城市轨道交通曲线轨道超高有关问题探讨解读
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城市轨道交通中曲线轨道超高值设置方法探讨作者:陈菊来源:《城市建设理论研究》2013年第21期【摘要】:本文针对城市轨道交通设计工作中曲线超高值的设置进行了分析与探讨,结合城市轨道交通的特点及目前城市轨道交通设计中《地铁设计规范》(GB50157-2003)只有超高值设置提出具体要求,而对超高的设置方法没有具体要求,各设计人员一般根据习惯设置,本文针对曲线轨道超高的设置方法提出了在曲线轨道超高值设置时加入距圆曲线两侧半车长距离即时速度做为参考因素的设置方法。
【关键词】:城市轨道交通曲线轨道超高值中图分类号:C913.32 文献标识码:A 文章编号:1、前言伴随道我国经济实力的逐步提升,我国的城市轨道交通事业得到了较快的发展。
城市轨道交通系统是能够解决城市公共交通问题的一种良好的选择也已为现代人所接受。
而曲线轨道超高的设置合理与否直接影响行车安全、旅客乘坐舒适性、养护维修等许多方面。
本文结合工作实际详细论述了在城市轨道交通中曲线轨道超高的设置方法及建议。
2、曲线轨道超高值计算公式车辆在曲线轨道上运行时,产生离心力,为平衡离心力,在曲线轨道上设置超高,借助车辆重力的水平分力以抵消离心力,达到内外两股钢轨受力均匀,增加乘客旅行舒适感,提高线路稳定性及行车安全。
《地铁设计规范》(GB50157-2003)规定:轨道曲线超高按下式计算:式中:h—超高值(mm);Vc—列车通过速度(km/h);R—曲线半径(m)。
3、曲线轨道超高值的相关规定《地铁设计规范》(GB50157-2003)第6.2.8条规定:曲线的最大超高宜为120mm,当设置的超高值不足时,一般可允许有不大于61mm的欠超高。
《铁路线路维修规则》第3.7.1条规定:未被平衡的过超高不得大于50mm 。
《地铁设计规范》(GB50157-2003)中对于曲线轨道超高值未做关于过超高的相关规定。
由于城市轨道交通中车辆轴重较轻,运行速度较低,绝大部分均设整体道床。
城市轨道交通曲线轨道超高有关问题探讨摘要介绍城市轨道交通曲线超高的基本原理及欠超高与过超高的极限值,论述各种情况下超高的设置方法及注意事项。
关键词城市轨道交通曲线超高欠超高过超高钢轨磨耗1概述城市轨道交通区间线路长度一般为1~2km,车辆加速及减速较快,列车在同一线路曲线(特别是较长的曲线)范围内运行时,最高速度与最高速度差异较大,新版的地铁设计规范(GB501572003)仅给出了轨道曲线超高的计算公式及允许的最大欠超高,一些相关的设计手册及资料也未有论述,难以应对在设计工作中遇到的各种复杂情况,本文详细论述了曲线轨道超高的设置方法及设置超高时需注意的问题。
2曲线超高计算公式车辆在曲线轨道上运行时,产生离心力,为平衡离心力,在曲线轨道上设超高,借助车辆重力的水平分力以抵消离心力,达到内外两股钢轨受力均匀,垂直磨耗相等,减小离心加速度,增加乘客旅行舒适感,以及提高线路稳定性和行车安全。
超高计算采用《地铁设计规范》(GB501572003)中计算公式3 欠超高与过超高的极限值确定城市轨道交通曲线轨道超高时,由于规范对最大超高值的规定及列车在曲线上运行速度的变化,超高与行车速度不可能做到恰好匹配,因而不可避免会产生未被平衡的横向加速度,欠超高与过超高是未被平衡的离心加速度和向心加速度的另一种表示方法。
《地铁设计规范》第6 2 8条规定:曲线的最大超高值为120mm,当设置的超高值不足时,一般可允许有不大于61mm的欠超高(hq)。
论文论文参考网对于过超高,则没有相关的规定。
