第三节 区间线路纵断面.ppt

第三节 区间线路的纵断面一、线路的最大坡度在进行纵断面设计时，设计的坡度不能无限制的增加，其最大值是有一定限度的最大坡度有限制坡度、加力牵引坡度、动能坡度第七章 线路的平面和纵断面设计1、限制坡度限制坡度是单机牵引地段的长大加算上坡单机牵引的货物列车在限制坡道上，沿上坡方向运行时，最后将导致列车以计算速度作等速运行限制坡度是列车确定牵引重量（牵引质量、牵引定数、牵引吨数）的坡度在单机牵引地段，进行纵断面设计时的最大坡度不能大于限制坡度第七章 线路的平面和纵断面设计一般情况下，上下行两个方向的限制坡度是相同的但在个别线路上，上下行两个方向的货流显著不平衡时，可以在轻车方向采用比重车方向大的限制坡度第七章 线路的平面和纵断面设计限制坡度是铁路的主要技术标准之一，它对线路的走向、线路长度、车站分布、工程投资以及铁路的输送能力、运营指标都有很大的影响，因此线路的限制坡度应根据铁路等级、地形条件、机车类型以及相邻线路的限制坡度确定拟定各种不同限制坡度方案时，应尽量考虑与邻线牵引重量相协调，最后经过全面比选，在初步设计阶段确定第七章 线路的平面和纵断面设计但是限制坡度也不宜选得过小，因为限制坡度小到一定限度时，牵引重量并不能提高，这时的牵引重量受到起动附加阻力的控制。

第七章 线路的平面和纵断面设计当设计线上下行两个方向的货运显著不平衡，且预计将来不会发生巨大变化的铁路，在轻车方向采用较大的限制坡度可以节省大量的工程时，经过方案比选，可分方向采用不同的限制坡度，即在轻车方向采用比重车方向较陡的限制坡度第七章 线路的平面和纵断面设计由于轻车方向的限制坡度较大，万一因资源的发现和工农业的发展引起货流比重变化，就将造成运输困难，甚至需要进行大量改建工程，因此Ⅰ级铁路不宜分方向选择限制坡度，仅在特殊困难条件下，有充分依据时方可采用第七章 线路的平面和纵断面设计分方向选择限制坡度的时候，可以假定轻、重车方向的列车对数和每列车的车辆数均相等，根据货流比及重车方向每列车车辆数先求出轻车方向相应的牵引定数，然后按照下式推算出轻车方向的限制坡度最大值第七章 线路的平面和纵断面设计第七章 线路的平面和纵断面设计为了适应将来货流比的变化或适应某个时期内货运的波动性，轻车方向的限制坡度不应大于重车方向的限制坡度相应的双机牵引坡度，以便在轻车方向有可能采用双机牵引进行补救，给运输留有余地第七章 线路的平面和纵断面设计在进行轻车方向限制坡度的选择时，应根据沿线的地形条件，力求将分方向限制坡度的地段集中使用。

在缩短线路不多或者减少工程数量不大的区段，不宜分方向限制坡度第七章 线路的平面和纵断面设计2、加力牵引坡度用两台或两台以上机车牵引、用限制坡度计算的列车重量，其所能通过的最大上坡称为加力牵引坡度列车在该坡道上运行，最后以计算速度作等速运行采用两台机车牵引、用限制坡度计算的列车重量，其所能通过的最大加算上坡称双机牵引坡度第七章 线路的平面和纵断面设计采用加力牵引坡度的主要优点是在地形困难的越岭或地面自然纵坡特别陡峻地段，可缩短线路长度，大大减少工程数量，但是也存在着缺点，如增加补机台数和能量消耗加设机车整备设备，增加补机摘挂工作量等因此《线规》规定，当采用限制坡度将引起巨大工程时，经过比选，可采用加力牵引第七章 线路的平面和纵断面设计采用加力牵引坡度时，因须配属补机和补机起终点进行摘挂作业，如区段内加力牵引地段设置不当，将增加补机附挂距离，浪费机力如摘挂过于平繁，将给运营造成困难因此，《线规》规定，加力牵引坡度应集中使用如仅在个别区间使用时，这些区间应尽量与区段站或其他有机务设备的车站邻接第七章 线路的平面和纵断面设计加力牵引坡度的数值应根据限制坡度、所采用的机车类型和加力牵引方式计算确定。

