轨道基本知识讲座 第2讲 线路平纵断面讲解
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第二节铁路线路的平面和纵断面(于本章最后讲)铁路线路在空间的位置是用它的中心线来表示的。
线路中心线是指距外轨半个轨距的铅垂线 AB 与两路肩边缘水平连线 CD 交点 O 的纵向连线。
如下图所示:线路横断面线路中心线在水平面上的投影,叫做铁路线路的平面,表明线路的直、曲变化状态;线路中心线展直后在铅垂面上的投影,叫铁路线路的纵断面,表明线路的坡度变化。
一、铁路线路的平面及平面图线路的平面由直线、圆曲线以及连接直线与圆曲线的缓和曲线组成。
(一)曲线铁路线路在转向处所设的曲线为圆曲线,其基本组成要素有:曲线半径 R ,曲线转角α ,曲线长 L ,切线长度 T ,如下图所示:圆曲线要素在线路设计时,一般是先设计出α和 R,在按下式计算出T及L:曲线半径愈大,行车速度愈高,但工程量愈大,工程费用愈高。
(二)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,如下图所示为设有缓和曲线的铁路曲线。
铁路曲线缓和曲线的特征为:从缓和曲线所衔接的直线一端起,它的曲率半径ρ 由无穷大逐渐减小到它所衔接的圆曲线半径 R 。
它可以使离心力逐渐增加或减小,不致造成列车强烈的横向摇摆,如图所示。
离心力变化示意图(三)夹直线两相邻曲线,转向相同,称为同向曲线;转向相反,称为反向曲线。
两条相邻曲线间应设置一定长度的直线,以保证列车运行的平稳,如下图所示。
车辆运行在同向曲线上,因相邻曲线半径不同,超高高度不同,车体内倾斜度不同;车辆运行在反向曲线上,因两曲线超高方向不同,车体时而向左倾斜,时而向右倾斜。
这两种情况都会造成车体摇晃震动。
夹直线愈短,摇晃振动愈大。
相邻曲线间的夹直线根据运营实践,为保证旅客舒适,夹直线长度应保持 2 ~ 3 辆客车长度,困难条件下,也不应短于 1 辆客车长度。
因此《铁路线路设计规范》规定各级铁路线路两相邻曲线间夹直线最小长度,如下表所示。
授课时间讲次第2讲课题铁路线路概述以及铁路线路的平、纵断面教学目的与要求1、了解铁路线路的等级和技术指标;2.、掌握铁路线路平、纵断面的概念,了解线路曲线和线路坡度;3、认识铁路线路的各种标志。
教学重点掌握铁路平、纵断面的概念。
教学难点铁路线路平面上的曲线和纵断面上的坡度教学方法讲授式教学教学资源与教具板书设计铁路线路的平、纵断面1、铁路线路的平面及曲线2、铁路线路的纵断面及坡度3、铁路线路的标志本讲主要内容1. 铁路等级和铁路主要技术指标2. 铁路线路平、纵断面和线路曲线与坡度3. 线路标志作业课后记考勤(5分钟)一、铁路等级和技术标准1、线路等级我国《铁路线路设计规范》规定,新建和改建铁路(或区段)的等级,应根据它们在铁路网中的作用、性质、旅客列车设计行车速度和客货运量确定。
我国铁路共划分为三个等级,即:I级、Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅳ级。
设计铁路线路时要首先确定线路等级。
2、线路标准线路标准是确定铁路能力大小的决定性因素。
铁路主要技术标准包括:正线数目、限制坡度、最小曲线半径、牵引种类、牵引质量、机车类型、机车交路、到发线有效长度和闭塞类型等。
二、铁路线路的平面1、铁路线路的平面组成铁路线路平面由直线、圆曲线以及连接直线与圆曲线的缓和曲线组成1)圆曲线圆曲线半径的大小,反映了曲线弯曲度的大小。
圆曲线半径愈小,弯曲度愈大。
一般情况下,曲线半径愈大,行车速度可以愈高,但工程费用愈高。
而小半径曲线具有容易适应地形困难的优点,对工程条件有利。
为了测设、施工和养护的方便,曲线半径一般应取50、100 m的整倍数。
列车在曲线上行驶的速度越快,所产生的离心力也就越大,为了保证列车运行的安全、平讲授新课(80分钟)适,必须限制列车通过曲线时的速度。
以4.28大事故举例说明线路曲线对行车的影响。
2)缓和曲线为保证列车安全,使列车平顺的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失,常需要在直线与圆曲线之间设置一条曲率半径变化的曲线,这个曲线称为缓和曲线缓和曲线的特征是:从缓和曲线所衔接的直线一端起,它的曲率半径由无穷大逐渐减小到它所衔接的圆曲线半径。
线路的纵断面名词解释线路的纵断面,这可真是个挺有趣的概念呢。
咱就把线路想象成一条长长的路,这纵断面呢,就像是把这条路从中间一刀切开,然后看它的侧面。
你看,就好比你有一个长长的面包,你横着切一刀看到的是面包片,那是横断面,要是竖着切一刀看面包的侧面,那大概就类似线路的纵断面啦。
纵断面主要是用来表示线路在垂直方向上的形状和变化的。
它会告诉你这条线路是平平整整的呢,还是一会儿高一会儿低,像坐过山车似的。
比如说铁路线路吧,如果它的纵断面设计得不合理,火车跑起来就会特别费劲,就像人爬山,一会儿要上特别陡的坡,一会儿又要下很陡的坡,累得气喘吁吁的。
在线路的纵断面图上,有好多重要的东西呢。
有高程,这高程就像是每个点的高度标记。
你可以把它想象成是在每个点上都插了一根小杆子,杆子的高度就是高程。
还有坡度,坡度这个东西可太关键了。
如果坡度太陡,那不管是汽车在公路上跑,还是火车在铁轨上跑,都得小心翼翼的。
这就跟人走路一样,要是走在一个特别陡的坡上,一不小心就会摔倒。
要是坡度缓一点呢,那就轻松多了,就像在平地上散步似的。
而且啊,纵断面里还有坡长的概念。
这坡长就像是一段路程的长度。
要是坡太长了,一直是上坡或者一直是下坡,那对于行驶在这条线路上的交通工具来说,也是个不小的挑战。
就好比一个人要跑很长很长的上坡路,跑着跑着就没力气了。
再说说竖曲线吧。
竖曲线是为了让线路在坡度变化的时候过渡得更平滑。
这就好比你在搭积木的时候,要是两块积木的高度不一样,直接把它们拼在一起就会很突兀。
但是如果在中间加一个小弧形的过渡,看起来就舒服多了。
线路中的竖曲线就是起到这样一个让过渡自然的作用。
那为什么要这么仔细地研究线路的纵断面呢?这就跟我们盖房子要打好地基一样重要。
对于交通线路来说,合理的纵断面设计可以保证行驶的安全、舒适和高效。
要是没有好好考虑纵断面,就像盖房子没有打好地基,房子可能就会摇摇欲坠。
线路的纵断面其实就是线路在垂直方向的一个详细的“画像”。