[工程科技]第5驼峰.ppt

铁路车站及枢纽 Railway Station and Terminal 第五篇 驼峰 2009年4月,第五篇 驼峰,第一章 驼峰综述 第二章 驼峰平、纵断面设计 小结 基本要求 驼峰作用、组成、分类 驼峰自动化设备简述 驼峰自动化调速系统分类、特点及评价,第一章 驼峰综述,第一节 驼峰的组成与分类 第二节 现代化驼峰设备 第三节 驼峰溜放车辆的各项阻力 第四节 驼峰设计中气象资料的确定 第五节 驼峰自动化概述,第一节 驼峰的组成与分类,驼峰的组成,推送部分(pushing section of hump) 指经由驼峰解体的车列，其第一钩位于峰顶平台始端时，车列全长所在的线路范围。 推送线(pushing track) -由到达场出口咽喉的最外警冲标到峰顶平台始端的线段 溜放部分(rolling section of hump) 指由峰顶（峰顶平台与溜放部分的变坡点）到计算点的线路范围 - 驼峰的计算长度 峰顶平台(platform of hump crest) 指驼峰推送部分与溜放部分连接连接处的一段平坦地段。,驼峰的分类,大能力驼峰 每昼夜解体能力4000辆以上，调车线不少于30条，设2条溜放线，并设有机车推峰速度、钩车溜放速度和溜放进路自动控制系统。 中能力驼峰 每昼夜解体能力20004000辆以上，调车线不于1729条，设2条溜放线，宜设有机车推峰速度自动控制系统和钩车溜放速度自动或半自动控制系统。 小能力驼峰 每昼夜解体能力2000以下，调车线16条及以下，设1条溜放线，宜设有溜放进路自动控制系统、推峰机车信号设备或机车遥控系统，也可采用人工或简易的现代化调车设备。,第二节 现代化驼峰设备,一、驼峰信号设备 二、驼峰调速设备 三、驼峰测量设备 四、驼峰溜放车辆进路自动控制设备 五、驼峰机车无线遥控及推送速度自动控制 六、自动提钩及自动摘接风管设备,一、驼峰信号设备,1、 驼峰信号机 驼峰头部-向塘西站(主体信号) 驼峰头部-阜阳北站 南京东站1 南京东站2 驼峰主体信号机、勾车显示屏-阜阳北站 勾车显示屏-南京东站 贵阳南站驼峰头部 2、线束调车信号机 3、峰上调车信号机,二、溜放钩车的速度控制,溜放钩车的速度控制是驼峰溜放作业自动控制的核心。 目的：保证钩车间必要的间隔； 保证溜放车组以允许的速度与股道内停留的车辆安全连挂。 计算机根据钩计划钩车的参数，在溜放过程中实时测重、测长、测阻、测风力、测速度，计算确定各个位置的减速器和其它调速工具的出口速度并进行自动控制。,调速设备的分类,1.按调速功能分 (1)减速设备 (2)加速设备 (3)加减速设备,2.按制动方式分 (1)钳夹式车辆减速器 (2)非钳夹式车辆减速器,钳夹式车辆减速器（retarder）,1.外力式车辆减速器 制动力由外加能源供给 TJK型车辆减速器是以压缩空气为动力的钳夹式减速器，通过制动缸推动制动夹板对车辆的轮对产生侧压力，使其减速。是驼峰间隔制动用的调速设备。 TJK-2A型减速器-贵阳南部位 TJK-1C型减速器-牡丹江部位 TJK-1C型减速器-三间房部位 TJK型减速器-三间房部位 TJK-3型减速器-向塘西部位,2.重力式车辆减速器 制动力来自车辆本身的重量,按制动夹板起落的动力分为： (1)液压重力式车辆减速器，如TJY2、TJY2A型； 液压重力式车辆减速器是利用制动车辆本身的重量，通过可浮动基本轨及制动钳的传递，使安装在制动钳上的制动轨对车轮两侧产生侧压力而进行制动。它的制动力与被制动车辆的质量成正比。 (2)气动重力式车辆减速器，如TJK2、TJK2A型； (3)液压、气动两用重力式车辆减速器，如TJY3、TJK3型。 (3)电动重力式车辆减速器图1 图2 图3 图4,非钳夹式车辆减速器,1.减速设备 减速顶 TDW901型减速顶-上海调速中心 TDW902型单侧减速顶-上海调速中心 TDW-96型外侧减速顶-吉林科研所 TDJ型普通顶-哈尔滨减速顶调速研究中心 可控减速顶 TDW905N型可控减速顶-上海调速中心 TDJ锁闭型可控减速顶-哈尔滨减速顶调速研究中心 TDJ型可控顶-哈尔滨减速顶调速研究中心, 防溜顶 TDW904N型防溜顶-上海调速中心 TDJ型停车顶-哈尔滨减速顶调速研究中心 双临界顶 TDJ型双临界减速顶-哈尔滨减数顶调速研究中心 挡车器 DC-92型挡车器-吉林科研所 停车器 TTK-92型可控停车器-吉林科研所 可升降停车器-郑州局科研所 制动位 缓解位 可控停车器 图1 图2 图3,2.加速设备,钢索牵引推送小车 加速顶 TDJ(+)型加速顶-哈尔滨减速顶调速研究中心 3.加减速设备 风动加减速顶（英国） 直线型电机加减速小车、绳索牵引加减速小车、 螺旋型液压加减速器、液压加减速小车（日本） 电动加减速器（前苏联） 可锁闭式加减速顶,三、驼峰测量设备,1. 测速设备 种类：钢轨踏板测速（德、英、法）、刻槽钢轨振动传感测速（美）、激光测速、超声波测速、多普勒雷达测速（测速精度高、能连续测量瞬间速度、满足运营要求，广泛应用）。 我国驼峰一般采用TZ103型驼峰测速雷达。 2. 测长（测距）设备 测量调车线空闲长度 短轨道电路测长、轨道接触器测长、计轴测长、雷达测长、音频轨道电路测长 我国采用1978年定型的TDC103A型音頻动态测长器。,3. 测重设备 我国多采用TZY型塞孔式压磁测重器。 TZY型轴重检测器-阜阳北站 4. 测阻设备 风速风向测量仪-阜阳北气象站 5. 计轴踏板 计轴踏板-向塘西站 无源计轴踏板-阜阳北站,四、驼峰溜放车辆进路自动控制设备,车列解体前由计算机自动输入解体钩计划，也可以由驼峰值班员用人工办理存储手续。在驼峰溜放作业过程中，计算机根据解体作业钩计划和存储的进路表，利用两钩车的间隔时间控制驼峰自动集中设备，控制分路道岔自动适时转换，自动排列溜放进路。 DDC-型驼峰控制系统计算机显示屏-阜阳北站 DDC-型控制系统控制台-向塘站 DDC-型控制系统主机柜-向塘站 DDC-型控制系统远程电话联网-向塘站 DDC-型控制系统显示屏-向塘站 TW组态型控制系统继电器柜-三间房站 TW组态型控制系统控制柜-牡丹江站,五、驼峰机车无线遥控及推送速度自动控制,控制系统计算机根据信息处理系统送入的列车解体作业钩计划，按每钩车的长度、重量、溜入股道中前钩车的位置，计算确定推峰机车的推送速度，通过无线电遥控装置，自动控制驼峰机车的起、停及每钩车的推进速度，以提高解体作业效率。 六、自动提钩及自动摘接风管设备,第三节 驼峰溜放车辆的各项阻力,一、车辆自驼峰溜放时的受力分析 二、过峰车辆的分类 三、车辆溜放的基本阻力 四、车辆溜放的风阻力 五、曲线阻力和道岔阻力,一、车辆自驼峰溜放时的受力分析,1.推力 2.车辆本身的重力Q 3.车辆溜放阻力R 4.制动力 P=QcosQ（KN） F=QsinQtgQ i （KN） 阻力 R=Qr10-3 （KN），r为溜放时的单位阻力 车辆溜放时所受的合力为 FRQ(ir)10-3 （KN） FR 0 时，车辆加速运行； FR 0 时，车辆等速运行； FR 0 时，车辆减速运行。,二、过峰车辆的分类,1、易行车经驼峰溜放时，基本阻力与风阻力之和最 小的车辆，规定采用满载的60t敞车(C62A)，总重80t; 2、中行车经驼峰溜放时，基本阻力与风阻力之和较小的车辆，规定采用满载的50t敞车(C50)，总重为70t; 3、难行车经驼峰溜放时，基本阻力与风阻力之和较大的车辆，规定采用不满载的50t棚车(P50)，总重30t。