采用相同类型的机车牵引时，各种限制坡度相应的双机牵引坡度，可按牵引力之和与总阻力相等的条件求得，即：第七章 线路的平面和纵断面设计第七章 线路的平面和纵断面设计补机牵引力利用系数 值应根据补机牵引方式确定电力牵引机车每台机车牵引力利用系数为1.0，推送补机均取0.95内燃机多机牵引时，使用重联线操纵时，每台机车的牵引力系数均取1.0；分别操纵时，第二台机车及其以后的机车均取0.98；推送补机均取0.95第七章 线路的平面和纵断面设计按照上式计算的双机坡度数值，应收到一定的限制内燃、电力牵引因电阻制动与空气制动配合使用，改善了制动条件，增大了制动能力，安全条件较好，故内燃牵引可以用到25‰，电力牵引可以用到30‰按照上列公式计算的结果，取0.5‰的整倍数，并按加力牵引坡度最大值得规定，即得双机牵引坡度第七章 线路的平面和纵断面设计3、动能坡度机车牵引用限制坡度计算的列车重量，利用列车的牵引力和积累的动能，以不低于机车的计算速度能闯过的、大于限制坡度的坡度叫动能坡度第七章 线路的平面和纵断面设计列车在闯坡前须保证一定的初速如受线路状况、气候变化或列车运行的特殊原因等影响达不到要求的初速，则将造成列车运缓以致途停，故新建铁路不宜采用动能坡度。

在改建既有线时，对局部超过限制坡度的坡段(即动能坡段)，如因降坡将引起困难工程，依运营实践和牵引计算检算证明可以利用动能以不低于机车计算速度能够闯过时，可以保留第七章 线路的平面和纵断面设计二、坡段长度及连接1、坡段长度相邻两坡段的交点称为变坡点两变坡点之间的水平距离叫坡段长度坡段的长短，对工程和运营均有很大的影响坡段越短，越能适应地形起伏，可以减少工程数量，坡段越大，变坡点的数目越少，运营平稳性越好第七章 线路的平面和纵断面设计列车通过变坡点时，由于坡度的变化，在车钩上将产生一定的附加应力，该附加应力的大小随相邻坡度之间的坡度代数差△i的增大而增大依据理论分析，列车最大附加应力产生在列车中部第七章 线路的平面和纵断面设计为了不使相邻变坡点产生的附加应力叠加而影响列车的安全平稳，在进行纵断面设计的时候，坡段长度不要小于远期货物列车长度之半由于到发线有效长是根据远期货物列车长度加50m安全距离计算的，所以最小坡段长度l1按下列计算：第七章 线路的平面和纵断面设计第七章 线路的平面和纵断面设计——远期到发线有效长（m）设计时，坡段长度一般取50m倍数在下列情况，可以将坡段长度缩短到200m。

①因坡度减缓或折减而形成的坡段这些坡段的代数差不大，坡段长可以缩小第七章 线路的平面和纵断面设计②在双机牵引地段，为了使相邻坡度代数差不超过规定的标准，或在单机牵引地段，为了改善运营条件，即减少变坡点的附加应力，以一个或几个坡段等长，且坡度代数差较小的缓和坡段代替坡度代数差较大的坡段连接，对列车运行平稳有利第七章 线路的平面和纵断面设计③凸形纵断面分段平坡，指两方向货物列车上坡速度均接近计算速度时的凸形分坡平段（包括为隔开两边大上坡而采用的小坡度的坡段）列车通过该地段时，车钩为拉紧状态，附加力及附加加速度的变化较小，故可用较短的坡段长度第七章 线路的平面和纵断面设计④路堑内代替分坡平段的人字坡度在路堑内，为了有利于侧沟排水，不宜设计为平坡，可将长度为400m及以上的分坡平段以不小于2‰的两个中间凸起的200m长的人字坡段代替第七章 线路的平面和纵断面设计上列200m长的坡段，当旅客列车通过时，由于旅客列车的长度一般为340~390m，也避免了同一列车下出现两个以上边坡点的情况第七章 线路的平面和纵断面设计（二）相邻坡段之间的坡度代数差变坡点两边坡度变化，用相邻坡度代数差的绝对值表示，即 。

