圆曲线超高设置一览表
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位于曲线上的行车道、硬路肩,均应根据设计速度、圆曲线半径、自然条件等按表7.5.3规定设置超高。
页脚内容4页脚内容4注:括号值为路拱大于2%时的不设超高最小半径7.5.4 超高过渡段由直线段的双向路拱横断面逐渐过渡到圆曲线段的全超高单向横断面,其间必须设置超高过渡段。
超高过渡段长度按公式(7.5.4)计算:B △iL C= (7.5.4)P式中: L C—超高过渡段长度(m);B —旋转轴至行车道(设路缘带时为路缘带)外侧边缘的宽度(m);△i—超高坡度与路拱坡度的代数差(%);P—超高渐变率,即旋转轴与行车道(设路缘带时为路缘带) 外侧边缘线之间的相对坡度,其值如表7.5.4。
根据上式求得过渡段长度,应凑整成5m的倍数,并不小于20m的长度。
页脚内容47.5.5 超高过渡方式1无中间带的公路(1)超高横坡度等于路拱坡度时,将外侧车道绕路中线旋转,直至超高横坡度。
(2) 超高横坡度大于路拱坡度时,可分别采用以下三种过渡方式:1) 绕车道内侧边缘旋转(见图7.5.5-1a)先将外侧车道绕路中线旋转,待达到与内侧车道构成单向横坡后,整个断面再绕未加宽前的内侧车道边缘旋转,直至超高横坡度。
一般新建工程应采用此种方式。
2) 绕路中线旋转(见图7.5.5-1b)先将外侧车道绕路中线旋转,待达到与内侧车道构成单向横坡后,整个断面一同绕路中线旋转,直至超高横坡度。
一般改建工程应采用此种方式。
3)绕车道外侧边缘旋转(见图7.5.5-1c)页脚内容4先将外侧车道绕车道外侧边缘旋转,与此同时,内侧车道随中线的降低而相应降坡,待达到单向横坡后,整个断面继续绕外侧车道边缘旋转,直至超高横坡度。
此种方式可在特殊设计(如强调路容美观)时采用。
7.5.6 超高的过渡应在回旋线全长范围内进行。
当回旋线较长时,应采取以下措施予以处理:1超高过渡段设在回旋线的某一区段内,其超高起点宜设在曲率半径大于不设超高半径处,全超高断面宜设在缓圆点和圆缓点处。
圆曲线超高率取值计算摘要:论述了超高率和摩擦系数的分配方法,分析了各种分配方法的优缺点。
提出了超高率取值设计的计算方法并探讨了纵坡对超高的影响,提出了超高率的取值应根据公路纵坡进行调整。
关键词:公路工程超高率摩擦系数纵坡影响1概述近年来,随着我国的公路建设的迅猛发展,灵活性设计理念已深入人心,超高计算取值则是其中的一个重要体现。
本文在超高率和摩擦系数抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力的分配原则为基础,对公路圆曲线上超高率的取值进行了定量与定性相结合的分析。
2超高率和横向摩擦系数在曲线范围内的分配2.1分配的方法对某一既定的设计速度,可采用超高或横向摩擦系数或同时采用两者,以平衡车辆行驶在曲线上时所受的离心力,具体有以下五种方法[1]如图1所示。
方法①:超高e和横向摩擦系数f与平曲线曲率成正比(即在1/R=0和1/R=1/Rmax之间的直线关系)。
方法②:以设计速度行驶的汽车在未达到fmax的曲线上时,其离心力完全由横向摩擦力平衡。
当曲线曲率增大时,待摩擦力达到fmax并保持不变,剩余的离心力则由超高来平衡,直至e达到emax。
方法③:以设计速度行驶的汽车在未达到emax的曲线上,其离心力完全由曲线的超高来平衡。
当曲率再大时,超高达到emax并保持不变,这时剩余的离心力是由正比于曲率的横向摩擦力来平衡,直至f达到fmax。
方法④:以运行速度代替设计速度,其余与方法③相同。
方法⑤:认为超高率和横向摩擦系数与曲率成曲线关系,它们的值是介于方法①和方法③所得到的值。
2.2各方法分析比较方法①得出的超高率与曲率的直线关系,计算简单,具有相当的价值而又合乎逻辑。
但该分配方法要求车流中的每辆汽车都是以均速状态行驶,虽然大多数驾驶员都希望以均速行驶,但是只有在交通量不大,设计得很好的公路上才能实现均速行驶,而实际的道路状况往往不是这样,在实际中采用的超高率往往比此方法确定的e值要大,另外使用这种方法,在相当一部分曲线范围内是不用设置最大超高的。
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注:括号值为路拱大于2%时的不设超高最小半径新的路线设计规范要求超高应该按照运行速度进行选取。