,三、车辆溜放的基本阻力,1、产生原因： 车轮轴颈与轴瓦间的滑动摩擦或滚柱轴承的滚动摩擦； 车轮踏面与轨面间的滚动摩擦； 车轮与轨面间的滑动摩擦； 车辆溜行中的冲击、震动和摇摆。 2、计算公式：,指车辆在平直线上溜行时，除风阻力外所受的阻力。,滑动轴承货车基本阻力为 R基=1.5392.203e-0.0169te-0.0169(10.2+0.24Q)0.0107Q(0.4280.0037Q)v车1.28(1k)0.4 （N/KN） Q 计算车辆总重,t; t环境气温，; v车车辆平均溜放速度，m/s; k参数，驼峰溜放部分k=0,峰下车场k=1; 表示货车基本阻力离散程度的均方差，难行车取“+”，中行车取“0”，易行车取“-”， 的值按表5-1-2采用。,三、车辆溜放的风和空气阻力（风阻力）,1.风阻力的产生 车辆在溜放过程中与空气的相对运动而产生 2.风阻力的计算 车辆单位风阻力R风可按下式计算 R风=(/2Q)v合2 Cx1Sl2 气流密度（0.125kg . S2/m4） Cx1 v合 方向与车辆纵轴方向成夹角时的轴向阻力系数； S车辆模型的参考面积，m2; l 车辆与模型的比例倍数；,v车 车辆的溜放速度，m/s; v风计算风速，m/s; v风方向与车辆纵轴方向的夹角，rad; v合方向与车辆纵轴方向的夹角，rad。,R风 车辆单位风阻力或推力，N/KN, 当逆风或顺风而v风 cos v车 时， 取“-”； Cx0正向吹风时(=0)时车辆的轴向阻力系数； f正向吹风时车辆的受风面积，m2。,四、曲线阻力和道岔阻力,1、曲线阻力 车辆溜经曲线时，比溜经直线所增加的阻力。曲线单位附加阻力可表示为 R曲=C/r=C/l曲 =458.7 /l曲 （N/KN） C常数，采用经验数据； r曲线半径，m; 曲线转角，rad; l曲曲线长度，m; 曲线单位阻力功: H曲= 8（N m /KN） 2、道岔阻力 由于车轮溜经道岔时撞击尖轨和辙叉而产生的阻力。目前我国每个道岔的单位阻力功采用24Nm /KN 。 H岔= 24 n （N m /KN）,第四节 驼峰设计中气象资料的确定,第五节 驼峰自动化概述,一、驼峰作业自动化内容 1)驼峰机车推送速度控制自动化 2)车辆溜放进路控制自动化 3)车辆溜放速度控制自动化 4)解体提钩自动化和摘、接风管自动化 二、驼峰自动化调速系统 根据驼峰采用的调速设备、合理的平、纵断面、相应的自动化测量设备、计算设备、自动化控制设备，对勾车溜放全过程的速度进行控制，基本上可分为： 点式调速系统、 连续式调速系统、 点连式调速系统。,(一)全减速器点式调速系统,1、系统特点 全部采用减速器，通过在溜车径路上的几个固定地点设置减速器制动位（点）对溜行钩车的速度进行控制,在驼峰溜放部分，、制动位采用定定出口速控方案，设有测重、测速、测风、测温度、湿度及自动速控设备，进行间隔调速控制。 在车场部分，调车线上的、制动位减速器采用变速控制方案。溜放钩车在、制动位的出口速度是根据调车场内溜放车辆的单位总阻力、调车场线路的纵坡、调车线的空闲长度等因素，由计算机计算确定后输出给减速器控制装置，进行、制动位目的调速控制。,2、系统功能评价,减速器动作机动灵活，能适应复杂的钩车组合条件，提高推送速度，驼峰解体能力大。 钩车通过道岔和减速器制动位的速度比较高。 运营效果取决于运营条件。 对于油轮、大轮、薄轮货车减速器的制动力衰减较大，影响制动效果和作业安全，需采用人工防护措施。 