|
|
楼主 |
发表于 2009-5-15 15:12:02
|
显示全部楼层
第三部分：拾荒集
在线路的各项设计参数中，最引人注目的莫过于“最小曲线半径”和“限制坡度”两组硬梆梆的数字，前日本猪已破费3000多字的口水，囫囵吞枣地概述了一遍。今天讲的一些参数也许不那么明显，甚至不会出现在很多的设计文件中，但对线路的运输性质和运营条件都至关重要。
一、缓和曲线长度
缓和曲线是线路直线与圆曲线之间的一段过渡。细心的车迷观察线路就会发现，曲线标上列有缓和曲线长度，在圆曲线与缓和曲线之间还有三棱形的界标。
列车在圆曲线上运行，是要受到各种横向作用力的（前文已讲过，重力向心分量、轮轨作用力，等等）。假如不设缓和曲线，列车突然从横向不受力变成受力状态，不仅旅客难以忍受，对车辆和线路亦有较大损害，甚至危及行车安全。所以必须设置一个过渡段，让转弯时的横向受力以较为缓和的速率逐渐增大、再逐渐减小。
缓和曲线的形状，我国规定使用三次抛物线形（世界范围内并不止这一种形态，我国根据多年运用维修的经验，认为三次抛物线形能满足需要且便于维护）。缓和曲线长度的依据主要是从直线的零超高，过渡到圆曲线的实设超高，超高的变化应该有一个合理的速率。从直线到圆曲线超高的变化（单位：mm）与列车以允许最快速度通过缓和曲线时间（单位：s）的比值称为“超高时变率”，我国《线规》规定最大超高时变率32mm/s、困难条件下40mm/s；高速客货共线和客运专线的设计规范要求更为严格。此外还有“超高顺坡率”的概念，本质上是一回事。
以下是《线规》对最小缓和曲线长度的规定。
以上只是对新建160km/h以下普速铁路的规定。不幸的是，我国铁路长期忽视缓和曲线的设置，导致既有线提速改造时一些曲线地段缓和曲线长度不足，被迫限速运行，成为限速点。例如宝成线黄许镇—成都下行有几处R=700m曲线，理论上是允许110km/h通过，但因缓和曲线长度不足，且因地形难以改造，被迫限速95~100km/h。又如在五提初期，东部地区几大160km/h干线开行的Z字头列车，还出现过因为缓和曲线不足+曲线欠超高，导致旅客从卧铺上摔下来的事件。
缓和曲线设置对于选线的影响，跟圆曲线一样重要。西南地区地形复杂，线路建成后不易拨道改建，新建线路更应一次性设置好缓和曲线。值得注意的是，在东部地区既有线200km/h提速改造中，已经允许R=2500m曲线通过接长缓和曲线，动车组不限速通过。西南地区既有线小半径曲线多，很多线路设计时采用了最小曲线半径、困难条件最小曲线半径甚至限速半径，今后通过接长缓和曲线、配合圆曲线实设超高的提升，是能达到提速效果的。
二、基本线间距
线间距是指复线铁路并行地段，两条正线中心线的距离。《线规》规定：设计速度140km/h以下，直线并行地段基本线间距4.0m；160km/h线间距4.2m。几部高速铁路暂规规定：200km/h线间距4.4m；250km/h线间距4.6m；350km/h线间距5.0m。
线间距的设置主要是考虑在一定速度下，上下行列车会车的安全性。其中牵涉到的空气动力学理论就不多分析了，总之为了使客车的车窗及货车的篷布能经受会车时的压力波冲击，必须确保上下行列车之间的距离。90年代在广深、京津等线开行160km/h准高速列车，线间距仍维持4.0m，曾多次发生车窗爆裂的事件。目前设计规范采用的线间距，经理论计算与运用试验（其中最著名的当数遂渝线200km/h综合试验），证明是可以保证安全的。
在曲线地段，因为存在超高，列车通过时车体倾斜，所以线间距还有个加宽值。其实对新建线路来说，曲线线间距的设置是一个好机会，一方面上下行线不必采用同心圆，有利于曲线半径的整齐划一，避免出现零数；另一方面这也是改变区间线间距（例如引入车站、隧道等）的机会，而不必采用对列车运行有害的反向曲线。