《铁路线路维修规则》第3 7 1条规定,未被平衡的过超高不得大于50mm。
据国际铁路联盟(UIC)有关资料,在列车运行速度为80~120km/h的线路上,一般可允许有不大于50mm的过超高(hg),允许的最大值为70mm。
城市轨道交通车车辆轴重轻,运行速度低,道床型式主要为整体道床,线路为客运专用,不存在客货混跑的情况,列车运行的外部条件优于国铁及国际铁路联盟各国国家铁路,所以,在设计工作中,可参考前述有关规定,即:在设置曲线轨道超高时,可允许有不大于50mm的过超高。
浅析重载铁路线路曲线的常见病害及养护维修铁路线路是国家交通运输的重要组成部分,对于保障铁路线路的安全和畅通具有重要意义。
随着铁路运输的不断发展,线路曲线处存在着一些常见的病害问题,这些问题对于铁路线路的安全运营和维护都是非常重要的。
下面我们就来浅析一下重载铁路线路曲线的常见病害及养护维修。
一、常见病害1. 曲线超高曲线超高是指曲线半径小于一定标准要求的状况,会导致列车在通过曲线时出现倾覆、抖动、偏离轨道等严重问题。
这种情况下,列车在通过曲线时会受到较大的侧向向心力,对列车和线路都会造成不利影响。
2. 肩耕肩耕是指曲线外侧铁轨被侧向压力挤压变形,形成轨道外侧沿肩面。
“肩”指肩耕磨损的轨道外侧边缘。
肩耕严重会引起列车行驶时晃动剧烈,严重时会导致轨道的侧向偏移。
3. 烂轨烂轨是指轨道表面出现剧烈的变形和磨损,轨道表面出现许多坑洼和凹坑,严重影响列车的运行。
烂轨严重会导致列车受到震动,影响行驶的平稳性和安全性。
4. 超高路基超高路基是指路基高度严重超过设计标准,造成铁路线路曲线处高度不平衡,影响列车的正常运行。
二、养护维修1. 加强巡视对于重载铁路线路曲线处,需要加强巡视监测,及时发现曲线处的病害问题。
通过巡视可以及时发现曲线超高、肩耕、烂轨和超高路基等问题,并及时采取措施解决。
2. 精确调整对于曲线超高的问题,需要通过精确调整曲线的半径,确保曲线的半径符合设计标准要求。
通过调整曲线的半径可以减少列车通过曲线时受到的侧向向心力,保证列车的安全运行。
3. 规范维护对于肩耕和烂轨等问题,需要进行规范的维护工作。
及时修复烂轨,清除肩耕,保证轨道表面的平整和光滑,减少列车的震动和摆动,保证列车的安全运行。
针对超高路基的问题,需要加固路基,保证路基的稳定性,避免路基的高度不平衡对列车行驶造成影响。
通过加固路基,可以确保铁路线路曲线处的平稳性和安全性。
重载铁路线路曲线处的常见病害对于铁路线路的安全运行具有一定的影响,因此需要加强巡视监测,及时发现和解决曲线处的问题。
城市轨道交通规划与建设的关键问题研究引言城市轨道交通作为一种高效、环保的交通方式,在现代城市中扮演着越来越重要的角色。
然而,随着城市化进程的加速,城市轨道交通规划与建设面临着诸多关键问题。
本文将深入探讨这些问题,并提出相关解决方案。
一、城市轨道交通规划的科学性城市轨道交通规划的科学性是其成功实施的基础。
首先,规划应基于全面的城市发展战略,考虑城市的人口分布、经济结构和土地利用等因素。
其次,规划需要充分考虑交通需求和现有交通网络的状况,通过综合分析和模型预测,确定轨道交通线路的布局和规模。
最后,规划应考虑可行性和可持续性,包括经济成本、环境影响和社会效益等方面的综合评估。
二、城市轨道交通建设的技术挑战城市轨道交通建设面临着一系列技术挑战。
首先,线路选址需要充分考虑地质条件和市政设施的布局,避免对城市基础设施造成不必要的损害。
其次,隧道工程和桥梁工程的设计和施工需要具备高水平的技术能力,以确保轨道交通线路的安全和稳定运行。
此外,轨道交通车辆的研发和制造也是一个重要的技术挑战,需要满足高速、大容量、低噪音和低能耗的要求。