在进行运行速度计算后,根据这个公式反算
R=V2/127(f+i)
式中:V—运行速度(km/h);
f—路面与轮胎间的横向力系数;
i—路面超高横坡度。
超高过渡段长度按下式计算:
LC = B △i/P
式中:LC —超高过渡段长度(m);
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B —旋转轴至行车道(设路缘带时为路缘带)外侧边缘的宽度(m);
△i—超高坡度与路拱坡度的代数差(%);
P —超高渐变率,即旋转轴与行车道(设路缘带时为路缘带) 外侧边缘线之间的相对坡度,其值如表7.5.4。
根据上式求得过渡段长度,应凑整成5m的倍数,并不小于20m的长度。
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注:括号值为路拱大于2%时的不设超高最小半径
新的路线设计规范要求超高应该按照运行速度进行选取。
在进行运行速度计算后,根据这个公式反算
R=V2/127(f+i)
式中:V—运行速度(km/h);
f—路面与轮胎间的横向力系数;
i—路面超高横坡度。
超高过渡段长度按下式计算:
LC = B △i/P
式中:LC —超高过渡段长度(m);
B —旋转轴至行车道(设路缘带时为路缘带)外侧边缘的宽度(m);
△i—超高坡度与路拱坡度的代数差(%);
P —超高渐变率,即旋转轴与行车道(设路缘带时为路缘带) 外侧边缘线之间的相对坡度,其值如表根据上式求得过渡段长度,应凑整成5m的倍数,并不小于20m的长度。
3。
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。
煤矿准轨铁路曲线外轨超高的设置阜新矿业(集团)有限责任公司运输部煤矿准轨铁路曲线外轨超高的设置曲线作为线路的组成部份之一,是铁路中较薄弱的环节。
往往很多的线路病害都发生在曲线上。
其中外轨超高的设置确实是一个要紧问题。
阜新矿区铁路遍及百里矿山,由于历史上造成的缘故和地理条件的阻碍,铁线路路曲线多、半径小。
其中海新干线有曲线13处,海东干线有曲线14处。
最小曲线半径200米。
如何合理地设置曲线外轨超高,不仅关系到铁路运输的平安,也阻碍着铁路设备的利用寿命。
在连年的工务实践中,通过量次尝试,我以为矿区准轨铁路采纳公式h =7.6v 2R 来设置曲线外轨超高比较适合。
一、曲线外轨设置超高的目的:当列车由直线进入曲线时,随即产生一个向外离心力。
离心力的大小取决于列车运行速度和曲线半径。
速度越高、半径越小,那么离心力越大,作用在外轨的力也越大。
若是不平稳那个离心力,不仅加重了钢轨的磨耗和疲劳伤损,而且容易使轨距挤宽,造成机车车辆的脱轨和颠覆。
因此,在曲线上需将外轨举高(设置超高),使车体内倾产生一个向心力,来平稳所产生的离心力。
其目的是:一、避免车辆通过曲线时向外侧倾斜。
二、使上、下股钢轨所受的外荷载差减少,从而减轻钢轨伤损。
3、用以提高旅客的舒适感。
二、曲线外轨超高设置的公式:如下图:车辆通过的曲线半径为R(m),车辆通过曲线的平均速度为Vp(m/s),在图中:F—车辆产生的离心力G—车辆的重量o —车辆的重心H—曲线设置的外轨超高a—车辆中心至轨面的距离S—两轨面中心线的距离,取S=1500mmF1、F2—两轨面经受的压力o’—轨面连线鱼中心垂直交点g—重力加速度。
取m∙s−2当曲线上两股钢轨所经受的垂直压力相等,即F1=F2时,钢轨磨好最小。
在o’点永生的力矩代数和为零。
(Ms=Mn)即G⃑∙a+F1∙12S=F⃑∙a∙cosα+F2∙12S当F1=F2时:G∙sinα∙a+F1∙12S=F∙cosα+F2∙12s由上式得:F∙cosα=G∙sinα其中:离心力F=G∙V2/g∙R由于R>>S 因此S R⁄=α→o即:linα→ocosα=1F=G∙sinαcosα⁄=G∙sinα=G∙h s⁄把F=G∙V2/g∙R代入上式:G∙V2g ∙R=G∙h s⁄S=SV2gR⁄把S=1500mmV(km/n)=13.6Vp(m/s)g= 9.8m∙s−2代入得:h=11.8V2pR⁄通过对车辆在曲线上运行时的力学分析,取得了曲线外轨超高的计算公式。
