[图文]铁路曲线地段限界加宽推导及计算方法

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2020年6月7日02:44:08
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1 建筑接近限界

在铁路线路上,为确保行车安全和人身安全,机车车辆及其装载的货物不得超越一定的轮廓线,此轮廓线称为机车车辆限界。另外,靠近轨道的建筑物及设备不得侵人其线路的轮廓线,此轮廓线称为建筑接近限界。上述两种限界之间存在一定的空间间隔。

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图1 机车车辆限界

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图2 直线建筑接近限界

建筑接近限界包括直线建筑接近限界(简称建筑接近限界)、隧道建筑限界及桥梁建筑限界。图1为机车车辆限界,图2为直线建筑接近限界。

建筑接近限界半宽为2440mm,这是考虑到最大货物超限装载限界的半宽为2225mm,货物振动横移量为170.5mm,安全量为44.5mm,则

建筑接近限界半宽=2225+170.5+44.5=2440 ( mm )

建筑接近限界的高度为5500mm,这是考虑到超限货物装载限界高度为5300mm,货物向上振动偏移量为46.5 mm,安全量为153.5 mm,则

建筑接近限界高度=5300+46.5+153.5=5500 ( mm )

在电力机车牵引的线路上,建筑接近限界的最大高度为6550mm,困难时可为6200 mm。这是考虑到线路上空有输电接触网。

2 曲线上建筑接近限界的加宽

列车在曲线上运行时,转向架可以转动,而转向架上的车体为刚性结构,不能随轨道而弯曲,车体纵向轴线与轨道中心线不相吻合,致使车体两端向轨道外侧突出,车体中部向轨道内侧偏入,使车体与建筑接近限界间的净空减少。另外,由于曲线外轨设置超高,车体向曲线内侧倾斜,也会影响内侧限界。所以,曲线地段的建筑接近限界较直线地段的大,应在直线建筑接近限界的基础上适当加宽。

1.曲线限界内侧加宽
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图3 车体向轨道内侧偏移图                                 图4 外轨超高引起车体向内侧偏移

由图3、图4可知,曲线上建筑接近限界的加宽,与车体长度,两转向架间的距离、曲线半径及外轨超高有关。

1)平面内侧加宽W平内

从平面上看,如图3所示,车体平面纵向轴线的中部向轨道中心线内侧偏入,车体中部内侧偏移量为ƒ=l2/8R。式中,l为转向架中心销距。我国最长的车辆,其车体长为26m,转向架中心销距l=18m,代入上式即可求出平面内侧加宽值:

W平内=182/8R×1000=40500/R(mm)

2)立面内侧加宽W立内

从立面上看,如图4所示。因外轨设置超高,致使车体向内倾斜,车体内侧面的,上部明显偏人曲线内侧,由此而引起的立面内加宽W立内存在如下关系:W立内÷H=h÷S1 ,式中,H为自轨面至建筑物计算点的高度。将S=1500 mm代入,即得

W=(H÷1500)×h

3)曲线限界内侧总加宽量W

W=W+W=(40500÷R)+(H÷1500×h)

2.曲线限界外侧加宽

由图3可知,车体纵向轴线的两端向轨道中心线外侧突出,其突出的距离即为曲线限界外加宽之值

W=(L2 ÷8R)-(l2 ÷8R)=[(262 ÷8R)×1000]-[(182 ÷8R)×1000]=44000 ÷R

3.曲线线间距加宽

曲线线间距加宽是指曲线两端的线间距均为最小线间距时,曲线上的线间距在最小线间距基础上所需要的加宽量。

1)外侧线的超高大于内侧线的超高时

由于外侧线路上的车辆内倾,在立面上车辆上部间的净空减小了,而内侧线路上的车辆内倾,却使车辆上部间的净空增大。因此,线间距加宽应为外侧线限界内加宽加上内侧线限界外加宽,即

W线间=W+W-W立内

=(40500÷R+H÷1500×h)+(44000÷R)-(H÷15000×h

将H=3600 mm代人,得h>h时的线间距加宽公式为

W线间=40500÷R+44000÷R+2.4(h-h (mm)

2)内侧线的超高大于或等于外侧线的超高时

由于两线路上的车辆上部间的净空加大,线间距加宽由外侧线的平面内侧加宽和内侧线的外侧加宽决定,即

W线间=(40500÷R)+(44000÷R) (mm)

上述各式计算出的加宽量,均应进整成5mm的倍数。

引用文献:

刘兴文主编.西南交通大学出版社《铁路轨道》2011

何奎元主编《铁路轨道与修理》2008

 

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