第六章 轨道几何图形.ppt

西南交通大学 西南交通大学 6.3.1 曲线 （1）曲线超高 最大超高度的选择应保证在曲线上停车而又遇到大风时，也不致使列车倾覆，并考虑不同速度列车所产生的未被平衡的加速度不致过大。目前，除日本东海道新干线规定最大超高度为200mm外，其余各线及法国高速干线上最大超高度均为180mm。欠超高的数值各国规定大致在60~130mm，法国和德国一级干线最大采用130 mm，意大利最大也采用130 mm，东海道新干线最大采用60 mm，山阳新干线为0~30 mm。 （2）最小曲线半径 各国规定4000-7000m （3）缓和曲线 随着列车运行速度的不断提高，过去使用的三次抛物线型缓和曲线难以完全满足旅行舒适的要求，轨道稳定条件也受到一定影响。为了改善这种状况，有些国家研究采用了曲线型超高顺坡缓和曲线。在这种缓和曲线范围内，与曲率相适应的超高也按曲线变化，并规定适当的变化率。这种曲线在列车经过时，各种力的作用不突然产生和消失，适应高速行车的需要。因此，高速铁路一般采用高次缓和曲线。 德国高速铁路的夹直线最小长度按0.4v计算。日本高速铁路则规定：一般应大于100 m，列车速度低于110km/h时，可大于50m。 6.3.2 坡度与竖曲线 （1）坡度 高速铁路坡度大小是根据地形和经济条件决定的。比如法国TGV东南线，沿线经过一连串高度在500~900 m之间的山岭。如采用同巴黎—里昂旧线相一致的限制坡度，即8‰，就得建造很多高架桥和隧道。出于确定新线只开行轻快旅客列车，决定采用35‰的限坡，都是动力坡，共有四段。这样，就使高速旅客列车在巴黎—里昂间的行程缩短到426km，比旧线少86km。 （2）竖曲线半径 法国TGV东南线的竖曲线半径采用25000 m；TGV大西洋线采用16000 m；而日本除东海道新干线采用10 000 m以外，其余各线均采用15000 m。 三 缓和曲线 1.缓和曲线作用 ①?离心力过渡 ②超高过渡 ③曲线加宽过渡 2.缓和曲线形式——3次抛物线 方程式： 式中：c—缓和曲线半径变更率 c=ρl ρ—缓和曲线起点至任意点半径长度 l—缓和曲线上任意点半径 4.在缓和曲线范围内的外轨超高顺坡 形式 Hy h zH Hy zH h ※直线型：在变坡点产生冲击，适用于低速行车。 曲线形：顺坡倾角为0，适用于高速行车。 直线型 曲线形 3.在缓和曲线范围轨距的加宽 1)加宽在缓和曲线范围内逐渐完成 2)加宽递减率≯1‰ 5.缓和曲线长度的确定 1）需要考虑的因素 a.外轨超高递减坡度不致使车轮脱轨 b.外轮升高（降低）的速度不至于使旅客不适 c.未被平衡的离心加速度的增大率不至于影响 旅客舒适 d.车轮由直线到曲线时，产生的动能损失不能 超标 e.养护维修方便 2）按外轨超高递减坡度确定 原则：悬空的内轮不能爬上钢轨 若：h、i0 已知 h 外轮着轨点 内轮着轨点 Kmin—最小轮缘高度（mm） Lmax—最大固定轴距（mm） I0 —超高顺坡坡度， 一般≯2‰ L0 —缓和曲线长度（m） H —超高（mm） 3）按旅客舒适度计算 ※ 原则：车轮上升（下降）速度不能太快 式中： f — 车轮上升速度 L0 — 缓和曲线长度 h — 超高 规定： 既有线 一般地段 f=28mm/s 有：L0≥10h/Vmax 困难地段 f=40mm/s 有：L0≥7h/Vmax ※式中： h单位为m。 Vmax是实际最高速度单位km/h 新线 一般地段 f=32mm/s 困难地段 f=40mm/s Vmax采用最高设计速度 注：① 按1）、2）两种方法求 L0 ，取大者 ② L0 长度一般为20-150m之间 四 曲线缩短轨 1.为何采用曲线缩短轨——保证相对接头的实现。 2.曲线里轨总缩短量的计算（△Lz） 1)圆曲线里轨缩短量的计算 式中： S1—两钢轨中心线之间距离 φ—圆心角（弧度） Ly—圆曲线长度 2)缓和曲线里轨缩短量的计算 代入〈1〉式 式中:l1,l2分别为缓和曲线起始点至计算点的长度。当计算点从缓和曲线起点开始时，有l1=0,l2=l 则 又在整个缓和曲线长度上有 整个曲线里股缩短量为： 故 3.缩短轨的数量与配置 式中：k—所选用缩短轨的缩短量