以上是讲双线铁路并行地段的基本线间距。众所周知，我国铁路是靠左行驶，各种高柱信号机也是设于行驶方向的左侧，亦即双线铁路外侧。如果是三线铁路第二三线之间（如京津、广深），或双线铁路因跨线而反向行驶地段（这种地段在襄渝二线上尤为多见），基本线间距需容纳高柱信号机的宽度，为5.3m。
当然线间距的设置是要受一定制约的。路基越宽，占地就越大，路桥涵隧工程量也会加大。日本国土狭小，土地资源紧张，新干线的线间距在世界上是最小的，仅4.2~4.3m。本猪曾在线间距仅4.2m的东海道新干线上乘坐700系“ひかり”列车，最高运行速度270km/h，穿越截面积仅64平米的双线隧道，无任何不适感觉。由此可见鬼子车辆空气动力学技术之高超。
我国新建高速客货共线和客运专线，其线形在世界范围内空前豪华，以350km/h客专为例，线间距达5.0m、双线隧道截面积达100平米，运用世界先进水平的西门子Velaro和川崎E2动车组，会车再出问题就说不过去了。一些朋友对“高铁会车是否安全”的疑虑基本可以打消。
三、轨道状态
老实讲对于轨道结构，本猪也是基本不懂的。但鉴于本帖有高人专门提出这个问题，就结合手头掌握的一点资料，泛泛而谈一下。
目前我国干线铁路，正线大多铺设60kg/m钢轨，运用经验证明这种重量的钢轨是符合我国多数线路运输需求的。新建客运专线规定一律铺设60kg/m跨区间无缝钢轨。
问题是“高速”跟“重载”是一对很难调和的矛盾。在普通车迷看来是“高速”，在线路设计者看来其实是列车运行的各种不利情况被成倍放大。这个很容易理解，线路上任何一点不平顺，对高速列车都会变成巨大的冲击力。高速铁路对轨道的不平顺度提出了极为严格的要求，如德国250km/h高速客货共线，轨道铺设精度的动态标准为2mm，而我国160km/h线路铺设时的静态标准才4mm。因此在轨道维修养护中有了钢轨打磨一项，对钢轨接头和其他部位的不平顺，提前预防，一经发现则消灭之。（线路维修养护的问题，问志军同志，答案应该比较权威）
而“重载”则完全是另一回事。重载货运的本质是一个追求经济性、而把安全性放到第二位的系统，平时运用中偶尔发生脱线都不是什么大不了的事。货车质量比客车大得多，任何一点横向加速度都能转化成轮轨之间的巨大作用力，对轨道具有很强的破坏力；而且货运机车性能利用率高，一旦遇上天气等不良情况，机车发生打滑并不少见，机车迷都清楚动轮打滑对钢轨和踏面意味着什么。为满足货运的需要，我国客货共线铁路普遍使用淬火轨。但是淬火轨表面十分坚硬，对钢轨打磨又较为不利。
现在“高速”与“重载”的矛盾，集中反映到新建及改建200~250km/h客货共线铁路上。我国《铁路主要技术政策》更宣称要让轴重25t的货车，最高运行速度达到120km/h，这在全球范围内都是空前的。实际运用效果如何，恐怕只有时间能检验了。
关于道床有砟无砟的问题，本猪所知甚少。无砟道床的最大优点应该是少维护（道床还做不到免维护），所以现在很多新建铁路的长大隧道内都已采用。遂渝线的无砟试验段当时试铺了七种结构的无砟道床供对比试验，包括德国Bögl、Züblin、RHEDA2000和日本新干线等板式轨道，形状各不相同（我国又分别称为CRTS几几几）。目前我国新建350客专，京津采用了Bögl产品、郑西采用了Züblin产品，京沪的还没有敲定，感兴趣的朋友可以去上述公司的官网研究一下。
[ 本帖最后由 Reichsadler 于 2009-5-15 15:22 编辑 ] |
|
楼主: Reichsadler
[复制链接]
发表于 2009-5-14 15:03:49