三、城市轨道交通运营管理的问题城市轨道交通的运营管理是保障其正常运行的关键。
首先,运营管理需要确保轨道交通线路的安全和稳定运行,包括设备的维护、紧急救援和安全培训等方面的工作。
其次,票务管理和客流疏导也是一个重要的问题,需要通过技术手段和人员配备来提高运营效率和服务质量。
此外,运营管理还需要与其他交通方式进行协调,以实现多式联运和一体化服务。
四、城市轨道交通的可持续发展城市轨道交通的可持续发展是一个重要的问题。
首先,城市轨道交通的建设和运营应注重环境保护,采用清洁能源和低碳技术,减少对环境的污染和破坏。
其次,城市轨道交通应与城市空间规划和土地利用相协调,避免过度依赖轨道交通而导致城市扩张和资源浪费。
此外,城市轨道交通的发展还需要注重社会公平和经济效益,保障广大市民的出行需求和利益。
结论城市轨道交通规划与建设的关键问题涉及多个方面,需要科学规划、先进技术和有效管理来解决。
一、外轨超高的作用及其设置方法。
机车车辆在曲线上行驶时,由于惯性离心力作用,将机车车辆推向外股钢轨,加大了外轨钢轨的压力,使旅客产生不适,货物移位等。
因此需要把曲线外轨适当抬高,使机车车辆的自身重力产生一个向心的水平分力,以抵消离心惯性力,达到内外两股钢轨受力均匀和垂直磨耗均匀等,满足旅客舒适感,提高线路的稳定性和安全性。
外轨超高是指曲线外轨顶面与内轨顶面水平高度之差。
在设置外轨超高时,主要有外轨提高法和线路中心高度不变法两种方法。
外轨提高法是保持内轨标高不变而只抬高外轨的方法。
线路中心高度不变法是内外轨分别各降低和抬高超高值一半而保证线路中心标高不变的方法。
前者使用较普遍,后者仅在建筑界受到限制时才采用。
二、外轨超高度的计算。
列车以速度 v沿半径 R的圆曲线运行时,产生离心力 F:2 2F=mv/R=G/gRv(公式 1)式中G-------车辆重力(KN);v---------行车速度(m/s);R---------曲线半径(m);2g----------重力加速度,g=9.8m/s为使内外股钢轨所受得垂直压力相等,应使离心力与车体重力的合力作用与轨道的中心点上,相应的外轨超高为 h:2h=11./R8 v(公式 2)式中h-------外轨超高值(mm)v-------行车速度(km/h)R曲------线半径(m)上式是按列车以速度 v通过曲线时推导得到的。
实际上,通过曲线的列车种类、列车重量和速度各不相同,为了合理设置超高,式中的列车速度 v应当采用各次列车的平均速度 v。
,即2。
=11.。
8/Rhv超高度设置是否合适,在很大程度上取决于平均速度选用是否恰当。
超高设置后,经过一段时间运营,可根据实际运营状况对外轨超高予以适当调整。
为便于管理,圆曲线外轨超高按 5mm整倍数设置。
三、外轨未被平衡超高对实际曲线来说,曲线实设超高 h。
是根据平均速度 v。
得到的,曲线实际超高一旦设置,即为固定值,而通过曲线的各种列车速度是不相同的,或大于平均速度,或小于平均速度,即不可能使所有列车产生的离心力完全得到平衡,因有公式 2可知,列车以速度 v通过曲线时,要求设置的超高为 h=S1 v/gR,一、外轨超高的作用及其设置方法。
简述铁路曲线超高的作用及设置方法
铁路曲线超高设置,也称为曲线超高冲击法,是通过调整曲线外侧轨道梁线的半径使铁路曲线更加平滑,减弱曲线超高对轨道稳定的影响。
一、作用:
1、提高轨道稳定性:曲线超高是存在于台股的曲线外侧,这就对轨道稳定性带来了很大的威胁,当超过一定的曲线超高时,铁路就会受到曲线超高影响,影响轨道的稳定性。
2、减少轨道侧移:当轨道外侧受到曲线超高影响时,它会被向外侧侧移,这直接会对轨道安全造成威胁,而曲线超高冲击法会有效减少轨道侧移,提高轨道安全性。
