教案2 任务二 线路平面和纵断面认知

新课内容（分钟）备注-学年第二学期教师课时授课计划用纸第页任务二线路平面和纵断面认知一、线路的平面线路中心线在水平面上的投影，叫线路平面。它表明线路的直、曲变化状态。线路平面设计时，为缩短线路长度和改善运营条件，应尽可能设计较长的直线。但为了满足线路选线要求、适应地形变化、避让障碍物等，应设置曲线。线路平面由直线、圆曲线及连接直线与圆曲线的缓和曲线组成。(一)圆曲线线路在转向处所设的曲线通常为圆曲线，其半径的大小，反映了曲线弯曲度的大小。圆曲线半径越小，弯曲度越大。一般情况下，曲线半径越大，行车速度越高，但工程费用也越高。曲线半径宜按标准半径从大到小合理选用。《设规》规定的地铁圆曲线标准半径为3000m、2500m、2000m、1500m、1200m、1000m、800m、700m、650m、550m、500m、450m、400m、350m、300m、250m、200m、150m。特殊困难条件下，可设计为上列半径间10整数倍的曲线半径。轻轨尚无专用设计规范，其他类型的城市轨道交通相似工程的设计可参照《设规》执行。(二)曲线外轨超高h由于任何物体在做圆周运动时都会受到离心作用的影响，这种影响会使列车在通过曲线时产生强烈的摇摆和晃动，使旅客感觉不适，并产生外轨偏载，磨耗加剧。通常以设置外轨超高的办法，使列车自身的重力产生一个向心的水平分力，以抵消惯性离心作用的影响，达到内外两根钢轨受力均匀和垂直磨耗均匀，以满足旅客的舒适感，提高线路的稳定性和安全性。外轨超高的计算公式为:1.超高限值根据地铁行车速度、车辆性能、轨道结构稳定性和乘客舒适度要求等，《设规》规定曲线外轨的最大超高为120mm，当设置的超高值不足时，一般允许有不大于61mm的欠超高。2.设置方法(1)隧道内隧道内及隧道外U形槽结构内的整体道床地段的曲线超高，宜采用外轨抬高超高值的一半、内轨降低超高值一半的办法设置，这样可不增加隧道净空，节省结构的投资。(2)高架线、地面线高架线、地面线的曲线外轨超高，宜采用外轨抬高超高值的办法设置，以避免为保证内轨轨枕下最小道床厚度而增加轨道结构高度，从而增大桥梁荷载，影响桥梁结构。对于地面线碎石道床，这种设置方法有利于保持轨道几何尺寸，便于维修。(3)超高顺坡曲线外轨超高值应在缓和曲线地段内递减，无缓和曲线时，应在直线段递减。超高递减顺坡率不宜大于2‰，困难地段不应大于3‰。(三)缓和曲线缓和曲线的特征为：从缓和曲线所衔接的直线一端起，它的曲率半径由无穷大逐渐减小到它所衔接的圆曲线半径R。离心作用的影响与车辆运行速度平方成正比，与曲线半径成反比，当列车由直线向圆曲线运行时，由于缓和曲线曲率半径是逐渐减小的，因此，离心作用的影响也是逐渐产生和消失的，这样可避免造成列车强烈的横向摇摆。无缓和曲线时，应在直线段递减。超高递减顺坡率不宜大于2‰，困难地段不应大于3‰。(三)缓和曲线缓和曲线的特征为：从缓和曲线所衔接的直线一端起，它的曲率半径由无穷大逐渐减小到它所衔接的圆曲线半径R。离心作用的影响与车辆运行速度平方成正比，与曲线半径成反比，当列车由直线向圆曲线运行时，由于缓和曲线曲率半径是逐渐减小的，因此，离心作用的影响也是逐渐产生和消失的，这样可避免造成列车强烈的横向摇摆。(四)圆曲线间的夹直线线路上两条相邻的曲线不应直接相连，而应在两条相邻的曲线间设置一定长度的直线，以保证列车运行平稳，这条直线叫夹直线。两相邻曲线，转向相同，称为同向曲线；转向相反则称为反向曲线。车辆运行在同向曲线上，因相邻曲线半径不同，超高高度不同，车体向内的倾斜度也不同；车辆运行在反向曲线上，因相邻曲线超高方向不同，车体时而向左倾斜，时而向右倾斜。这两种情况都会造成车体摇晃震动，夹直线长度越短，摇晃震动越剧烈。《设规》规定：两曲线间的夹直线的长度，A型车不宜小于25m，B型车不宜小于20m，在困难情况下不得小于一个车辆的全轴距；车场上的夹直线长度不得小于3m。(五)曲线附加阻力当列车通过曲线时，由于离心作用的影响，外侧车轮轮缘紧压外轨，使其磨耗增大；又由于曲线外轨长于内轨，外轮在外轨上的滑行等原因，运行在曲线中的列车所受阻力比在直线上阻力大，两者之差称为曲线附加阻力。曲线附加阻力与列车重量之比，称为单位曲线附加阻力，用w曲表示。二、线路纵断面线路中心线在垂直面上的投影称为线路纵断面，它表明线路的坡度变化。线路的纵断面由平道、坡道及设在变坡点处的竖曲线组成。(一)坡道坡道的特征用坡段长度和坡度值来表示。(1)坡段长度为该坡段前后两个变坡点间的水平距离Li(m)。(2)坡度值i为该坡段两端变坡点间的高差Hi除以坡段长度Li，以千分数表示。坡度值上坡取正，下坡时取负。(二)竖曲线在线路纵断面上，若各坡段直接连接成折线，列车通过变坡点时，产生的车辆振动和局部竖向加速度增大，乘客舒适度降低。同时车辆处在最不利位置时，可能导致车轮脱轨或相邻车辆脱钩，影响行车安全。因此必须在变坡点处用竖曲线把折线断面平顺地连接起来，以保证行车安全、平顺和乘客乘坐的舒适度。1.竖曲线设置规定(1)当两相邻坡段的坡度代数差等于或大于2‰时，应以竖曲线连接。(2)车站站台计算长度内和道岔范围内不得设置竖曲线，竖曲线离开道岔端部的距离不应小于5m。(3)碎石道床线路竖曲线不得与平面缓和曲线重叠；不设缓和曲线时，竖曲线不得与超高顺坡重叠，否则立面轨顶超高顺坡与平面缓和曲线曲率渐变将形成复杂的空间曲线，施工中很难做成设计形状，运营中碎石道床也难以保持。2.竖曲线半径竖曲线半径大小与速度有关，速度俞高，要求半径愈大。根据地铁实行行车速度，《设规》规定地铁竖曲线半径应符合表1-16的规定。三)坡道附加阻力当列车在上坡道运行时，所受到的阻力比在平道上运行时受到的阻力大，两者之差即为坡道附加阻力。坡度值越大，坡道附加阻力越大。城市轨道交通线路的坡度在满足排水及标高控制要求的前提下应尽可能平缓，其坡度的取值规定如下：(1)正线最大坡度不宜大于30‰，困难地段可采用35‰，联络线、出入线的最大坡度不宜大于40‰。(2)车站坡度地下车站站台计算长度段线路坡度宜采用2‰，以防止车辆溜动，也便于站内线路排水；困难条件下不大于3‰。地面