(3)高速线路,最高行车速度为200—350km/h。 (4)超高速线路,最高行车速度为350 km/h以上。 此外,按钢轨轨节的长度不同分为普通线路和无缝线路。 2.2 铁路线路的平面和纵断面
铁路线路在空间的位置是用它的线路中心线表示的。线路中心线在水平面上的投影,叫做线路的平面,反映了线路的曲直变化和走向。线路中心线(平面曲线展直后)在垂直面上的投影,叫做线路的纵断面,反映了线路的起伏变化和高程。
从运营的观点来看,最理想的线路是既直又平的线路。但是由于地面存在山脉、河流、湖泊、沼泽、森林、矿区、城镇以及其他各种建筑物,铁路沿线的地形、地质、水文等自然条件千变万化,如果把铁路修得过于平直,就会造成工程数量、工程造价过大,且工期漫长。
从工程观点来看,铁路线路最好能够随地形条件而有适当的起伏和弯曲。这样,既可以减少工程数量、降低造价,又便于避开地形、地质和地物上的障碍。可这又会给运营造成很大的困难,甚至还会影响铁路行车的平稳与安全。
因此,在进行线路的平面和纵断面设计时,需要综合考虑工程造价和运营效果,要在满足运营的基本要求前提下,尽可能地减少工程
量,降低造价,从而使铁路线路能够随地形条件 有适当的起伏和曲直变化。
2.2.1 线路平面及平面图
1.线路平面及组成
线路平面是由直线、圆曲线、缓和曲线所组成。
如图2-1所示,某铁路线路要从A、B、C三点经过,方案一是走最短路径,可将A、B和B、C分别用直线相连。这样一来,在AB线路上要修建两座桥梁跨越河流,在BC线段上要开凿隧道穿越山岭;方案二是用折线ADB和BEC来代替AB和BC,使其
绕避
障碍
,在折线的转角处则用曲线连接。
图2-1 铁路线路绕避地形障碍示意图
曲线的设置可用看来绕避地面障碍或地质不良地段,从而减少工程
量,缩短工期,降低造价,获得较好的经济效果。
然而,曲线的存在也会给列车运行造成阻力增大和限制行车速度等不良影响。
曲线半径越小,曲线阻力越大,
运营条件越差,大半径曲线对列车运行的影响较小,且半径越大,越有利于行车,而小半径曲线则容易适应地形变化,改善工程条件,
半径越小,越容易绕避障碍。因此,线路平面设计应因地制宜、由大到小地适合选用曲线半径。为测设、施工和养护地方便,曲线半径一般应采取50、100m的整倍数。
我国铁路采用的曲线
半径有10 000、8 000、6 000、4 00、3 000、2 500、2 000、1 800、1 600、1 400、1 200、1 000、800、700、600、550、500、450、350m。 列车在曲线上行驶时所产生的离心力与通过曲线速度的平方成正比,与曲线的半径成反比。
式中F——离心力(N); m——车体的质量(kg); v——行车速度(m/s); R——曲线半径(m)。
为了减小离心力,保证列车运行的安全、平稳和旅客的舒适,就必须限制列车通过曲线时的行车速度。
允许通过曲线的最大速度与曲线半径的关系可由以下公式计算:
式中
——通过曲线时的最大速度(kin/h);
R——曲线半径(m)。
为了保证线路的通过能力,并有一个良好的运营条件,还对区间线路的最小曲线半径做了具体规定,如表2—2所列。
表2-2 区间线路最小曲线半径
铁路等级 最小曲线半径路段设计行车速度(m) (km/h) 一般 160 2000 1200 500 困难 1600 800 450 Ⅰ级 120 80
Ⅱ级 120 80 1000 450 600 400 800 400 550 —— Ⅲ级 100 80 在铁路线路(正线)上,直线和圆曲线往往不宜直接相连,它们之间应加设一段缓和曲线,如图2—2所示。缓和曲线的半径是从缓和曲线所衔接的直线一端起,由无穷大逐渐变化到另一端所衔接的圆曲线的半径R。心力逐渐增加(或减小),从而
这样,
就能保证列车平顺地从直线进入圆曲线(或由圆曲线进入直线),使离
避免轮轨间的突然冲
击,改善行车条件,提高旅客的舒适度。
缓和曲线的设置还可使曲线的轨距加宽和外轨超高得以过渡。