石家庄铁道学院毕业设计
本设计的牵引种类近期内燃牵引，远期电力牵引，运量直通货运量近期上行1000万吨/年，下行1000万吨/年，远期上行1500万吨/年，下行1500万吨/年，考虑与线路平、纵断面技术标准相协调的原则，结合车站分布和领域的牵引质量，经技术经济比选决定近期采用DF4型内燃机车，远期采用SS3型电力机车。
2.2.4 牵引质量
牵引质量就是机车牵引的车辆质量，也称牵引吨数。在新线设计以及运营线上，一般情况下均是按列车在限制上坡道上，以机车的计算速度作等速运行为条件来确定牵引质量。
本设计为新线设计，按限制坡度上以机车计算速度等速运行为条件进行牵引质量计算[2]。
2.2.4.1 近期机车牵引质量
近期牵引质量为1574t。
本设计近期采用DF4内燃机车，其牵引性能参数见表2-4。
表2-4 DF4牵引性能参数表
机型/参数 东风4 VJmin(km/h) FJmax(kN) 20.0 301.2 Fq(kN) 401.7 P、Pμ(t) 135 Vg(km/h) 100 LJ(m) 21.1 由表2-4知，VJ?20.0km/h，FJ?302100N，P?135t。 根据规范规定机车牵引力使用系数取λy?0.9，线路设计限制坡度为ix?15‰，则：
?按下式计算： 机车单位基本阻力w0??(2.28?0.0293V?0.000178V2)g w0??(2.28?0.0293?20.0?0.000178?20.02)?9.81?28.81(N/t)。 代入数据，w0??按下式计算： 车辆单位基本阻力w0???(0.92?0.0048V?0.000125V2)g w0???(0.92?0.0048?20.0?0.000125?20.02)?9.81?10.46(N/t)。 代入数据，w0
根据《列车牵引计算规程》规定单机牵引质量G可按下式计算：
??gix)?F?P(w0G?yj (t)
???gixw0P——机车计算质量(t)；
FJ——机车计算牵引力(N)； ?y——机车牵引力使用系数，取0.9；
(2-1)
式中，G——单机牵引质量(t)；
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ix——限制坡度(‰)；
?，w0??——计算速度VJ下的机车、车辆单位基本阻力(N/t)。 w0??28.81N/t，w0???10.63N/t，g=9.81N/kg代入式(2-1)得牵引质量： 把w00.9?302100?135?(28.81?9.81?15)G??1574(t)。
10.46?15?9.812.2.4.2 远期机车牵引质量
远期牵引质量为1615t。
本设计远期采用SS3电力机车，其牵引性能参数见表2-5。
表2-5 SS3牵引性能参数表
机型/参数 韶山3 VJmin(km/h) FJmax(kN) 48.0 317.8 Fq(kN) 470 P、Pμ(t) 138 Vg(km/h) 100 LJ(m) 21.7 由表2-5知，VJ?48.0km/h，FJ?317800N，P?138t。 根据规范规定机车牵引力使用系数取?y?0.9，线路设计限制坡度为ix?15‰，则：
?按下式计算： 机车单位基本阻力w0??(2.25?0.019V?0.00032V2)g w0??(2.28?0.0293?48.0?0.000178?48.02)?9.81?38.25(N/t)。 代入数据，w0??按下式计算： 车辆单位基本阻力w0???(0.92?0.0048V?0.000125V2)g w0???(0.92?0.0048?48.0?0.000125?48.02)?9.81?14.11(N/t)。 代入数据，w0
根据《列车牵引计算规程》规定单机牵引质量G可按下式计算：
??gix)?yFj?P(w0G? (t) (2-2)
??w0?gix??38.25N/t，w0???14.11N/t，g=9.81N/Kg代入式(2-2)得牵引质量： 把w0??gix)0.9?302100?135?(38.25?9.81?15)?yFj?P(w0G???1615(t)。
???gixw014.11?9.81?152.2.5 限制坡度
本设计线限制坡度为15‰。
限制坡度是设计线单机牵引时限制列车牵引质量的最大坡度。不仅影响线路走向、线路长度和车站分布，而且直接影响行车安全、行车速度、运输能力、工程投资、运营支出和经济效益，是铁路全局性技术标准。
本线铁路为一级，地形、地质、水文、地震、气象等条件相对艰苦复杂，而且行车安全、行车速度、运量、运输要求较高，根据《线规》规定(表2-6)最后定为15‰。
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石家庄铁道学院毕业设计 表2-6 限制坡度最大值(‰) I 丘陵 山区 平原 12.0 15.0 6.0 9.0 12.0 6.0 铁路等级 地形地别 电力 牵引种类 内燃 平原 6.0 6.0 II 丘陵 15.0 9.0 山区 20.0 15.0 2.2.6 最小曲线半径
本设计最小曲线半径为800m。
