驼峰平面、纵断面设计.ppt

第1页,第二部分驼峰平、纵断面设计,第2页,第一节调车场头部平面设计,一、设计要求,除对咽喉区设计的一般要求外(紧凑、安全等)对于驼峰调车场头部平面设计还要求：1.各溜放径路的溜放距离及总阻力接近(这为共同峰高及限定连挂速度所必须)；2.各溜放钩车共同径路最短(以使钩车迅速分散，提高解体效率)；3.为减速器设置妥当部位。,二、具体规定,1.采用道岔类型主要采用6号对称道岔，以缩短咽喉长并使各线溜放阻力接近。,第3页,二、具体规定,2.各岔应设道岔绝缘区段(),当前后钩车太近时，将发生后续钩车过岔中出现进路转换。为此应设。有车处于及时，道岔将不可转换。,第4页,二、具体规定,2.各岔应设道岔绝缘区段(),的取值见教材P185，表521，其中第一分路道岔前的的较小，是因为初始速度较低。,是前后钩车应有的最小间距。,第5页,3.线束的布置,二、具体规定,（1）调车场应两侧对称布置，以均衡各线的溜放阻力。,（2）每线束前有一个制动位(II制动位)。若束内线少，总线束数增加，将增加制动位的个数；,（3）当束内线数不等，线数较多的线束应处于车场中间，此处线路顺直、曲线阻力小，束内线多其边侧线路将有较长的曲线，可平衡各线束总阻力。,若束内线多，总线束数可减少，并减少了制动位的个数，但使前后钩车的共同径路延长，不利于提高钩车密度，将降低解体能力，故束内线数及总线束数应适当。,第6页,二、具体规定,（1）减速器不能与道岔或曲线直接相连，应有夹直线段，以免车辆对减速器侧向冲击，并便于设置护轮轨和复轨器等。,4.减速器制动位的布置,第7页,二、具体规定,（2）减速器一般应设在直线上，每台减速器由N节组成，除有效制动长度外，两端还有喇叭口的长度。,（3）相邻线路上两减速器始端之间有最小线间距规定，以设置制动风缸等。,4.减速器制动位的布置,第8页,二、具体规定,4.减速器制动位的布置,第9页,二、具体规定,4.减速器制动位的布置,曲线,入口,入口,出口,出口,第10页,二、具体规定,类型,T.JK,1.8,0.117,0.55,0.4,4.减速器制动位的布置,每节长,制动能高,喇叭口长,两台间距,第11页,二、具体规定,T.JK3,4.减速器制动位的布置,类型,1.2,0.125,0.58,0,每节长,制动能高,喇叭口长,两台间距,第12页,二、具体规定,T.JK2A,16760,24960,4.减速器制动位的布置,类型,1.2,0.12,0.29,1.2,每节长,制动能高,喇叭口长,两台间距,应有间隔,第13页,5.曲线设置,二、具体规定,（1）曲线取较小半径，以缩短调车场头部长度，一般采用200m，困难时180m，条件允许可取300m，450m。,（2）岔后有曲线可不设g值，但反向曲线间要设d值。如无g值：轨距加宽可在曲线范围解决；必须有d值：以防车辆的两转向架同时位于两反向曲线上。,（3）为缩短咽喉长度，在连续两道岔间要设置曲线以尽快形成线间距，该曲线只能设在岔前的上（道岔不能设在曲线上）。能形成的最大转角取决于插入的短轨长及曲线半径的下限值。,第14页,6.推送线和溜放线,二、具体规定,到发场与调车场横列时，峰前牵出线就是推送线。,无峰前到达场，调车场一侧有到发场设1条，调车场两侧有到发场设2条推送线。,有峰前到达场一般设2条，双推单溜；双溜放时可设34条，以便预推。推送线提钩段应为直线。在主提钩一侧应设铺面。,（1）推送线,（2）溜放线,调车线较多时设2条，较少时也可1条。,第15页,二、具体规定,7.峰顶至第一分路道岔间的距离,此处不设制动位置，为使前后钩车在进入第一分路道岔时能形成必要的时间间隔，该距离取3040m。,第16页,二、具体规定,8.迂回线及峰顶禁溜线,（1）迂回线供车辆或有跨装货物不能过峰和过减速器时使用。经迂回线绕行入外侧调车线，当这样的车辆少时，设一条迂回线于不提钩作业的一侧。