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7-轨道的几何形位(二)


轨道的几何形位(二)
曲线轨道

任课班级:电大12-1、2

由于受地形和 其他各种因素的 限制,整条铁路 线路不可能是一 条直线,其方向 需要不断改变, 当线路在平面上 由一个方向转向 另一个方向时, 在两条直线之间 必须用曲线来连 接。
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图-1 曲线轨道

一、曲线基本要素
组成要素有: R——曲线半径 α——曲线转角 L——圆曲线长 T——切线长度 Lo——缓和曲线 长度 五点:ZH与HZ点 HY与HY点 QZ点 (ZY或YZ点)
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图-2 曲线要素示意图

我国铁路规定,客货共线铁路区间线路最 小曲线半径不得小于表-1的规定值,客运专 线铁路区间线路最小曲线半径规定值见表-2 。不能满足上述规定时,须经铁道部批准。
表-1 客货共线铁路区间线路最小曲线半径 路段列车设计行车速度 (km/h) 最小曲 线半径 (m) 工程条 件 一般 困难 200 3500 2800 160 2000 1600 140 1600 1200 120 1200 800 100 800 600

表-2 客运专线铁路区间线路最小曲线半径
路段旅客列车设计行车速度 (km/h) 最小曲 线半径 (m) 工程条 件 一般 困难 350 7000 300 4500 250 4000 3500 200 2200 2000

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二、曲线轨道的外轨 超高

1、定义:将外轨 抬高一定高度。 2、目的:防止轨 道在曲线上的侧 面磨耗,甚至造 成列车倾覆事故 。
图-3 外轨超高
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3、外轨超高的计算
曲线上外轨抬高的数量,称外轨超高度。由列 车通过时离心力的大小确定。离心力与车速平方成 正比,与曲线半径大小成反比,因此半径越小,车 速越大,离心力越大,需设的超高就越大。 外轨超高的计算公式为: H=11.8Vp 2/R Vp——平均速度 R ——曲线半径 我国铁路规定:实设最大超高,在单线上不得 大于125mm。在双线上不得大于150mm。常采用 加厚外侧道床的办法来实现曲线外轨的超高。
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三、曲线轨道的 轨距加宽 为使机车车 辆顺利通过曲 线而不致被楔 住或挤开轨道 ,减小轮轨间 的横向作用力 ,曲线轨距要 适当加宽。
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图-4 曲线段轨距加宽

1、加宽原则: ①保证占列车大多数的车辆能以自由 内接形式通过曲线; ②保证固定轴距较长的机车通过曲线 时不出现楔形内接,但允许以正常强制 内接形式通过: ③保证车轮不掉道,即最大轨距不超 过容许限度。
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2、加宽标准 轨距的最大允许加宽为15mm。加宽递减 率一般不得大于1‰。按照曲线不同半径,过 去分为三级加宽,后改为两级加宽,每级5~ 10毫米。
表-3 曲线轨距加宽标准

曲线半径(m) 加宽值(mm)

轨距(mm)

R≥350
350>R≥300 R<300
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0
5 15

1435
1440 1450

4、加宽方法及加宽递减

方法: 是将曲线轨道内轨向曲线中心方向移动, 曲线外轨的位置则保持与轨道中心半个轨距 的距离不变。 加宽递减: (1)曲线轨距加宽应在整个缓和曲线内递减。 (2)复曲线应在正矢递减范围内,从较大轨距 加宽向较小轨距加宽均匀递减。 (3)两曲线轨距加宽按1‰递减,其终点间的 直线长度不应短于10m。
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四、缓和曲线 为保证列车安全,使线路平顺地由直线过 渡到圆曲线或由圆曲线过渡到直线,以避免 离心力的突然产生和消除,常需要在直线与 圆曲线之间设置一个曲率半径变化的曲线, 这个曲线称为缓和曲线,如图-5所示为设有 缓和曲线的铁路曲线。

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图-5 设有缓和曲线的铁路曲线

1、缓和曲线的特点 1)曲线半径从无穷大逐渐减小到圆曲 线的半径R,或从圆曲线的半径R逐渐增 加到无穷大; 2)运行中列车的离心力逐渐增加或逐 渐降低; 3)轨距加宽值逐渐增大或逐渐减小; 4)曲线外轨超高逐渐增大或逐渐减小 。
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2、缓和曲线方程式 我国铁路常用的缓和曲线属于三次抛物 线型,其方程式为: 式中 : y——缓和曲线上任意点的纵坐标,m; x——缓和曲线l任意点的横坐标,m; R——圆曲线半径,m; l0——缓和曲线长度,m。
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3、缓和曲线的设置 缓和曲线应有足够的长度,在这个长度内,需完 成曲线的外超高顺坡过程。同时,应该满足以下两 点运营要求: 1)车轮的轮缘不致爬上内轨外轨超高的坡度限制 为:

式中:
Kmin——机车或车辆最小轮缘高,mm Dmax——机车或车辆最大固定轴距,mm 当以轮缘最小高度28mm及最大固定轴距6.5代入 ,得到: i0≤4.3‰。
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2)保证乘客乘座舒适 当列车从直线段进入缓和曲线范围内运 行时,外侧车轮在外轨上逐渐升高;当列车 从圆曲线段进入缓和曲线范围内运行时,外 侧车轮在外轨上逐渐降低。如果升降速度过 快,会引起乘客的不舒适感设。 设以f(mm/s)表示外侧表示外侧车轮升 降速度,则存在如下关系式:

通常规定,在一般地段,f=32mm/s。
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表-4 缓和曲线的长度
曲线半 Ⅰ级铁路 径(m) (1) (2) (3) 4000 30 30 20 3000 40 30 20 2500 50 40 20 2000 60 50 30 1500 80 70 40 1200 100 80 50 1000 120 100 60 800 150 120 70 700 150 120 90 600 140 110 90 550 140 110 90 500 130 100 90 450 120 100 80 400 120 90 80 350 110 90 70 300 250 第16页 Ⅱ级铁路 (1 ) (2 ) (3 ) 20 20 20 30 20 20 30 30 20 40 30 20 50 40 30 60 50 30 70 60 40 90 70 40 70 40 40 110 90 60 130 110 70 130 100 80 120 100 80 120 90 80 110 90 70 100 80 70 Ⅲ级铁路 (1 ) (2 ) 20 20 20 20 20 20 20 20 30 20 30 30 40 30 50 40 50 40 60 60 70 50 70 60 80 80 90 70 100 70 100 70 90 70

表-5 《新建时速200km客货共线铁路设计暂行规 定》推荐的缓和曲线长度
曲线半径(m) 推荐缓和曲线长度(m) 最小缓和曲线长度(m)

12000 10000 8000 7000 6000 5000 4500 4000 3500 3000
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50 60 70 80 90 110 120 140 160 180 200

40 50(40) 60(50) 70(60) 80(70) 90(80) 100(90) 110(100) 130(120) 150(130) 170

2800

三、本节小结
曲线轨道几何形位 1、曲线要素 2、外轨超高 3、曲线加宽 4、缓和曲线

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