最小曲线半径是设计线采用的曲线半径的最小值。最小曲线半径不仅影响行车安全、旅客舒适等行车质量指标，而且影响行车速度、运行时间等运营技术指标和工程投资、运营支出和经济效益等经济指标。
本线为I级铁路，路段旅客列车设计行车速度为120km/h，工程条件较复杂按照线规规定(表2-7)因此采用的最小曲线半径为800m。
表2-7 车站平面最小圆曲线半径(m)
160 140 路段旅客列车设计行车速度(km/h) 1600 1200 区段站 最小圆曲线半一般 2000 1600 中间站、会让工程径 站、越行站 条件 困难 1600 1200 120 1200 800 100 800 800 600 80 600 2.2.7 机车交路
本设计机车交路为长交路，机车交路距离为200m。
铁路上运转的机车都在一定路段内往返行驶。机车往返行驶的路段称为机车交路，其长度称为机车交路距离。机车交路一般有长交路、短交路、超长交路三种类型。机车交路距离影响列车的旅途时间和直达速度。
机车交路应采用长交路，并应根据牵引种类、机车类型、车流特点、乘务制度、线路条件，结合路网规划及机务设备布局，经技术经济比选确定，而且我国新建的线路广泛的采用轮乘制的长交路。
本设计是新建铁路，牵引种类近期内燃牵引，远期电力牵引，线路条件艰苦，采用长交路，机车交路距离为200m。
2.2.8 到发线有效长度
本设计到发线有效长度为850m。
到发线有效长度是指车站到发线能停放货物列车而不影响相邻股道作业的最大长度。到发线有效长度应根据运输需求和货物列车长度确定，且宜与邻接线路的货物列车到发线有效长度相协调，并应采用1050m，850m，750m，650m，550m等系列
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值。本设计采用的是850m。
2.2.9 闭塞方式
本设计闭塞类型为半自动闭塞。
铁路未来保证行车安全、提高运输效率，利用信号设备等来管理列车在区间运行的方法，称为闭塞方式。闭塞方式决定车站作业间隔时分，从而影响通过能力。我国的基本闭塞方式有半自动闭塞和自动闭塞，在次要支线上和地方铁路有的还采用电气路签。按照《线规》规定，新建单线铁路远期应采用半自动闭塞，所以本设计线选用了半自动闭塞。所谓半自动闭塞，是闭塞机与信号机发生连锁作用的一种闭塞方式，采用半自动闭塞时，因列车进入区间凭证是信号机的显示，省去了向司机递交路签的时间，从而缩短了列车在车站的接发车作业时分，提高了通过能力。本设计选用半自动闭塞。
2.3 机车运量计算
2.3.1 近期运量计算
(1) 牵引质量计算
代入数据，G?[6,7]
G???gix)?yFj?P(w0???gixw0 (t) (2-1)
0.9?302100?135?(28.81?9.81?15)?1574(t)。
10.46?15?9.81具体计算见本设计第10页2.2.4.1近期机车牵引质量。 ① 起动检算
由表2-4知，机车计算起动牵引力Fq?401700N。 起动地点的加算坡度iq?2‰。
?按下式计算： 机车单位起动阻力wq??5g (N/t) wq??5?9.81?49.05(N/t)。 代入数据，wq??按下式计算： 货车的单位起动阻力wq???3.5g (N/t) wq???3.5g?3.5?9.81?34.34(N/t)。 代入数据，wq
根据《列车牵引计算规程》规定受启动条件限制的牵引质量Gq按下式计算：
??giq)?yFq?P(wqGq? (t) (2-3)
???giqwq13
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式中，Fq——机车计算起动牵引力(N)；
iq——起动地点的加算坡度值(‰)；
?——机车单位起动阻力(N/t)； wq??——货车的单位起动阻力(N/t)。 wq代入数据，Gq?0.9?401700?135?(49.05?9.81?2)?6528(t)。
34.34?9.81?2Gq>G=1574t
列车在该站能起动。
② 车站到发线有效长检算
由表2-4知，机车机车长度LJ?21.1m。
到发线长度允许的牵引质量按下式计算：
Gyx?（Lyx?La?NJLJ)q (t) Lyx——到发线有效长度(m)； LJ——机车长度(m)；
?y——机车牵引力使用系数，取0.9； NJ——列车中机车台数；
q——列车延m质量(t/m)，取5.677t/m。
代入数据，Gyx?(850-30-21.1)?5.677?4535(t)。
Gyx>G=1574t
(2-4)
式中，La——安全距离，取30m；
牵引质量不受到发线有效长限制。 (2) 确定牵引定数
根据以上计算，取10t的整倍数，舍掉不足10t的余数部分，故确定牵引定数为1570t。
货物列车牵引辆数按下式计算：
Gn? (辆)
qp式中，qp——每辆货车平均总质量(t)，取78.998t。 代入数据，n?1570=19.9，取19辆。 78.998货物列车牵引净载按下式计算：
GJ?KJ?G (t)
式中，KJ为货车净载系数，取0.72。
代入数据，GJ?0.72?1570=1130.4t，取1130t。
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