,第17页,二、具体规定,8.迂回线及峰顶禁溜线,（2）禁溜线：暂存因车载货物原因不能溜放的车辆。,出岔位置：当禁溜线从推送线出岔，辙叉应设在平台上；当溜放线坡度较小，尖轨可设在峰顶平台上。有效长150m左右。禁溜车较少时，禁溜线可与迂回线合设。,第18页,三、调车场头部设计,1.看懂附录图524；2.图上标出各控制点(岔心、曲线切点等)间的长度及线间距；3.对峰顶还标出平台长及净平台长；4.对减速器标出每台的节数；5.对各曲线的要素图中不标而用曲线表集中表达；,第19页,第二节驼峰高度计算,一、能高线原理,1.能量与功的转换,（1）物体具有的初始能量,（2）物体在运动中克服阻力作的功,第20页,一、能高线原理,（3）物体走行L距离后剩余能量,如物体此时在K处，其势能为，动能为,前式可表达为：,第21页,2.能高线原理,一、能高线原理,（1）H和Hk既可表示单位重力(1KN)的物体的势能，也表示地势的不同高度。故可照此，用一定的高度表示hvk、h推和hrk。,事实上，当物体以v1的速度处于H高度时与物体处于(H+h推)的高度而v1=0时的能量相等。,第22页,一、能高线原理,（2）用能高线表示功与能的转换关系,上图为“能高线图”，体现了能量守恒关系。曲线MD为能高线。,第23页,一、能高线原理,（2）用能高线表示功与能的转换关系,下滑力F滑与反向阻力F阻的大小关系，决定了物体下滑速度的变化趋势（加速还是减速）及动能状态（增加还是减少）。,第24页,二、峰高计算,1.峰高及其确定的原则,（1）驼峰高度，简称“峰高”，是指峰顶与特定计算点之间的高差。,（2）确定峰高的原则,驼峰峰高应保证在不利条件下以7km/h的速度推峰时，难行车能溜至特定计算点停车。,难行车,难行线：溜放总阻力最大的线，这种线常位于调车场的外侧，溜放径路上有最多的曲线和道岔。,不利条件：指有最大逆风和最低气温的自然条件，此时风阻力最大，也增加了基本阻力（低温对轴箱影响，加大基本阻力），推峰速度v推1.4m/s。,第25页,二、峰高计算,有利条件：无风，气温为27oC，,由以上分析可知，“特定计算点”实际上是难行线上难行车在不利条件下的停车点（溜放中不制动调速），对该计算点位置的指定实际上就是对峰高的限定。,计算点具体位置规定：简易驼峰：难行线警冲标内方50m处。机械化驼峰：难行线警冲标内方100m处。减速器减速顶点连式调速的半自动化、自动化驼峰：难行线第三制动位100m左右处。,第26页,（2）点连式驼峰高度：应保证以1.4m/s推峰时，在不利条件下，难行车溜到打靶区段末端仍有1.4m/s的速度进入减速顶的控制区。,二、峰高计算,第27页,（4）计算中注意事项,认为曲线阻力和道岔阻力及其做功与溜放速度无关，即在不同条件下其取值恒定。,二、峰高计算,在溜放部分及车场部分数值不同，应分段计算阻力功，当v溜取平均速度而不分段计算时，所求出的H峰，其实际产生的平均速度（）未必与起初取定的值相同，由于v溜与H峰的值互为因果，于是在H峰与v溜均值之间有调整迭代过程，以使两者对应不悖。,r基和r风的取值与溜放速度（）有关。可以按不同条件对取值（见教材P191表5-2-3及表5-2-4）,而完成对H峰的计算。,第28页,三、峰高计算举例,1.已知条件,(1)驼峰调车场头部平面图见图524。调车线36条，难行线为2道（1道存放禁止过峰车，一般无车溜入）。2道连接曲线末端距车场制动位始端有15m直线段。车场制动位长25m，打靶长度100m。(2)道岔为6号对称双开，转辙机为ZK型。(3)减速器溜放部分采用TJK型，调车场头部采用TJK2A型车辆减速器。(4)气象资料：不利溜放条件：气温t7，风速V风5m/s,风向与溜车方向的夹角=30o；有利溜放条件：气温t=27，无风。(5)V车4.5m/s。,第29页,三、峰高计算举例,2.