发布时间 : 星期日 文章选线设计教案-3.线路平面和纵断面设计更新完毕开始阅读
1）最小曲线半径选定的影响因素
（1）设计线的运输性质。客运专线主要追求旅客舒适度，重载运输线路重视轮轨磨耗均等，客货共线铁路则需两则兼顾。
（2）运行安全。为了保证机车车辆在曲线上运行安全，保证轮轨间的正常接触，车辆上所受的力应保持在安全范围内。最小曲线半径应保证车辆通过曲线的安全性、稳定性及客车平稳性的评价指标，符合《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》的相关规定。 （3）设计速度：
? 旅客列车最高设计速度
旅客列车最高设计速度是设计线或某一路段旅客列车远期可能实现的最高速度。一条设计线各路段的地形条件不同，远期旅客列车能达到的最高速度也不同，拟定的最小曲线半径应满足各路段设计速度的需要。我国客货共线铁路目前推荐的设计速度分别为200?km/h，160?km/h，140?km/h，120?km/h，100?km/h，80?km/h。客运专线最高设计速度目标值为200～350?km/h；京沪高速铁路等“四纵四横”高速客运专线的设计速度目标值为350?km/h。
? 中、低速旅客列车设计速度
我国客运专线铁路，将实行高低速旅客列车共线运行模式。工程和运营实践表明，客运专线的中低速列车和高速列车的速度之比小于0.6时，会增加基础工程建设投资，降低铁路输送能力。综合考虑我国目前的技术条件，中低速旅客列车设计速度，对于设计速度目标值为300～350?km/h的客运专线，按200?km/h及以上设计；设计速度目标值为200～250?km/h的客运专线，按160?km/h设计。
? 货物列车的通过速度
设计线各路段的坡度不同，货物列车的通过速度不同。坡度陡峻的困难地段，上坡时速度受机车牵引力制约，下坡时速度受制动条件限制，通过速度较坡度平缓路段为低。在曲线上因受允许过超高的制约，外轨超高值不能过大，从而影响最小曲线半径的大小。
我国《铁路主要技术政策》明确指出，货物列车的最高速度要逐步提高到90?km/h。为了适应货物列车逐步提高的现实情况，我国新建客货共线铁路目前在拟定最小曲线半径标准中，推荐货物列车设计速度分别为120?km/h，100?km/h，80?km/h，70?km/h，60?km/h，50?km/h。
（4）地形条件：
① 平原微丘地区，曲线半径的大小通常对工程量影响不大，为创造良好的运营条件和节省运营费用，应选定较大的最小曲线半径。
② 山岳地区地形复杂，曲线半径的大小对工程量影响很大，为适应地形减少工程，需要选定较小的最小曲线半径。
③ 客货共线铁路用足最大坡度地段，选定R＜600?m或500?m为最小曲线半径，则因黏着系数降低、黏降坡度减缓而引起线路额外展长，从而增大工程费用。
④ 高速客运专线铁路引入大城市和枢纽区段，为绕避障碍物、减少拆迁，可根据行车速度选择限速地段的最小曲线半径。
综上所述，设计线的最小曲线半径可根据具体情况分路段拟定。必要时，可初步拟定两个以上的最小曲线半径，选取设计线的某些代表性地段，分别进行平面和纵断面设计，通过技术经济比较，并结合上述因素分析评价，确定采用的最小曲线半径。
2）最小曲线半径取值
根据采用的参数，按公式（3－17）、公式（3－20）计算，并结合我国铁路的工程和运营实践及科研成果，得到各级铁路不同路段设计速度的最小曲线半径值，如表3－3所示。
表3－3 最 小 曲 线 半 径 值
铁 路 类 型 最高设计速度Vmax（km/h） 轨 道 类 型 一 般 有砟 轨道 350 无砟 轨道 有砟 轨道 5?000 客 运 专 线 300 无砟 轨道 4?500 250 4?000 200 客货共线铁路 200 160 140 120 100 80 Rmin（m） （特殊）困难 — （5?500）（ 4?500）（ 4?000）（ 3?500）（ 2?000） 2?800 1?600 1?200 800 600 500 注：括号内数字为特殊条件下，经技术经济比选后方可采用的个别曲线半径。
7?000 7?000 2?200 3?500 2?000 1?600 1?200 800 600 设计线选定的最小曲线半径，一般不应小于表3－3?所列的规定值。
我国台湾地区甲级铁路的最小曲线半径，丘陵与山岳分别为592.99?m与286.54?m。
（三）最大曲线半径
最大曲线半径标准关系到线路的铺设、养护、维修可否达到要求的精度，进而影响到轨道的平顺状态，间接成为限制列车运行速度，甚至是不安全的因素。
我国目前装备在普速及准高速轨道检查车上的检测设备均为当前世界上最为先进的设备（从美国引进）。根据对既有干线的检测情况看，在普速条件下，对R≤8?000?m的半径检测结果均较准确，当R?>8?000?m后，轨检车记录常会自动打出“F”标记，表明对大半径曲线所测结果有疑问；若适当提高检测系统的处理功能，可准确检测半径为12?000?m左右的曲线的方向和曲率。
