】km/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5.6《0m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【1,0m:。m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1:60km/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16?0km/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:。av(m/s2【),的关系?为
】
【 国外经验当【a,v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【。0.2~0.35】。m,/,s2法国困难条【件下取0.》5~0.6m/s】2日本?困难条件下取—0.5m/》s2前苏联》采用0.15m【/s:2我国广深》线,20:0km?/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0.15】。m/s2《和0.2m/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60mm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《2,0mm?;,
:
【。 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10m!m;
》
《 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+】10+24+—1=64《(m:m);
《
》 ? ,客车∑f=8+10!+24+2=—44(m《m)
?
》 ? 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f【R=7564=【11(mm);【。。
》
: , 客车f》R=6044=1】。6(mm《)
】 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f《R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)】、D10(90【t凹底车)》、RW22》(软卧车《)、Y?Z25G《(空调硬座车—)、SYW25B】(双层?空调:硬,卧,车)计算最小竖曲】线半径Rv》分别为17》50m、2》250m、2450!。m、2550—m、28《50m
》
:
! 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!160?k,m/h时铁》路竖曲线半径—为1:500?0,m;路?段设计速度小—于160km/h的!Ⅰ,、Ⅱ:级铁路?竖曲线半径》。为10?000m《
》。
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30《。m
—
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《。0,km:/,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a》v=0.13m/】s,2,。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【50:0m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100》km/h且竖曲线】半径不小于1000!0m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5】m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1》5cm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30c【m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》.1:5~0.2m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】5cm其《范围一般不超过2】00m但在》任,何情:况下最?小,道,。床厚度不得小于25!cm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100m的—明桥面?桥设在大于4‰【的坡道上但不宜【大于1?2‰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!.2.1《2 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6【78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1】5~25℃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2.70】0N/kN;重【载,N16、N17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3.1】52N?/kN;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】。。.0:30N/k》N;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2.340N/k!N实:测最小值为0.43!5N/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C6《2A的K=》1.25《P62的K》=1:。.45;β=3【0,°,时C62《A的K=1》.35P62的K】=1:.55;
》
,
】 f受风面!积,(m2)C62A满!载时为7《。.1m2空载时【为8.?7m2;P》62关好门窗后为】1,0m2;《
《
】 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C《62A和P62【。空重车的气》。动力见表65—
《
表65 【β=2?5°时0~8—级风:对C62A和P62!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=2—5°时各级风对【C62A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=?2,5°时对C6—2A型不同车辆数】的车组?产生的单位气动力】(N/k《N)
】
:
》 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》C6:2A型和P》。62型?。单辆空车的单—位气动力已达3【.226《N,。/kN?大于单辆车的溜【。逸平均单位起动【阻力2.340【N/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30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C》。62A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,。.3N/《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、9.35【m/s、《。12:.3m/《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、20】、30?、40、50、【60辆
】
车型根】据铁基[19—87]498号文“!关于:1995和200】0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2?2.8%《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《3276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)25种》坡度(0《~2.5‰)共1】82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3?64次?。现,。将典型的模》拟,结果列于表6—8~: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7—0 ? 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/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,50辆以上的重车】。列溜逸的《概率高达90%【
《
》 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%10》。辆车以下组成—的,车组的溜《逸概率大于30%2!0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5》0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》。/kN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10《‰;
》
? : 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【。.2.14 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.《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1!7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10?0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/k】m);
《
】 △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);
【
! Ix—限,制坡度(‰》),;
》
!。 :△I坡度损》失(‰);》
】 , —Lh缓坡长度(km!);
【。
《 》 I:q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17!5~54《万元/站DF—4B为305~14!8万元/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 ?F,q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7?4知:
,
,
— ①【S,S1的起动坡度大于!限坡不需设置起动缓!坡;SS《3当限?坡大于或《等于6‰、SS4】与SS6B当限【坡大于或等于9‰】时不需设《置起动缓《坡SS4B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75 】主要:机型起动坡度—表(滚动与滑动轴承!货车)(‰)
【
】
》 由?表75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
?