第3章线路平面和纵断面设计.ppt
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铁路线路的平面和纵断面一、铁路线路的平面及平面图一条铁路线路在空间的位置是用它的线路中心线表示的。
中心线点的位置是在路肩连线CD的中点O,如图2-1-2所示。
图2-1-2铁路线路中心线点的位置(一)铁路线路平面的组成要素线路中心线在水平面上的投影,叫做铁路线路的平面;线路中心线(展直后)在垂直面上的投影,叫做铁路线路的纵断面。
从运营的观点来看,最理想的线路是既直又平的线路。
但是天然地面情况复杂多变(有山、水、沙漠、森林、矿区、城镇等障碍物和建筑物),如果把铁路修得过于平直,就会造成工程数量和工程费用大,且工期长,这样既不经济,又不合理,有时也不现实。
从工程的角度来看,铁路线路最好是随自然地形起伏变化,这样,既可以减少工程数量、降低造价,甚至可以缩短工期。
但是这会给列车运营造成很大困难,甚至影响铁路行车的安全与平稳。
选定铁路线路的空间位置,应该综合考虑工程和运营的要求,通过方案比较,在满足运营基本要求的前提下,尽量减少工程量,降低造价。
如某条铁路经过A、B、C三点(图2-1-3),如果把AB和BC分别用直线连接起来,那么在AB之间要建筑两座桥梁,在BC 之间要开凿一座隧道。
在工程上是不合理、不经济的,而应分别用折线ADB和BEC来代替。
在折线的转角处,则用曲线来连接。
因此,直线和曲线就成为线路平面的组成要素。
图2-1-3铁路线路绕避地形障碍示意图(二)曲线附加阻力与曲线半径列车在线路上运行,总会受到各种阻力。
阻力方向与列车运行方向相反。
归纳起来,阻力主要有两大类。
1.基本阻力基本阻力是指列车在空旷地段沿平、直轨道运行时所受到的阻力。
包括车轴与轴承之间的摩擦阻力、轮轨之间的摩擦阻力,以及钢轨接头对车轮的撞击阻力等。
基本阻力在列车运行时总是存在的。
2.附加阻力附加阻力是列车在线路上运行时,除基本阻力外所受到的额外阻力。
如坡道阻力、曲线阻力、起动阻力等。
附加阻力随列车运行条件或线路平、纵断面情况而定。
线路平面上有了曲线(弯道)后,给列车运行造成阻力增大和限制列车速度等不良影响。
第一章 线路平面和纵断面运行列车和机车车辆的线路称为铁路线路,简称线路。
线路是机车车辆和列车运行的基础,它是由路基、桥隧建筑物、轨道组成的一个整体的工程结构。
为使列车按规定的最高速度安全、平稳和不间断地运行,铁路线路必须经常保持完好状态。
铁路线路的平面与纵断面不但确定了其在空间的位置,同时也为路基、桥涵、隧道及站场等其他设备的设置提供依据,对铁路通过能力及输送能力都有直接影响。
从运营的观点来看,最理想的线路是既平又直,但是天然地面情况复杂多变,有山、水、沙漠、森林、矿区、城镇等障碍物和建筑物,如果把铁路修得过于平直,就会造成工程数量和工程费用的增加,并且将会延长工期。
所以,铁路线路平面与纵断面必须按线路等级和《铁路线路设计规范》规定的技术标准,结合具体情况设置。
第一节 线路平面铁路线路在空间的位置用它的中心线表示。
线路中心线在水平面上的投影,叫做铁路线路的平面。
线路平面能够表明线路的直、曲变化状态。
在线路平面设计时,为缩短线路长度和改善运营条件,应尽可能设计较长的直线段,但当线路遇到地形、地物等障碍时,为减少工程造价和运营支出,还应适当设置曲线。
为使列车由曲线到直线或由直线到曲线运行平稳,还应设置缓和曲线。
所以线路平面由直线、圆曲线以及连接直线与圆曲线的缓和曲线组成。
一、圆曲线铁道线路在转向处所设的曲线为圆曲线,如图1-1所示,其基本要素有:曲线半径R ,曲线转角α,曲线长度L ,切线长度T 。
在线路设计时,一般是先设计出α和R ,再按下式算出T 及L :tan2T R α=⨯ (m ) (1-1)π180L R α=⋅⋅(m ) (1-2)图1-1 圆曲线要素图曲线转角 的大小由线路走向、绕过障碍物的需要等确定。
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,行车速度愈低,工程费用愈低。
反之,圆曲线半径愈大,弯曲度愈小,行车速度愈高,工程费用愈高。
因此,正确地选用曲线半径就显得十分重要。