二、设置方法:
1、确定具体的曲线高度:根据曲线角度和轨距,确定具体的曲线高度,以确定曲线超高的数值大小。
2、梁线的设置:根据确定的曲线超高度,调整梁线的设置,以达到曲线超高的设置。
3、铁路控制:安装控制系统,通过系统控制曲线超高的变化,以保证曲线超高的合理性,从而减少轨道侧移的影响。
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关于曲线超高设置问题的探讨摘要线路施工、养护经常遇到曲线,如何设置好曲线超高对行车和线路养护都非常重要,尤其是提速干线上,为减少曲线维修工作量、提高钢轨使用寿命、保证旅客乘座舒适。
通让线增建二线工程进行小半径曲线改造时,进行曲线超高的设置方法供大家参考关健词行车速度超高设置1、工程概况通让线增建二线工程,K20+450-K21+500曲线改造工程,既有曲线半径1200m,缓和曲线长度100m,最高行车速度120km/h,曲线超高90mm.该曲线改造后,曲线半径为1600m,缓和曲线长度140m,设计列车最高行车速度160km/h的客货共用的Ⅰ级铁路。
通让线增建二线工程是我局进行120km/h线路增建二线并改造既有线施工,主要是增建二线同时对即有线小半径曲线进行改造,如何设置好曲线超高,关系到铁路运营经济成本和旅客舒适程度。
为适应建设快速、高效铁路的需要,我们从以下几个方面考虑进行曲线超高设置。
2、曲线超高的目地及超高设置的一般办法为了保证机车车辆通过曲线时保持平衡,将轨道的外侧钢轨设置适当的超高,通过列车车体的倾斜而得到的重力的水平分力与其惯性力(离心力)相平衡。
通过力学计算,当超高h=11.8Ⅴ2/R时,轨道内、外侧钢轨所受压力相等。
(见附图-1)3、影响曲线设置超高的因素:1)、轨道和机车车辆的轮对,分别是近于刚体的构筑物和近于刚体的机械装置。
机车车辆的转向架是由2个(及以上)轮对组成,转向架上的轮对无转向作用,只能靠线路的引导改变方向,因超高设置的不合理,导至车轮的轮缘与两股钢轨压力不相,产生摩擦力加剧。
2)、由于线路为客货混合,客车行车速度快,重量轻,货车速度较慢,重量较大;从附图-1可看出,车体重量一定时,车体倾斜而得到的重力的水平分力G1一定。
G1 = G×sin Q而惯性力(离心力)p=G×V2/g×R由以上二式看出G、g、R值一定,离心力P 与V2成正比,当速度V偏小时, 重力的水平分力G1>离心力P,车体向曲线内侧倾斜,车体向内侧倾斜,增加下股钢轨的压力;当速度V偏大时, 离心力P>重力的水平分力G1, 车体向外侧倾斜,车轮轮缘与钢轨侧面接触,产生阻力,速度差越大,摩擦越严重。
城市轨道交通作为一种重要的城市公共交通工具,不仅对城市的交通运输有重要作用,还直接关系到城市居民的出行和生活质量。
城市轨道交通的运营管理问题一直备受关注。
在这篇文章中,我将深入探讨城市轨道交通运营管理问题及对策,并共享我对这个问题的个人观点和理解。
一、城市轨道交通运营管理问题的综述1. 运营安全问题城市轨道交通运营安全一直是一个备受关注的问题。
各种意外事故和运营安全事故时有发生,给乘客和城市带来了不小的安全隐患和影响。
2. 运营效率问题城市轨道交通的准点率、运力利用率,以及服务效率等方面的问题一直是困扰城市轨道交通管理者和乘客的难题。
如何提高运营效率,为乘客提供更好的出行体验,一直是亟待解决的问题。
3. 运营规划问题城市轨道交通的线网布局、车站设置、运营线路规划等方面存在着诸多问题,如何进行合理的规划,使城市轨道交通更加便捷高效,是当前需要研究和解决的难题。
二、城市轨道交通运营管理问题的对策1. 完善安全管理体系加强对城市轨道交通安全管理的监管和督促,建立健全的安全管理体系,加强设备和车辆的维护保养,保证运营安全。