电子设备多，作业控制中受电磁干扰较其它调速系统严重。这些复杂设备购置费用大，除要求安全可靠外，还要求提供高水平的维修养护。,（二）全减速顶连续式调速系统,1、驼峰全减速顶连续式调速系统 （1）系统特点 该系统将驼峰平、纵断面设计与减速顶的布置结合起来，利用合理的平、纵断面，使难行车从峰顶溜至第一分路道岔前，前、后钩车拉开必要的间隔距离，保证道岔的安全转换，并使钩车继续保持较高速度通过道岔区，进入调车场。 在调车线的头部设置一定长度的减速顶群，将钩车速度降至安全连挂速度，直至与停留车安全连挂。 中行车和易行车在此种纵断面上溜行有多余的能量，利用减速顶进行控制，使难、中、易行车等速运行。,（2）系统功能评价,安全连挂率高，减少了驼峰机车下峰整场时间，提高了驼峰的解体能力。采用减速顶调速设备，克服了减速器对油轮、大轮、薄轮货车制动力衰减的不安全的因素。 调速系统的设备单一，稳定可靠。 调速系统不需要外部能源，而减速器点式调速系统需要消耗大量能源。 减速顶安装简单，工期短，便于保养维修，对运营干扰小。 投资费、运营费较点式调速系统少。 缺点是推送解体速度较低，只可在地形坡度较陡、车流性质单一的中、小型驼峰上采用。,2股道全减速顶连续式调速系统,系统的特点是从峰顶至调车线的顶群区入口 处不设调速设备。在调车场内的布顶方式与驼峰全减速顶连续式调速系统相同。这种调速系统适合于中、小型驼峰现代化采用。,（三） 点连式调速系统,点连式调速系统是一种点式调速与连续式调速相结合的调速系统。一般是在驼峰溜放部分设置两个点式减速器制动位、，在调车线入口设置一个点式减速器制动位，紧接其后或在它的有效控制距离（打靶区段）终端开始设置连续式调速工具（多为减速顶），直至调车线尾部。,减速器+减速顶点连式调速系统 减速器+钢索牵引推送小车点连式调速系统 减速器+锁闭式加减速顶点连式调速系统,1、系统特点 （减速器+减速顶（打靶）点连式调速系统）,、制动位采用减速器进行间隔及目的制动，减速器动作灵活，可以适应路网性编组站车流性质复杂，解体能力大的要求。调车场内的目的调速主要采用减速顶，可充分发挥减速顶连挂率高、运营效果好的优点。,2、系统功能评价 主要优点： 1）发挥了点式和连续式两种调速系统的优点，又相互弥补了各自的不足；既保持了减速器调速的机动灵活性，又发挥了调车线内用减速顶连续调速安全连挂率高的优点。在运营上能适应复杂的钩车组合条件，满足大、中型驼峰对解体能力的要求。,2）点连式调速系统的解体能力比点式或连续式调速系统的解体能力大。 3）点连式调速系统比点式调速系统有较大的经济效益。 主要缺点： 1）点连式调速系统的设备品类多，管理与维修不便。 2）在点式速控范围内，用减速器进行调速，减速器对油轮、大轮、薄轮货车的制动力衰减，速控误差大。,来舟站驼峰,第二章 驼峰平、纵断面设计,设计或选用定型的调车场头部平面图 计算峰高 计算需要的制动能力，确定其合理分布 设计驼峰纵断面 驼峰检算 确定驼峰改编能力 第一节 驼峰调车场头部平面设计 第二节 驼峰高度计算 第三节 驼峰纵断面设计,驼峰设计及计算的任务,第一节 驼峰调车场头部平面设计,一、调车场头部平面设计要求 1）尽量缩短自峰顶至各条调车线计算点的距离L计。 2）各条调车线的L计及总阻力R总相差不大。 3）满足正确布置制动位的要求，尽量减少车辆减速器的数量。 4）使各溜放钩车共同走行径路最短，以便各钩车迅速分散； 5）不铺设多余的道岔、插入短轨及反向曲线，以免增加阻力； 6）使道岔、车辆减速器的铺设以及各部分的线间距等均符合安全条件。,二、车场头部平面设计的具体规定,1、道岔类型 为尽量缩短L计，便于车场内线路成线束布置， 一般在调车场头部采用6号对称道岔或7号三开道 岔。