若前一坡段为下坡，即 ，后一坡段为上坡，即 ，则第七章 线路的平面和纵断面设计列车通过边坡点时，由于坡段的变化，车钩内产生附加应力若附加应力过大，加之司机操纵不良，可能造成断钩事故为了保证行车安全与平稳，防止断钩发生，应对相邻坡段的代数差进行限制《线规》规定，相邻坡段的代数差应尽量小些，最大不得超过表7-11的规定第七章 线路的平面和纵断面设计第七章 线路的平面和纵断面设计（三）相邻坡段的连接在进行纵断面设计时，除了要限制相邻坡段的代数差之外，还应在相邻两坡段之间设置竖曲线，以便列车能平稳地由一个坡段过渡到另一个坡段第七章 线路的平面和纵断面设计我国新线设计中均采用一定半径的圆形竖曲线1.竖曲线半径竖曲线半径收到下列因数的限制：①满足行车平稳要求②满足不脱钩要求第七章 线路的平面和纵断面设计为了行车平稳和安全，改善行车条件，结合考虑原有的竖曲线标准和运营养护实际情况，《线规》规定，Ⅰ、Ⅱ级铁路竖曲线半径为10000m，Ⅲ级铁路竖曲线半径5000m第七章 线路的平面和纵断面设计2.竖曲线切线长竖曲线切线长 可按下列公式计算：第七章 线路的平面和纵断面设计因为 很小，可忽略不计，故Ⅰ、Ⅱ级铁路 ，Ⅲ级铁路第七章 线路的平面和纵断面设计3.竖曲线曲线长由于曲线偏角 很小，故竖曲线的曲线长为第七章 线路的平面和纵断面设计4.竖曲线纵距竖曲线纵距及竖曲线上任意点与切线上相应点的标高差，用y表示。

y的数值与该点到竖曲线切点的距离x（或叫横距）的大小有关第七章 线路的平面和纵断面设计根据勾股定理有：由于 很小，可以忽略不计，故第七章 线路的平面和纵断面设计5.竖曲线标高竖曲线上任意一点标高H可由下式计算—计算点的标高—计算点的纵距第七章 线路的平面和纵断面设计相邻点的坡度代数差比较小时，可以不设置竖曲线，但必须保证列车通过边坡点时没有脱轨的危险《线规》规定：Ⅰ、Ⅱ级铁路相邻坡段的坡度代数差大于3和Ⅲ级铁路大于4时，才用竖曲线第七章 线路的平面和纵断面设计当Ⅰ、Ⅲ级铁路相邻坡段的代数差 ， Ⅲ级铁路相邻坡段代数差 ，虽不设置竖曲线，在施工、养护时，边坡点轨面亦能自然形成竖曲线第七章 线路的平面和纵断面设计三、最大坡度的减缓或者折减列车的牵引质量是按照最大限制坡度计算出来的在一定条件下，限制坡度越大，牵引质量越小在一条线路上限制坡度是一定的，因而牵引质量也就固定了其计算如下：第七章 线路的平面和纵断面设计上述的G是列车在限制坡度上以等速运行的条件下计算出来的，没有考虑曲线、隧道等附加阻力的影响但是往往在有困难地形条件下，地面自然坡度较陡，为了适应地形，争取高度，又要减少工程数量，就需要在平面上采用较小的曲线半径，在纵断面上用足限坡，有时还得用隧道通过。

第七章 线路的平面和纵断面设计这样不仅影响牵引力的发挥，而且还会增加列车的运行阻力为了保证列车能以计算速度作等速运行而又不减少牵引质量，故需要在纵断面设计时，所用的设计坡度比最大坡度要小第七章 线路的平面和纵断面设计（一）曲线阻力折减某段线路，平面上有曲线、纵断面又要用较大的上坡设计，这时最大设计坡度i应为：—限制坡度或多机牵引坡度（‰）—曲线加算上坡（‰）第七章 线路的平面和纵断面设计在进行纵断面设计的时候，限制坡度的曲线阻力减缓计算如下：①首先将大于及等于200m长的直线地段划出来，不进行减缓，用最大坡度设计，即第七章 线路的平面和纵断面设计②将曲线长度大于或等于近期货物列车长的地段单独分出来，用下式折减：第七章 线路的平面和纵断面设计③将其余部分分成不小于200m，不大于近期货物列车长度的段落，按下式减缓：—各段落中曲线转角的总和—段落长度（m）第七章 线路的平面和纵断面设计在曲线减缓的时候要注意以下问题：⑴为了便于计算，所有坡段长度应取50m的整倍数；⑵为了保证坡度减缓后不出现超限坡，在进行曲线加算坡度计算时，应取至小数后一位第七章 线路的平面和纵断面设计⑶一个曲线位于两个坡段上时，每个曲线上分配的转角度数应按各个坡段上的曲线长度比例确定。