铁道机车专业教学武汉铁路黄秀川32课件

铁道机车专业教学资源库武汉铁路职业技术学院主讲：黄秀川《高速动车组技术》课程武汉铁路职业技术学院黄秀川直线、曲线与坡道目录CONTENTS02直线03曲线04坡道01铁路线路的平面和纵断面铁路线路的平面和纵断面线路中心线铁路线路在空间的位置是用它的中心线来表示的。线路中心线是指距外轨半个轨距的铅垂线AB与两路肩边缘水平连线CD交点O（也可称为线路的中心点O）的纵向连线。铁路线路的平面和纵断面铁路线路的纵断面线路中心线展直后在水平面上的投影，叫做铁路线路的平面。线路的平面表明线路的直线、曲线变化状态；线路中心线展直后在铅垂面上的投影，叫铁路线路的纵断面。线路的纵断面表明线路的坡度变化。铁路线路的平面和纵断面是由直线和曲线组成的。铁路线路的平面和纵断面铁路线路的纵断面如图所示为铁路的纵断面图

铁路线路的设计必须满足行车安全、平顺、保证旅客乘坐舒适性及便于线路维修等要求。同时，保证工程和运营两个方面的经济性要求。直线两股钢轨的轨顶在平面上的相对位置要求两股钢轨在直线地段时，轨顶应在同一水平面上。若左、右两轨的四点间不在同一水平面上则称为有三角坑。当车辆停放在直线上时，如果轨顶不在同一水平面上，将使车辆轮对所受的垂向力产生不均匀分配。为减小与控制垂向载荷的不均匀分配，要求正线和到发线沿线路长度方向每18m的距离范围内无超过4mm（其他线为6mm）的三角坑。直线无缝线路直线沿平面向前延伸时分为：有缝线路无缝线路有缝无缝直线无缝线路我国有缝线路接头对接方法：

我国采用左、右轨同时出现轨缝的对接接头方法，这种形式比轨缝左、右错开排列的错接接头容易保证任意4点的轨顶在同一平面内。我国无缝线路的铺设方法

无缝线路是用普通标准长度的钢轨在线路上焊接而成的长钢轨，不能理解为在无限长的线路上都不出现一个轨缝，而仅是大大减少了轨缝的数量。由于接头减少了，使车辆运行能更趋平顺，线路也减少了破坏。钢轨的热胀冷缩是无法避免的，无缝线路靠轨枕、道床等形成的纵向阻力阻碍钢轨的变形，这称为“锁定”。直线线间距线间距对高速铁路的影响无缝线路在高速复线铁路上，两列车在交会时将产生巨大的会车压力波，引起列车横向摇晃。该压力波近似地与双向列车运行相对速度的平方成正比。对于高速铁路线路而言，正线线路间距大小主要由列车交会时产生的会车压力波及其梯度所决定。采用较大的线路间距，无疑会使工程投资增大，但列车的气密性、门窗结构强度等可适当降低，可节约部分费用；采用较小线间距，将增加列车的制造成本，但可降低少部分工程造价。线路间距大小应综合考虑决定。直线线间距高速铁路线间距规定日本：区间线路上的线路间距至少为4.2m。

在站内线路上的线路间距为4.6m。法国：线路间距为4.2m。德国：线路间距为4.5m。我国对线路间距的规定如下：200～250km/h时，线间距≥4.6m；250～300km/h时，线间距≥4.8m；300～350km/h时，线间距≥5.0m。直线线间距高速铁路线间距规定日本：区间线路上的线路间距至少为4.2m。

在站内线路上的线路间距为4.6m。法国：线路间距为4.2m。德国：线路间距为4.5m。我国对线路间距的规定如下：200～250km/h时，线间距≥4.6m；250～300km/h时，线间距≥4.8m；300～350km/h时，线间距≥5.0m。曲线圆曲线和缓和曲线曲线线路包括圆曲线缓和曲线曲线圆曲线和缓和曲线列车在通过曲线线路时，车辆和旅客都要经受离心力。离心力大小与车辆质量，曲线通过速度及曲线半径有关。车辆质量和曲线通过速度越大、曲线半径越小，离心力越大。曲线外轨超高离心力不但增加了列车与线路之间的轮轨相互作用力，而且影响旅客的乘车舒适度。为了减少列车通过曲线线路时旅客经受的离心力和轮轨之间的相互作用力，各国铁路均采用在曲线线路上设置超高的办法，即把曲线线路外轨抬高，而内轨保持原来的高度不变。外轨超高的大小与各次列车通过曲线的平均速度的平方成正比，与曲线半径成反比。曲线外轨超高曲线大小带来的影响主要有两点：（1）降低曲线通过速度。列车通过曲线时会形成一种附加阻力，称为曲线阻力。曲线半径越小，曲线阻力越大，运营条件越差，列车的运行速度也越低。（2）增加轮轨磨耗。曲线半径越小，磨耗增加越大。曲线缓和曲线设置缓和曲线设置在直线与圆曲线之间。其作用是当列车由直线（或圆曲线）驶向圆曲线（或直线）时，使离心力逐渐产生或逐渐抵消，并减缓轮对对外轨的冲击。列车在缓和曲线范围内，曲率和超高在零至圆曲线规定的半径和超高之间变化，应满足行车安全和旅客舒适度的要求。随着列车运行速度的提高，已经使用的三次抛物线缓和曲线的线型难以完全满足旅客舒适度的要求。因此，有些国家研究采用了曲线型超高顺坡缓和曲线，即目前选用的半波正弦曲线。坡道最大坡度日本的高速线最大坡度为15‰；法国吸取并发展了日本的经验，成功地实现了35‰的最大坡度；我国京沪高速线由于建在东部地势较平坦处，最大坡度为12‰高速线路必须经常维持其良好的质量状态，以确保列车能安全与平稳地运营。通过高速检轨车定期对线路几何状态及动态参数进行实时测量，并把经微机处理后的结果作为线路维修、保养的依据。坡道限制坡度限制坡度的大小对运营和工程两方面均有影响。在运营方面，限制坡度增大，牵引重量减少，列车速度降低；而工程方面，可以适应地形，减少建设线路的工程量。高速线路的最大坡度除与地形条件有关外，还与高速动车组的牵引功率、牵引特性和制动性能有直接关系。东海道新干线的正线最大坡度为15‰，在2.5km以内允许到18‰，列车回送线延长250m以内最大坡度可不大于30‰，列车停车及解编的线路最大坡度不大于3‰。坡道变坡点与竖曲线

坡道变坡点与竖曲线竖曲线半径一般采用圆曲线形。竖曲线半径的大小，除应保证列车经过变坡点时车钩不脱钩、车轮不脱轨外，还应考虑在竖曲线上产生竖向离心加速度和离心力对旅客舒适度的影