《铁路线路与站场设备运用》教学课件—01线路平面和纵断面认知.ppt

项目一项目一 线路平面和纵断面认知线路平面和纵断面认知任务一任务一 线路平面认知线路平面认知铁路线路在空间的位置是用它的铁路线路在空间的位置是用它的中心线中心线来表示的来表示的线线路路中中心心线线是是指指距距外外轨轨半半个个轨轨距距的的铅铅垂垂线线ABAB与与两两路路肩肩边边缘水平连线缘水平连线CD交点交点O的纵向连线如下图所示：的纵向连线如下图所示：LL/2ABDCO第一章第一章 线路平面和纵断面线路平面和纵断面铁路线路在空间的位置是用它的中心线来表示的铁路线路在空间的位置是用它的中心线来表示的第一章第一章 线路平面和纵断面识别线路平面和纵断面识别3 线路中心线在水平面上的投影，叫做线路中心线在水平面上的投影，叫做铁路线路的平面铁路线路的平面( (俯视俯视) )，表明线路的直、曲变化和走向；，表明线路的直、曲变化和走向；第一节第一节 线路平面线路平面1.1.线路平面的组成线路平面的组成 直线直线与与曲线曲线 其中曲线又由其中曲线又由圆曲线和缓和曲线圆曲线和缓和曲线所组成所组成2.2.曲线的作用曲线的作用 躲避障碍、展线降坡躲避障碍、展线降坡等等一、曲线一、曲线 铁路线路在转向处所设的曲线，铁路线路在转向处所设的曲线，圆曲线圆曲线基本组成要素有：基本组成要素有：曲线半径曲线半径R R，曲线转角曲线转角，曲线长曲线长L L，切线长度切线长度T T；线路的平面由线路的平面由直线直线、曲线曲线（圆曲线圆曲线及及缓和曲线缓和曲线）组成。

组成线路曲线地段线路曲线地段1、圆曲线要素、圆曲线要素（一）圆曲线（一段圆弧）（一）圆曲线（一段圆弧）路设计时，一般先设计出路设计时，一般先设计出a a和和R R，直接根据数学公式可以得，直接根据数学公式可以得出：出：切线长度： 曲线长度：2 2 2 2、圆曲线的计算、圆曲线的计算、圆曲线的计算、圆曲线的计算3 3 3 3、圆曲线半径的确定、圆曲线半径的确定、圆曲线半径的确定、圆曲线半径的确定 曲线半径曲线半径R R受列车运行速度、地形地质条件受列车运行速度、地形地质条件有、机车类型等因素的影响，其中有、机车类型等因素的影响，其中列车运行速列车运行速度度是决定线路最小曲线半径的主要依据是决定线路最小曲线半径的主要依据一、曲线一、曲线（二）缓和曲线（二）缓和曲线（二）缓和曲线（二）缓和曲线1.1.1.1.缓和曲线的性质与作用缓和曲线的性质与作用缓和曲线的性质与作用缓和曲线的性质与作用 （1 1 1 1）缓和曲线的性质）缓和曲线的性质）缓和曲线的性质）缓和曲线的性质 在直线与圆曲线之间设置一个曲率变化的曲线在直线与圆曲线之间设置一个曲率变化的曲线在直线与圆曲线之间设置一个曲率变化的曲线在直线与圆曲线之间设置一个曲率变化的曲线（理论上应为渐开线，在实际设计中通常使用三次（理论上应为渐开线，在实际设计中通常使用三次（理论上应为渐开线，在实际设计中通常使用三次（理论上应为渐开线，在实际设计中通常使用三次抛物线），这个曲线就是缓和曲线抛物线），这个曲线就是缓和曲线抛物线），这个曲线就是缓和曲线抛物线），这个曲线就是缓和曲线 。

直线104 4 4 4、缓和曲线、缓和曲线、缓和曲线、缓和曲线圆曲线R圆曲线设置缓和曲线的原因设置缓和曲线的原因设置缓和曲线的原因设置缓和曲线的原因 缓和曲线缓和曲线半径半径从从R R（或（或 R R ）；）； 运行中列车的运行中列车的离心力离心力逐渐逐渐（或（或）；）；11=R缓和曲线直线圆曲线（2 2 2 2）缓和曲线的特点）缓和曲线的特点）缓和曲线的特点）缓和曲线的特点一、曲线一、曲线（二）缓和曲线（二）缓和曲线（二）缓和曲线（二）缓和曲线1.1.1.1.缓和曲线的性质与作用缓和曲线的性质与作用缓和曲线的性质与作用缓和曲线的性质与作用 线路应平顺地由直线过渡到圆曲线或由圆曲线线路应平顺地由直线过渡到圆曲线或由圆曲线过渡到直线，以避免离心力的过渡到直线，以避免离心力的突然产生突然产生和和消除消除2.2.2.2.缓和曲线长度的确定缓和曲线长度的确定缓和曲线长度的确定缓和曲线长度的确定 二、夹直线二、夹直线1.1.1.1.夹直线的性质与作用夹直线的性质与作用夹直线的性质与作用夹直线的性质与作用（1 1 1 1）夹直线的性质）夹直线的性质）夹直线的性质）夹直线的性质 在两相邻曲线之间所设置有一定长度的直线，在两相邻曲线之间所设置有一定长度的直线，这段直线就叫做夹直线。