对基本阻力r基的计算,计算公式见教材P169式512；以难行车为前提；式中参数的取值见教材P170表512（若表中无值，按线性关系调整取值），为基本阻力的均方差。,第30页,三、峰高计算举例,3.对风阻力r风的计算,求a(合力风与车组运行方向夹角)依据见P171，公式514；,的取值见P171表513（按难行车取，表中无值时按线性关系调整取值）,求r风的公式见教材P171式516其中使用的参数值f(受风面积)取P172表514。,第31页,三、峰高计算举例,4.H峰的计算,（1）求H峰的公式依据见P191式5210；（2）求曲线转角和时注意：,除曲线转角还需将道岔导曲线的转角计入；对称道岔导曲线转角取道岔辙叉角之半。,（3）求过岔数量(n)时，顺向过岔折算为0.5个道岔；,（4）推峰速度v推=5km/h=1.4m/s应以m/s的数值列入计算。在打靶区末端的连挂速度v挂，按教材P180的规定取v挂=1.4m/s；,（5）在车场中无蛇行，单位阻力少0.4N/KN，少作阻力功0.4l靶=0.4100m40(Nm/KN)=0.04(Nm/N),即可使H峰减少0.04m。,第32页,第三节驼峰纵断面设计,该图表明：峰高相同，纵断面不同，在各地点的瞬时速度不同。若钩车在各处的瞬时速度较高，则解体效率较高。但钩车在特定部位（如减速器、道岔等）有速度限制，故纵断面应有合理构成。,第33页,一、设计要求,1.减速器既能将车夹停，又可在缓解后车组能自行溜行，即减速器所在坡的坡度有下限要求。,2.道岔所在坡的坡度有上限要求，以求车组过岔时运行平稳,不超过限定速度。,3.最陡坡段（加速区第一坡段）有上限要求，以求调机能上峰；,4.减速器、道岔尖轨及辙叉不能处于变坡点的竖曲线上，变坡点前后为竖曲线。其切线长为：,式中，为相邻坡段的坡度代数差；为竖曲线的圆心角；R为其半径。,第34页,一、设计要求,5.既能适合难行车的溜行特点，使之能溜行至计算点；又能适合易行车的溜行特点，使之经调速后不超过指定地段的速度限制。,6.前后钩车有必要的时间间隔(距离)而能使之分别通过溜经的减速器和道岔，尤其是不利前后钩车组合时(前难后易)；该时间间隔也不能过大，以保证解体效率。,第35页,二、点连式驼峰溜放纵断面设计,溜放纵断面分四个区：加速区、高速区、减速区和打靶区。每一区中所含坡段未必唯一。相邻两区的分界点并非是变坡点。,1.划分坡区及坡段：,（一）准备工作,第36页,（一）准备工作,各坡区均以制动位有效端部(不含喇叭口)为分界点。对各坡区的设计不完全按顺序进行，以便于确定有特定要求的坡段。,1.划分坡区及坡段：,第37页,（1）I区应使易行车加速，以允许的vmax入I制动位。,2.各坡区的设计目的及设计思想,（2）I区和II区应使难行车加速，以允许的vmax入II制动位。,（一）准备工作,m/s,第38页,（3）III区的坡度下滑力等于易行车阻力，使之匀速溜行；其下滑力小于难行车阻力，使之减速溜行。,2.各坡区的设计目的及设计思想,（一）准备工作,m/s,第39页,（4）IV区坡缓，其下滑力小于钩车溜行阻力，使钩车减速溜行，其末速度不大于允许连挂速度v挂。,2.各坡区的设计目的及设计思想,（一）准备工作,m/s,第40页,（5）易行车（虚线）在三个制动位均发生制动调速，前两级制动是为控制其下一个入口速度，第三级制动是为其在计算点的速度不超过v挂。,2.各坡区的设计目的及设计思想,（一）准备工作,m/s,第41页,（6）难行线（实线）在各制动位不制动，自由溜放，溜放阻力应使其最终速度不超过v挂。,2.各坡区的设计目的及设计思想,（一）准备工作,m/s,第42页,3.画难行线平面展开图,此图是按图524绘出。图中反映从峰顶变坡点至难行线计算点范围内各基点(Pi)的距离，基点表示曲线切点、岔心和制动位端部。制动位的长度含两端喇叭口长。