当调车场内股道较多时，最外侧线束的最外侧道 岔可以采用交分道岔或9号道岔。 2、道岔绝缘区段 在采用集中道岔的情况下，为防止在道岔转换过 程中驶入车辆以致造成事故，应在每一分路道岔的尖 轨尖端前设一段保护区段l保，它是道岔绝缘区段l绝的 一部分。 l保=v最大t转 采用ZK型电空转辙机时，t转按1.0s计算。,3、线束的布置一般采用两侧对称的线束形布置，6或8股一束。 4、减速器制动位的布置 5、曲线设置 6、推送线和溜放线 驼峰前设有到达场时，应设2条推送线；如采用双溜放作业时，可设3-4条推送线；峰前不设到达场时，根据解体作业量的大小，可设1条或2条推送线（即牵出线）。两推送线的线间距不应小于6.5m。溜放线的数量应根据调车线数、线束数量、解体作业量和作业方式决定，单溜放46个线束时，2条溜放线。 7、迂回线和峰顶禁溜车停留线 8、峰顶至第一分路道岔前基本轨缝的距离：30-40m,二、驼峰峰高计算 1、峰高 驼峰的高度是指峰顶与难行线计算点之间的高差。 在溜车不利条件下以5km/h的推送速度解体车体时难行车能溜至难行线的计算点。 溜车不利条件：车辆的基本阻力与风阻力之和为最大的溜放条件。 难行车：标重50t的棚车，总重30t 难行线：车辆溜放总阻力最大的线路,2、减速器+减速顶点连式调速系统的驼峰高度，应保证在溜车不利条件下，以1.4m/s推送速度解体车列时，难行车溜到难行线打靶区段末端仍有1.4m/s的速度进入减速顶的控制区。 3、溜车不利条件、溜车有利条件、难行线、易行线、溜车方向、计算点的位置,第三节 驼峰纵断面设计,一、设计要求（点连式） 1.溜放部分应设计为面向调车场方向的连续下坡； 2.在有利溜放条件下，以km/h推峰速度解体车列，易行车进入减速器不超过最大允许入口速度； 3.易行车在有利溜放条件下，以km/h推峰速度解体车列，经间隔制动位全部制动后，溜入易行线警冲标处速度不大于5km/h；,4.加速坡的坡度和坡段长度据峰高按站规推荐值确定；加速坡与中间坡变坡点设在第一分路道岔前。 5.制动位所在的中间坡（自第一分路道岔前至线束始端，保证易行车不超速）设计成二坡段，坡度据设置间隔制动位情况按站规推荐值确定。 6.道岔区坡（线束道岔始端至车场制动位始端）设计成二坡段，变坡点设在调车场警冲标附近（最后分路道岔）。 7.纵断面的变坡点距减速器制动位、道岔尖轨和辙岔部分不小于T竖。,加速坡、中间坡、道岔区坡,二、设计原则（点连式） 1.保证较高的解体和溜放速度 2.车辆峰顶脱钩后加速快，整体保持高速溜行 3.兼顾难易行车，其矩形速度曲线应接近，保证必要的时间和空间间隔,三、设计方法 1.采用加速区、高速区、减速区和打靶区的坡段划分 2.根据平面设计确定各个坡段的长度 3.根据速度约束条件确定各个坡段的高度 4.根据设计原则以及设计要求确定各个坡段的坡度划分，结合平面设计确定变坡点位置,调车场平纵断面示意图,各坡段的设计 在有利溜放条件下，用易行车从峰顶溜到I制动位入口时，其速度不超过7m/s为约束，进行加速区的设计 在不利条件下，用难行车从峰顶溜到II制动位入口时，其速度不超过7m/s为约束，进行高速区的设计 减速区的坡度一般采用易行车在有利溜放条件下的阻力当量坡，使易行车溜出高速区域后不加速 打靶区坡度一般采用0.61,减速区、打靶区纵断面图,点连式驼峰溜放部分纵断面图,来舟站驼峰纵断面图,第四节 峰顶平台及有关线路纵断面设计,一、峰顶平台 一般采用7.510m 1、保证作业安全，不损坏钩舌销 2、单个车辆脱钩时不降低峰高 3、不会导致车钩压不紧而产生的钓鱼现象 4、能满足禁溜