这段直线就叫做夹直线 两相邻曲线转向相同就叫做同向曲线，若转两相邻曲线转向相同就叫做同向曲线，若转向相反则称为反向曲线向相反则称为反向曲线 （2 2 2 2）夹直线的作用）夹直线的作用）夹直线的作用）夹直线的作用 保证列车运行安全与平稳保证列车运行安全与平稳二、夹直线二、夹直线为保证良好的运营条件，为保证良好的运营条件，夹直线应尽量长些夹直线应尽量长些，特，特别是反向曲线间的夹直线应更长些别是反向曲线间的夹直线应更长些根据运营实践，为保证旅客舒适，夹直线长度应根据运营实践，为保证旅客舒适，夹直线长度应保持保持2 23 3辆客车长度，困难条件下，也不应短于辆客车长度，困难条件下，也不应短于一辆客车长度一辆客车长度2.2.2.2.夹直线的长度确定夹直线的长度确定夹直线的长度确定夹直线的长度确定三、曲线附加阻力（三、曲线附加阻力（Wr)Wr)1.1.曲线附加阻力的产生曲线附加阻力的产生n当列车通过圆曲线时，由于离心力的作用，外侧车轮的轮缘紧压外轨，使其磨耗增大n圆曲线外轨长于内轨，外轮在外轨上的滑行n运行中的列车所受阻力比在直线上所受阻力大，两者之差即为曲线附加阻力，用WrWr来表示三、曲线附加阻力（三、曲线附加阻力（Wr)Wr)2.2.单位曲线附加阻力（单位曲线附加阻力（ wr ） 曲线附加阻力与列车重量之比曲线附加阻力与列车重量之比叫作单位曲叫作单位曲线附加阻力，用线附加阻力，用w wr r来表示，其计量单位为来表示，其计量单位为N/kNN/kN，它的大小通常用试验公式求得：，它的大小通常用试验公式求得：三、曲线附加阻力（三、曲线附加阻力（Wr)Wr)3.3.单位曲线附加阻力的计算单位曲线附加阻力的计算n列车具有一定的长度，它路上运行时，又因曲线长度的不同而导致列车所受单位曲线附加阻力（wr）的大小不一样。

n因此，我们必须分别讨论列车在不同曲线长度条件下所受的曲线附加阻力三、曲线附加阻力（三、曲线附加阻力（Wr)Wr)3.3.单位曲线附加阻力的计算单位曲线附加阻力的计算（1 1）圆曲线长度大于或等于列车长度）圆曲线长度大于或等于列车长度 （2 2）圆曲线长度小于列车长度）圆曲线长度小于列车长度三、曲线附加阻力（三、曲线附加阻力（Wr)Wr)3.3.单位曲线附加阻力的计算单位曲线附加阻力的计算（3 3）列车同时跨多个曲线）列车同时跨多个曲线 三、曲线附加阻力（三、曲线附加阻力（Wr)Wr)【例例1-1-11-1-1】四、曲线地段对铁路运营工作的不利影响四、曲线地段对铁路运营工作的不利影响限制行车速度增加轮轨磨耗增加轨道设备增加轨道养护维修费用五、识别线路平面图五、识别线路平面图线路平面图是用一定的比例尺（线路平面图是用一定的比例尺（线路平面图是用一定的比例尺（线路平面图是用一定的比例尺（12000120001200012000或或或或110000110000110000110000）和规定的符号，将线路中心线及线路两侧的地形与地和规定的符号，将线路中心线及线路两侧的地形与地和规定的符号，将线路中心线及线路两侧的地形与地和规定的符号，将线路中心线及线路两侧的地形与地物以水平投影的方式绘出的图。