综合国内外的工程实践经验和科研成果，我国规定曲线半径的最大值：客货共线铁路为12?000?m；速度200～250?km/h的客运专线，一般不宜大于10?000?m，困难条件下不应大于12?000?m；特殊困难条件时，经技术经济比较，最大曲线半径可取12?000?m；速度300～350?km/h的客运专线铁路，一般不宜大于12?000?m，特殊困难条件下，经技术经济比选后，可采用14?000?m。
（五）曲线半径的选用
设计线路平面时，各个曲线选用多大的曲线半径，要考虑下列设计要求。
1. 曲线半径取值原则
为了测设、施工和养护的方便，曲线半径一般应取50?m和100?m的整倍数，特殊困难条件下，可采用10?m整倍数的曲线半径。双线铁路两线线间距不变的并行地段的平面曲线，宜设计为同心圆。双线同心圆的曲线半径可为零数。
有条件时宜优先选用表3－4所列的推荐曲线半径值。
表3－4 推 荐 曲 线 半 径 值
铁路类型 设计速度（km/h） 轨道类型 有砟 350 无砟 10?000 有砟 6?000～9?000 高速客运专线 300 无砟 8?000 200 160 客货共线铁路 140 120 100 80 推荐曲线 9?000～8?000～半径（m） 11?000 5?500～4?500～2?500～7?000 5?000 2?000～1?600～1?200～800～4?000 3?000 2?500 2?000 我国台湾地区铁路的曲线半径，目前仍用20?m弦长所对中心角的度数??20??表示。曲线半径R与??20 的关系为：R＝10?/?sin?（?20?/?2）（m）。例如，2?，4?，6??曲线的半径分别为573?m，287?m，191?m。
2. 曲线半径选用原则
1）因地制宜、由大到小合理选用 2）结合线路纵断面特点合理选用
3）慎用最小曲线半径
（六）曲线半径对工程和运营的影响
1. 曲线半径对行车速度的限制
旅客列车在曲线上运行时，要产生离心加速度，而曲线外轨超高产生的向心加速度要抵消一部分离心加速度。未被平衡的离心加速度值，不能超过旅客舒适允许的限度。
根据旅客列车以较高速度通过曲线时所产生的欠超高不超过旅客舒适度要求的允许值，可推导出准轨铁路的列车通过曲线时的运行速度与曲线半径、曲线超高及允许欠超高的关系如下
普通车体客车 VR≤h?hqy11.8 ?R （km/h） （3－26）
摆式车体客车 VR≤h?hqy??h11.8 （3－27） ?R （km/h）
对于设计速度目标值为350?km/h、近期采用300/200匹配模式共线运行的高速客运专
线，最高设计速度不大于160?km/h的客货共线铁路，按前述超高、欠超高最大允许值取值标准，列车在曲线上运行时，其运行速度应满足表3－5的限速要求。
表3－5 曲 线 限 速 条 件
铁路类型 运行模式 工程条件 曲线限速条件 高速客运专线 单一高速 一般 困 难 中、高速共线 一 般 困 难 客货共线铁路 普通车体 一般 困难 摆式车体 4.5R 4.7R 3.9R 4.2R 3.8R 4.0R 5.4R 2. 曲线半径对工程的影响
地形困难地段，采用较小的曲线半径一般能更好地适应地形变化，减少路基、桥涵、隧道、挡墙的工程数量，对降低工程造价有显著效果，但也会由于下列原因引起工程费用增大。
1）增加线路长度
对单个曲线来说，当曲线偏角一定时，小半径曲线的线路长度较采用大半径曲线增加，如 图3－12（a）所示，其增长的线路长度为
?Lr＝2（TD－Tx）＋Kx－KD （m） （3－28）
对一段线路来说，在困难地段采用小半径曲线，便于随地形曲折定线，从而增加曲线
数目和增大曲线偏角，使线路增长，如图3－12（b）所示。
（a） （b）
图3－12 小半径曲线增长线路
2）降低黏着系数
机车在小半径曲线上运行，车轮在钢轨上的纵向和横向滑动加剧，引起轮轨间黏着系数的降低。根据试验，小半径曲线上的黏着系数??r随曲线半径R（m）的减小而降低，如下式所示
电力机车内燃机车
?r??j(0.67?0.00055R)?? （3－29）
?r??j(0.805?0.000355R) ???式中，?j?为计算黏着系数。
黏着系数的降低，导致机车黏着牵引力F??的降低。由式（3－29）可计算出，当电力
机车 R＜600?m时，内燃机车R＜550?m时，??r＜??j，机车计算牵引力Fj可能受黏降后黏着牵引力 F?j的限制，如图3－13所示。
在用足最大坡度的持续上坡道上，若受黏降后机车黏着牵引力的限制，则必须在曲线范围内额外减缓坡度，因而引起线路的额外展长，其长度为
?L???(Ky??i?)iD （m） （3－30）
式中 Ky ????圆曲线长度（m）；
?i??????相应的黏降坡度减缓值（‰）；
图3－13 黏降后的机车牵引力
iD ?? 足坡路段的平均定线坡度（‰）。 3）轨道需要加强
小半径曲线上，车轮对钢轨的横向冲击力加大。为了防止钢轨被挤动而引起轨距扩大，以及整个轨道的横向移动，所以轨道需要加强。加强的方法是装置轨撑和轨距杆，加铺轨枕，增加曲线外侧道床宽度，增铺道砟，从而增大工程投资。
4）增加接触导线的支柱数量