公路等级地区计算车速超高1超高2超高3超高4超高5超高6超高7超高8超高9超高10半径超高差绕中线超高渐变率行车道+硬路肩缓和曲线最小长度高速公路最大超高10%120550029502080159012801070910790680570400041/25011.75117.5高速公路最大超高8%1205500286019901500119098079065000高速公路最大超高6%12055002730184013409707100000高速公路积雪冰冻地区120550027801910141010708100000高速公路最大超高10%1004000218015201160920760640540450360高速公路最大超高8%100400021501480110086069053040000高速公路最大超高6%1004000200013209206304400000高速公路积雪冰冻地区10040002090141010407705650000高速公路最大超高10%80250014601020770610500410340280220高速公路最大超高8%802500141096071055042032025000高速公路最大超高6%80250013608906004002700000高速公路积雪冰冻地区80250013909406804903600000一级公路最大超高10%1004000218015201160920760640540450360一级公路最大超高8%100400021501480110086069053040000一级公路最大超高6%1004000200013209206304400000一级公路积雪冰冻地区10040002090141010407705650000一级公路最大超高10%80250014601020770610500410340280220一级公路最大超高8%802500141096071055042032025000一级公路最大超高6%80250013608906004002700000一级公路积雪冰冻地区80250013909406804903600000一级公路最大超高10%601500900620470360290240190150115一级公路最大超高8%60150087059043032024017012500一级公路最大超高6%6015008005003202001350000一级公路最大超高4%601500610270150000000一级公路积雪冰冻地区6015008605704102902050000二级公路最大超高10%80250014601020770610500410340280220二级公路最大超高8%802500141096071055042032025000二级公路最大超高6%80250013608906004002700000二级公路积雪冰冻地区80250013909406804903600000二级公路最大超高10%601500900620470360290240190150115二级公路最大超高8%6015008705904303202401701250040071/175898.0二级公路最大超高6%6015008005003202001350000二级公路最大超高4%601500610270150000000二级公路积雪冰冻地区6015008605704102902050000三级公路最大超高8%4060047031022016012080550032851/150 3.526.3三级公路最大超高6%4060041025015090600000三级公路最大超高4%4060033013070000000三级公路最大超高2%406007500000000三级公路积雪冰冻地区40600430280190130900000三级公路最大超高8%30350250170120906040300030101/125 3.543.8三级公路最大超高6%303502301408050350000三级公路最大超高4%303501506035000000三级公路最大超高2%303504000000000三级公路积雪冰冻地区3035027018012090550000四级公路最大超高8%20150140907050403015006071/100 3.524.5四级公路最大超高6%20150110704030150000四级公路最大超高4%20150703015000000四级公路最大超高2%201502000000000四级公路积雪冰冻地区20150120806040250000缓和曲线最小长度155.1184.857.8115.580.9。