2. 强化运营智能化利用现代科技手段,对城市轨道交通运营进行智能化管理,提高运营效率和安全水平。
如利用大数据分析,实时监控运营状态,提前发现问题并进行预警处理。
3.优化运营规划根据城市发展和乘客出行需求,优化城市轨道交通线网布局和运营计划,推动运营规划更加科学合理,为乘客提供更加便捷高效的出行服务。
三、个人观点和理解城市轨道交通作为城市重要的公共交通工具,运营管理问题对城市发展和居民出行都具有重要影响。
需要从各个方面综合考虑,制定综合对策,全面提升城市轨道交通的运营管理水平。
城市轨道交通的运营管理问题也需要社会各界的关注和支持,共同致力于构建更加安全、高效、便捷的城市轨道交通系统。
总结回顾本文围绕城市轨道交通运营管理问题展开全面的分析和探讨,就运营安全、效率和规划等方面问题提出合理的对策和解决方案,并共享了我个人的观点和理解。
城市轨道交通曲线轨道超高有关问题探讨
摘要介绍城市轨道交通曲线超高的基本原理及欠超高与过超高的极限值,论述各种情况下超高的设置方法及注意事项。
关键词城市轨道交通曲线超高欠超高过超高钢轨磨耗
1概述
城市轨道交通区间线路长度一般为1~2km,车辆加速及减速较快,
列车在同一线路曲线(特别是较长的曲线)范围内运行时,最高速度与最高速度差异较大,新版的地铁设计规范(GB501572003)仅给出了轨道曲线超高的计算公式及允许的最大欠超高,一些相关的设计手册及资料也未有论述,难以应对在设计工作中遇到的各种复杂情况,本文详细论述了曲线轨道超高的设置方法及设置超高时需注意的问题。
2曲线超高计算公式
车辆在曲线轨道上运行时,产生离心力,为平衡离心力,在曲线轨道上设超高,借助车辆重力的水平分力以抵消离心力,达到内外两股钢轨受力均匀,垂直磨耗相等,减小离心加速度,增加乘客旅行舒适感,以及提高线路稳定性和行车安全。
超高计算采用《地铁设计规范》(GB501572003)中计算公式
3 欠超高与过超高的极限值
确定城市轨道交通曲线轨道超高时,由于规范对最大超高值的规定及列车在曲线上运行速度的变化,超高与行车速度不可能做到恰好匹配,因而不可避免会产生未被平衡的横向加速度,欠超高与过超高是未被平衡的离心加速度和向心加速度的另一种表示方法。
《地铁设计规范》第6 2 8条规定:曲线的最大超高值为120mm,当设置的超高值不足时,一般可允许有不大于61mm的欠超高(hq)。
论文论文参考网对于过超高,则没有相关的规定。
《铁路线路维修规则》第3 7 1条规定,未被平衡的过超高不得大于50mm。
据国际铁路联盟(UIC)有关资料,在列车运行速度为80~120km/h的线路上,一般可允许有不大于50mm的过超高(hg),允许的最大值为70mm。
城市轨道交通车车辆轴重轻,运行速度低,道床型式主要为整体道床,线路为客运专用,不存在客货混跑的情况,列车运行的外部条件优于国铁及国际铁路联盟各国国家铁路,所以,在设计工作中,可参考前述有关规定,即:在设置曲线轨道超高时,可允许有不大于50mm的过超高。
根据《地铁设计规范》表5 2 2中各曲线半径与对应的限制速度,计算不同曲线半径时最高限制速度的超高如表1。
4 轨道曲线超高的确定
列车在圆曲线及前后几个关键点的运行速度是计算并确定曲线轨道超高的依据。
如图2所示,O-A-B-C-D-E为列车运行方向,其中O点为第1段超高顺坡段起
点,A点为圆曲线起点(第1段超高顺坡段终点),B点为圆曲线中间点,C点为圆
曲线终点(第2段超高顺坡段起点),D点为第2段超高顺坡段终点,E点距C点为一列列车长度,在线路直线段上。
列车通过上述6点时运行速度分别为Vo、Va、Vb、Vc、Vd、Ve。
