铁道工程电子教材-2.轨道几何形位(3)

异。在现场使用时，按计算值设置超高以后，还应视轨道稳定以及钢轨磨耗等状况适当调整。 2.在新线路设计与施工时，采用的平均速度Vp 由下式确定

（2－12)

代入式（2-10）中，得

（2－13)

式中Vmax --预计该地段最大行车速度，以km/h计。 经过运营一段时间后，可根据实际运营状态予以调整。 三、外轨未被平衡的超高

当列车以任意速度通过曲线时,离心力J为

（2－14）

当v=vp 时,这时J刚好与设置超高h后所提供的向心力Fn 相等。此时两股钢轨承受相同荷载，旅客也没有不舒适感觉。 当vvp 时，离心力J小于设置超高后的所提供的向心力Fn ，说明超高过大（此差值称为过超高）。从而导致内轨承受偏载和旅客不适。 欠超高和过超高统称为未被平衡的超高。未被平衡的超高使内外轨产生偏载，引起内外轨不均匀磨耗，并影响旅客的舒适度。此外，过大的未被平衡超高度还可能导致列车倾覆，因此必须对未被平衡的超高加以限制。 对实设曲线来说，超高h是定值。当列车以 vmax（或 vmin）通过时，将产生最大的欠超高 hQmax（或hGmax ）为

式中，右边的符号表示欠超高。同理可得最大的过超高。

（2－15)

（2－16)式中 hQmax（hGmax ）--最大欠（过）超高； amax--最大离心加速度； amin--最小离心加速度； ap--以平均速度通过曲线时的平均离心加速度； △amax(amax)、△a'max(a'max)-- 最大未被平衡的离心加速度和相信加速度。 根据我国铁路实践经验，未被平衡的离心加速度的容许值［a］为 0.4～0.5，困难情况下为0.6 。我国《铁路线路维修规则》规定：未被平衡欠超高，一般应不大于75mm，困难情况下应不大于90mm；未被平衡过超高不得大于50mm。四、外轨最大超高的允许值 低速列车行驶于超高很大的曲线轨道时，存在倾覆的危险性。为了保证行车安全，必须限制外轨超高的最大值。以下叙述该值的确定方法。 设曲线外轨最大超高度为hmax ，与之相适应的行车速度为 v，产生的惯性离心力为J，车辆的重力为G，J与G 的合力为R，它通过轨道中心点O。当某一车辆以v1

令 （2－

17）

当 n ＝1， 即e=0.5S1 时，指向内轨断面中心线，属于临界状态；当 n＜1， 即e>0.5S1 时，车辆丧失稳定而倾覆。当 n ＞1 时，车辆处于稳定状态。n值愈大，稳定型愈好。 由以上分析可知，e值与未被平衡超高△h存在一定的关系，可得过超高三角形△BAA' 与另一三角形△COO1 有以下近似关系：

上式可变换为

设车辆重心到轨面的高度为H，则

（2－18）

式中 e--合力偏心距； H--车体重心至轨顶面高，货车为2220mm，客车为2057.5mm; △h--未被平衡超高度； S1--两轨头中心线距离。 代入（2-17）式，得

（2－19）

根据我国铁路运营经验，为保证行车安全，n值不应小于3。最大外轨超高度应达到这一指标的要求。我国铁路设计规范规定，最大超高度为150mm，若以最不理情况（曲线上停车，即速度v＝ 0）来教核其稳定系数n，并考虑4mm的水平误差在内，即过超高△h ＝ 154mm，可计算得到

由以上分析可知，在单线铁路上，上下行列车速度相差悬殊的地段，如设置过大的超高，将使低速列车对内轨产生很大的偏压并降低稳定系数。从工程经验出发，规定其最大超高度为125mm。

五、 曲线轨道上的超高限速

任何一条曲线轨道，均按一定的平均速度设置超高。在既定的超高条件下，通过该曲线的列车最高速度必定受到未被平衡的容许超高度［△h］的限制，其最高行车速度 应为：

（2－20）

式中 h--按平均速度 设置的超高度，以mm计； ｈQY--未被平衡的容许欠超高，以mm计； R--曲线半径，以m计。 同理，通过该曲线的最低行车速度Vmin 应为：

（2－21）

式中hGY 为未被平衡的容许过超高，其余符号同前。 当曲线半径较小时，按最大超高度150mm计算，曲线上的超高限速与曲线半径的关系如下：

hqy=75mm时，

hQY=90mm时， 一般情况下，曲线上的超高限速按下式计算：

（2－22）

当最大超高度为125mm时，未被平衡超高度△h按特殊情况采用90mm，最大行车速度为：

采用未被平衡超高度的容许值，来限制曲线最高行车速度，时保证行车安全的一项重要指标。

一、缓和曲线的作用及其几何特征 行驶于曲线轨道的机车车辆，出现一些与直线运行显著不同的受力特征。如曲线运行的

离心力，外轨超高不连续形成的冲击力等。为使上述诸力不致突然产生和消失，以保持列车曲线运行的平稳性，需要在直线与圆曲线轨道之间设置一段曲率半径和外轨超高度均逐渐变化的曲线，称为缓和曲线。当缓和曲线连接设有轨距加宽的圆曲线时，缓和曲线的轨距是呈线性变化的。概括起来，缓和曲线具有以下几何特征： 1. 缓和曲线连接直线和半径为R的圆曲线，其曲率由零至1/R逐渐变化。 2. 缓和曲线的外轨超高，由直线上的零值逐渐增至圆曲线的超高度，与圆曲线超高相连接。 3. 缓和曲线连接半径小于350m的圆曲线时，在整个缓和曲线长度内，轨距加宽呈线性递增，由零至圆曲线加宽值。 因此，缓和曲线是一条曲率和超高均逐渐变化的空间曲线。 二、缓和曲线的几何形位条件

图2-9所示为一段缓和曲线。其始点与终点用ZH与HY表示。要达到设置缓和曲线的目的，根据如图所取直角坐标系，缓和曲线的线形应满足以下条件：

图 2－9缓和曲线坐标图

1.为了保持连续点的几何连续性，缓和曲线在平面上的形状应当是：在始点处，横坐标x ＝ 0,纵坐标y ＝ 0,倾角φ ＝ 0;在终点处，横坐标x=x0，纵坐标y=y0 ，倾角φ ＝φ0 。 2.列车进入缓和曲线，车体受到离心力 J的作用，为保持列车运行的平稳性，应使离心力不突然产生和消失，即在缓和曲线始点处，J ＝0,在缓和曲线终点处 Ρ=R。 3.缓和曲线上任何一点的曲率盈余外轨超高相吻合。

在纵断面上，外轨超高顺坡的形式有两种形式。一种形式是，如图2-10（a）所示；另一种形式是曲线形，如图2-10（b）所示。

图 2－10 超高顺坡

列车经过直线顺坡的缓和曲线始点和终点时，对外轨都会产生冲击。在行车速度不高，超高顺破相对平缓时，列车对外轨的冲击 …… 此处隐藏：1538字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……