物以水平投影的方式绘出的图物以水平投影的方式绘出的图物以水平投影的方式绘出的图项目一项目一 线路平面和纵断面认知线路平面和纵断面认知第二节第二节 线路纵断面认知线路纵断面认知第二节第二节 线路纵断面线路纵断面 线路纵断面：线路中心线纵向展直后在铅垂线路纵断面：线路中心线纵向展直后在铅垂面上的投影面上的投影1.1.纵断面的组成纵断面的组成 平道平道、坡道坡道及设于变坡点处的及设于变坡点处的竖曲线竖曲线组成 纵断面纵断面反映了反映了线路线路的坡度变化的坡度变化 2.2.坡道的作用坡道的作用 坡道的存在是为了适应自然地貌的坡道的存在是为了适应自然地貌的起伏变化起伏变化 一、坡道的坡度一、坡道的坡度1 1、坡度、坡度n坡道的陡与缓坡道的陡与缓常用坡度来表示常用坡度来表示n坡度是坡道线路中心线与水平夹角（坡道仰角坡度是坡道线路中心线与水平夹角（坡道仰角）的正切值）的正切值一、坡道的坡度一、坡道的坡度2、坡度的表示、坡度的表示铁路线路根据地形的变化，可分为铁路线路根据地形的变化，可分为上坡、下坡、平道上坡、下坡、平道按列车运行方向：按列车运行方向：上坡上坡 + 下坡下坡 - 平道平道 0例：例：+6，-8一、坡道的坡度一、坡道的坡度3 3、变坡点、变坡点 相邻两坡段的交点叫做相邻两坡段的交点叫做变坡点变坡点 相邻变坡点间的距离叫做相邻变坡点间的距离叫做坡段长度坡段长度n从运营角度来看，纵断面坡段越长，变坡点越少，越有利于列车运行的平稳n但在地形困难时，较长的坡段有时会增加工程量。

n一般情况下，纵断面坡段长度不短于远期列车长度的一半，使一个列车长度范围内不超过两个变坡点，以减少变坡点附加力的叠加而引起列车运行的不平稳 二、竖曲线二、竖曲线1 1、设置竖曲线的原因、设置竖曲线的原因车辆经过变坡点时，将产生振动和竖向加速度，从而引起旅客的不舒适；同时由于坡度变化，车辆在经过凸凹地点时，使得相邻车辆同时处在不同的坡道上，而产生车钩上下错移，甚至发生断钩或者脱钩等事故二、竖曲线二、竖曲线2 2、竖曲线的概念、竖曲线的概念为保证列车运行平稳，防止脱钩、断钩，当相邻坡道段的坡度代数差超过一定数值，就应在相邻坡段间用一圆顺曲线连接，使列车顺利地由一个坡道段过渡到另一个坡道段，这个在纵断面变坡点处所设置的圆曲线就叫作竖曲线二、竖曲线二、竖曲线3.3.竖曲线的要素竖曲线的要素竖曲线的切线长竖曲线的切线长T T竖竖与曲线长与曲线长L L竖竖二、竖曲线二、竖曲线4.4.竖曲线的设置竖曲线的设置 竖曲线对列车通过变坡点的运行条件改善起着决定性的作用 竖曲线的设置条件竖曲线的设置条件 a. a. 路段设计速度路段设计速度160km/h160km/h 相邻坡道段的坡度代数差大于相邻坡道段的坡度代数差大于1 1时，时，竖曲线半径不得小于竖曲线半径不得小于15000m15000m。

b. b. 路段设计速度路段设计速度160km/h160km/h 相邻坡道段的坡度代数差大于相邻坡道段的坡度代数差大于3 3时，时，竖曲线半径不得小于竖曲线半径不得小于10000m10000m 二、竖曲线二、竖曲线5.5.不得设置竖曲线的地段不得设置竖曲线的地段竖曲线不应设置在竖曲线不应设置在缓和曲线、正线道缓和曲线、正线道岔、钢轨伸缩调节器以及明桥面桥岔、钢轨伸缩调节器以及明桥面桥范围内范围内当路段设计速度大于当路段设计速度大于120km/h时，以时，以上地段范围内不得设置变坡点上地段范围内不得设置变坡点高速铁路对竖曲线设置的规定高速铁路对竖曲线设置的规定P12-13 三、坡道附加阻力（三、坡道附加阻力（W Wi i）列车在坡道上运行时，会受到一种由坡道引起的阻力，列车在坡道上运行时，会受到一种由坡道引起的阻力，这一阻力称为这一阻力称为坡道附加阻力坡道附加阻力根据三角函数关系得：因线路坡度的夹角很小，tansin,因此：又因itan，则三、坡道附加阻力（三、坡道附加阻力（W Wi i）2.2.单位坡道附加阻力（单位坡道附加阻力（w wi i）坡道附加阻力与列车重量之比叫做单位坡道附加阻力，用w wi i来表示。

列车在坡道上运行时所受单位坡道附加阻力（wi）在数值上等于坡度千分数i例如上坡道坡度为6，则单位坡道附加阻力wi6N/kN，若下坡道坡度为6，则单位坡道附加阻力wi6N/kN三、坡道附加阻力。