曲线反映转角及走向。,（一）准备工作,第43页,平面展开图的作用：（1）根据每个坡段应含设备确定相应坡段长；（2）便于计算曲线总转角及道岔数以求相应阻力。,3.画难行线平面展开图,（一）准备工作,第44页,限制因素：易行车在有利条件下，以1.94m/s的推峰速度，溜到I制动位有效始端时，其速度不超过容许的最大入口速度Vmax。,1.计算I区高度（h1）,（二）设计步骤,易行车到I制动位有效始端的总阻力高(m)为,注：I区只求峰高，其各坡段的坡度迟后进行。,第45页,（二）设计步骤,2.II区设计,限制因素：使难行车在不利条件下在II区一坡加速至vmax，在二坡保持该速度。,注意：II区有两个坡段,其变坡点距II制有效始端大于（喇叭口长）。,第46页,2.II区设计,（二）设计步骤,（1）II区一坡设计：,第47页,（2）II区二坡设计：,2.II区设计,高速区的第二坡段应使难行车继续保持原速溜行。因此，应使其坡度i22下滑力等于难行车总阻力。,（二）设计步骤,第48页,（2）II区二坡设计：,2.II区设计,i22不应小于8，以形成钩车的夹停起动条件。当把较小的i22调高为8时，i21应相应减少i，以免钩车进入二坡后速度大于Vmax，即：,式中，是二坡取8时钩车增加的动能。,（二）设计步骤,第49页,I区分成3个坡段,（1）I区一坡（l11，i11）设计：I区第一坡段应尽可能陡，使钩车尽快加速且与后续钩车形成间隔，但该坡段的上限值应能使调机爬得上去，故其坡度值i11可取定，I区一坡的变坡点在第一分路道岔之前(P4点前)。,（二）设计步骤,3.反向设计I区,（2）I区三坡(l13，i13)设计：为了不在I制动位始端变坡，应使I区三坡的坡度i13i21。I区三坡l13i13与二坡l12i12变坡点一般设在I制与顺向道岔之间。若如此设置，在两变坡点间放不下两条T竖，则两变坡点合一设在I区一坡的变坡点处(此时I区为两段坡)。,第50页,（3）I区二坡（l12，i12）设计：,若i12i13，为避免出现反坡，则应调整减小i11，使i12i13，但h1的总高度不变。若因故须降低峰高时，可减缓I区的坡度，此时钩车(易行车，有利条件下)进入I制的入口速度小于vmax。,由以上分析可知，I区的一坡为取定值，三坡为延伸取值，故先确定，再最后设计二坡。,（二）设计步骤,3.反向设计I区,第51页,l4是从制有效始端至计算点止。由制的长度l制和打靶距离l靶两部分组成。,（二）设计步骤,4.IV区设计,第52页,（二）设计步骤,4.IV区设计,作用：实现目的制动，“打靶”实质上是按溜放距离而对溜速的调节，以实现安全连挂，故“打靶”与目的制动的含义相同。I、II制主要实现间隔制动。,设置位置：设在每条调车线始端，离岔后曲线尾端（切点）至少有一辆车长的直线。以使钩车进入减速器时两个转向架都处在直线段上，平顺入III制。设测阻区段时，该直线段应加长。,（1）制动位设置位置,第53页,4.IV区设计,（二）设计步骤,（2）制动位坡度及长度：不考虑车辆夹停后的起动坡度。此段坡的坡度一般采用23，高寒地区采用34，制动位的长度宜采用2530m（制的过车密度较小，且有I、II制防护，钩车夹停后易于处置，影响面小，若考虑夹停起动条件，制所在坡将较陡，这招致打靶区延长，影响调车线的连挂区长度）。,第54页,(3)打靶长度：打靶长度一般为80150m，寒冷地区适当减少其长度。难行车冬季离开减速器的溜行速度为44.5km/h，其溜行的距离称为难行车控制的打靶长度。易行车夏季以低速离开减速器后逐渐加速至安全连挂速度，其溜行的距离为易行车控制的打靶距离。,(4)打靶区段坡度：其坡度的上限值应使易行车出打靶区后不超速，其下限值应使难行车在打靶区内不中停。一般采用0.61.0的下坡，必要时可以采用平坡。,4.IV区设计,由上可知，IV区的两坡段是根据使用条件取定，故可先行设计。