分别计算Va、Vb、Vc、Ve对应的超高ha、hb、hc、he,取其中最大值为
h1max、最小值为h1min,计算其差值Δh1
Δh1=h1max-h1min
取ha、hb、hc(圆曲线起点、中间点、终点)中最大值为h2max、最小值为
h2min, 计算其差值Δh2
Δh2=h2max-h2min
根据Δh1、Δh2的值,按以下几种情况处理:
①Δh1≤hq=61mm,同时Δh2≤hq=61mm
曲线轨道超高可设为h1min,曲线范围内不会有超过61mm的欠超高,也不会有过超高。
②Δh1≤hq=61mm,同时hq=61mm≤Δh2≤(hq+hg)曲线轨道超高设为(h1max-hq),曲线范围内最大欠超高为61mm,过超高不大于50mm。
③Δh1>hq=61mm,同时hq=61mm≤Δh2≤(hq+hg)
曲线轨道超高设为(h1max-hq),曲线范围内最大欠超高61mm,过超高不大于
50mm。
④Δh2>(hq+hg)
这种情况下,无论曲线轨道超高设多少,均无法同时满足最大欠超高小于61mm及最大过超高小于50mm的条件,必须调整列车的运行速度。
5 道岔及渡线段的超高
目前城市轨道交通工程道岔及渡线大多不设超高,根据有关城市轨道交通工程资料,道岔的导曲线可设置6mm超高,目的不是为平衡横向加速度,而是为了防止道岔内导曲线产生反超高,危及行车安全。
道岔设超高以后,养护维修工作量显著增加,从而造成养护费用上升。
道岔不设超高时9号及12号道岔的最大允许侧向通过速度及欠超高见表2。
12号道岔的最大允许通过速度为50km/h,当列车以此速度侧向通过道岔时,欠超高大于《地铁设计规范》规定的61mm,因此,在不影响通过能力的前提下,宜对列车侧向通过道岔的运行速度加以限制。
当列车以42 5km/h的速度侧向通过12号道岔时,曲线轨道超高为:
由(2)式可知,列车侧向通过12号道岔的速度不宜高于42 5km/h。
6 曲线超高与钢轨磨耗
根据实测的钢轨磨耗的资料分析表明[4],小于平衡超高的超高,钢轨侧磨耗量最小,钢轨侧磨量在平衡超高时为最大(如表3所示)。
北京铁路局及昆明铁路局的试验研究表明,降低超高,即采用欠超高,可以减小曲线钢轨的侧磨。
广州地铁1号线工务部门也发现曲线超高采用欠超高时,钢轨磨耗减小。
由上分析可知,曲线超高值宜采用小于平衡超高的数值。
7 曲线超高地段的轨底坡
我国目前采用1∶40的轨底坡,当超高超过37 5mm时,内轨将向外倾斜。
在较早设计施工的国内部分城轨工程中,为防止钢轨承受压力后,受挤压向外翻倒,在超高值超过37 5mm时,内轨轨底仍保持水平,造成内轨轨底坡过大,当超高值为120mm时,实际内轨轨底坡为1∶12 5。
根据运营部门观测,在曲线超高为120mm、曲线半径为300~400m的地段,轮轨接触反常:外轨磨光带在钢轨内颚部,内轨磨光带在钢轨外颚部。
理论分析及实测[5]表明,在曲线上将内轨轨底坡适当加大,而外轨轨底坡保持1∶40不变,有利于减缓外轨侧磨及机车车辆轮缘的磨耗。
实测结果见表4。
由以上分析可知,曲线超高超过37 5mm时,内轨宜按外倾设计,但应检算扣件抗横向水平能力及扣件锚固螺栓抗拔力;为减缓外轨侧磨,内轨轨底坡宜适当增大,但不应大于1∶20。
参考文献
[1] GB50090—90 铁路线路设计规范
[2] GB50157—2003 地铁设计规范
[3] 铁路线路维修规则.北京: 中国铁道出版社,2001
[4] 龚积球,谭立成,俞铁峰.轮轨磨耗[M].北京:中国铁道出版社,1997
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