,（二）设计步骤,第55页,范围：制动位有效末端至制动位有效始端。这是最后设计的坡区，有：,h3H峰h1h2h4,5.III区设计,（二）设计步骤,第56页,5.III区设计,（二）设计步骤,本坡区应使易行车在有利条件下降低溜速，或使之加速但在III制入口不超速。由于这是最后设计的坡区，当I区取坡陡且长时，会使III区成为反坡(上坡)。此时应减少I区一坡或II区一坡的坡度、坡长(它们的坡度较大，有调整空间)，使III区不为反坡，或为不大于0.6的反坡。,第57页,5.III区设计,（二）设计步骤,(1)III区一坡设计：它是相邻的II区二坡的延伸，即实际上，该坡段是II制有效末端所在地段，有，使i31与i32变坡时，其竖曲线的切线不侵入制范围内。可见，为推知或取定，为了避免纵断面各坡段的长度出现米以下的小数，应将同坡段的的小数进整。,，,第58页,5.III区设计,（二）设计步骤,（2）III区二、三坡设计：该两坡段的平均坡度为：,第59页,5.III区设计,（二）设计步骤,（2）III区二、三坡设计：,第60页,5.III区设计,（二）设计步骤,（2）III区二、三坡设计：,注意：III区三坡的长度应稍短，使与相邻的IV区一坡的变坡点左移，以在该变坡点与III制动有效入口之间能放入。即应先对延伸，定出的终点后，再设计。但当的长度宽余，III制可右移时，前述过程可略。,第61页,（三）结论,综上所述，点连式驼峰溜放纵断面设计的特点：(1)在有利条件下，按易行车从峰顶溜到I制有效入口时，其速度不超过容许速度7m/s为约束条件，进行I区的设计；,(2)在不利条件下，按难行车从峰顶溜到制有效入口时，其速度不超过容许速度7m/s为约束条件，进行II区的设计；,第62页,（三）结论,(3)III区的坡度一般等于或小于易行车在有利条件下的阻力当量坡，使易行车溜出高速区之后不加速；(4)IV区的坡度一般采用0.61，使钩车减速最终不超过V挂；(5)先设计按运用条件应取定的坡段，再设计须经计算才能确定的坡段。当各坡段不能合理衔接时，先取定的坡段可以再度调整取值。,第63页,三、驼峰纵断面设计示例,（一）画平面展开图，求峰顶至计算点的距离(L计)及H峰,1.平面展开图如图5-2-7,第64页,2.L计是各基点间距之和，可求原点P1至各P点横坐标,3.H峰的计算过程见教材P193,（一）画平面展开图，求峰顶至计算点的距离(L计)及H峰,第65页,（二）计算I区（加速区）的高（）,1.求的前提：易行车有利条件下在I区终端以Vmax入I制；,2.求的公式,(2)计算公式见P171式516；,(4)曲线转角中注意加入道岔导曲线转角；,(5)过岔数量n中注意顺向过岔取半个。,(1)计算公式见P169式5-1-2(教材P199对的求值有误，应为1.38N/kN)；,(3)溜行距离的取值见P199表526中基点P6的横坐标，但调整；,第66页,（三）先对II区（高速区）设计,1.设计II区一坡（）,（1）据平面展开图及各P点横坐标。,求II区长度及II区的两坡段长度(和),（2）求II区一坡的高度h21,（3）求II区一坡的坡度度,注意：（1）平面展开图中制动位的长含；,（2）制动位有效端部距变坡点不小于；,（3）求时参数（邻坡坡度差）未知，须对的预设值调整试算，或对预估。,注意共坡的和，其长度合计数凑整。,注意坡度的“千分点值”以0.5为最小步长。坡度按此取定后，应反求新的坡高。,第67页,（三）对II区（高速区）设计,2.设计II区二坡（）,（1）据和可求出；,（2）小于8时取8；,（3）取8后应调（减小）II区一坡；,（4）的值前已求出。,II区二坡应使难行车匀速溜行，即是难行车的阻力当量坡。,（四）再对I区（加速区）设计,（五）先设计IV区（打靶区）,注意III制的节数未知，其长度留