轨道几何形位

2020/2/121第五章轨道几何形位trackgeometry几何形位：是指轨道各个部件的几何形状、相对位置和基本尺寸。目的是保证机车车辆在轨道上安全、平稳、不间断地运行。2020/2/122第一节机车车辆基本知识rollingstocks机车车辆LocomotivePulledstockpassengervehiclefreightvehicle铁路机车的分类：运用和牵引动力来划分从运用上分，有客运机车、货运机车和调车机车2020/2/123牵引动力蒸汽：内燃：东方红型内燃机车2、东风3型内燃机车4型内燃机车东风5、东风6、东风7型内燃机车8型内燃机车9型、东风10型内燃机车11型、东风12型内燃机车电力：韶山1、韶山2、韶山3型电力机车4、韶山5、韶山6型电力机车7电力机车8型、韶山9型电力机车2020/2/124内燃动车组和电动车组国产内燃动车组国产电动车组高速电动车组国产摆式动车组动力分散，一种叫动力集中2020/2/125车辆按用途分：客车和货车——硬座车、软座车、硬卧车、软卧车、餐车、行李车、邮政车等。常见的货车则有平车、敞车、棚车、罐车、保温车等。按车辆的轴数分：四轴车、六轴车、八轴车等。轴数越多，车轮也越多，载重量就越大。按车辆的载重分：货车有50吨、60吨、75吨、90吨等不同的载重量。2020/2/126车辆的基本构造五大部分组成：车体车底架走行部车钩缓冲装置制动装置2020/2/127转向架组成bogies轮对侧架和摇枕轴箱油润装置弹簧减振装置基础制动装置2020/2/128机车车辆的运动形态与类型(1)沿轨道纵向的振动，称为伸缩运动(x方向)；(2)车体的横向振动，称为侧摆运动(y方向)；(3)车体的上下振动，称为沉浮运动(z方向)；(4)车体绕垂直轴(z轴)的振动，称为摇头运动(又称蛇行运动)；(5)车体绕纵向水平轴(x轴)的振动，称为侧滚运动；(6)车体绕横向水平轴(y轴)的振动，称为点头运动。我国常用机车车辆类型见P153表5-22020/2/129本节总结轨道的组成；转向架构造及分类；轮对的组成及尺寸；锥形踏面优点；2020/2/1210第二节轨道几何形位的基本要素轨道几何形位五要素：1.轨距2.水平3.前后高低4.方向5.轨底坡2020/2/12111、轨距gauge1）定义：两股钢轨头部内侧作用边，轨顶面以下16mm处与线路中心线相垂直的距离。2020/2/12122)量测：静态：道尺动态：轨道检查车（轨检车）3）标准轨距：1435mm误差：+6，-2mm4）轨距不平顺≯2‰2020/2/12132、水平crosslevel1）定义：两股钢轨顶面在直线上水平，曲线上保持一定超高。2）目的：保持两股钢轨受力均匀3）量测：道尺与轨检车4）水平不平顺规定：≯4mm误差变化率：小于1‰2020/2/1214三角坑（扭曲不平顺）twist左右两股钢轨顶面相对于轨道平面发生的扭曲状态量测基长：18m，现行工务规则：6.25m。1m1mm2020/2/1215三角坑示意图危害：引起车辆侧滚和侧摆，轮载变动，车辆倾覆脱轨，危及行车安全，必须立即消除。2020/2/12163、前后高低TrackProfile1）定义：线路纵向平顺情况2）量测：10m弦4mm不平顺RLfRLfR8)2()(22222020/2/12173）高低不平顺irregularitya）静态：钢轨磨耗，轨枕腐烂，道床下沉b）动态（动力型不平顺）：★接头支承刚度削弱★轨枕失效或扣件松脱★道床暗坑或空吊板★道床板结或松散短波不平顺，增大轮轨作用力，长波不平顺降低旅客舒适度。2020/2/12184、方向TrackAlignment1）定义：线路中心线的方向centerline2）量测：直线：10m弦chords4mm曲线：20m弦3）方向不平顺危害：misalignment☆横向力增加☆容易脱轨☆胀轨跑道2020/2/12195、轨底坡1）定义：钢轨底面对轨枕顶面的倾斜度（内倾度）2）目的：cant﹡车轮压力集中于钢轨中轴线上﹡减小荷载偏心矩﹡降低轨腰应力﹡避免轨头与轨腰连接处发生纵裂2020/2/1220第三节曲线轨道轨距加宽widening目的：为了减少磨耗，使转向架顺畅通过加宽方法：曲线内轨内移，外轨不动铁路城市轨道交通曲线半径(m)轨距加宽(mm)递减率曲线半径(m)轨距加宽(mm)递减率R≥3500200~1515350R≥3005150~10110R300151‰，困难条件下的站线2‰2‰，困难条件下3‰2020/2/1221一、机车车辆内接通过方式（1）斜接通过（2）自由接通过（3）楔接通过2020/2/1222二、轨距加宽计算原理1、按机车最大固定轴距顺利通过最小半径曲线的条件确定轨距（楔接通过）2、按车辆自由内接的方式通过曲线确定固定轴距与全轴距2020/2/1223机车楔接通过轨距加宽计算minmax21NwwffqS2020/2/1224参数说明：maxq最大尺寸的机车轮对尺寸，查P151表5-1，1422mm）；轨距（虑一定轮轨游间时所需机车以楔接通过，并考mmSw距；轨轨距线上形成的外矢最前、最后位外轮在外wf线上形成的内矢距；中间两内轮在内轨轨距Nf）；机车轮轴的总横动量（轨距容许负偏差，mmmm4）。轮轨间最小的游间（mmminminmax21NwwffqS2020/2/1225确定轨距加宽量计算出来需要的最大轨距与标准轨距比较如果需要的轨距大于标准轨距则要加宽如果需要的轨距小于等于标准轨距无需加宽加宽量等于0maxSSS2020/2/12262、按车辆自由内接计算加宽量21mRXLRX2,2212211X1：瞬时转动中心位置0m2020/2/1227三、曲线轨道最大容许轨距按安全条件限制最大加宽考虑最小尺寸轮对不掉道straTdSminminmin。轮背内侧距缩短量，；弹性挤开量，钢轨轨头圆角半径；；踏面变坡点至轮背距离最小轮背内侧距；最小轮缘厚度；mmmmraTdst22minmin2020/2/1228回顾：一、为什么曲线加宽？如何加宽？二、加宽计算原理（1、2、3）三、转向架内接通过曲线方式：四、机车楔接通过计算加宽五、车辆自由内接计算加宽六、安全条件限制最大加宽2020/2/1229第四节曲线外轨超高superelevation目的：平衡离心力，使内外两股钢轨受力均匀，垂直磨耗均等，旅客不因离心加速度而感到不适。2020/2/1230作用在车体上的离心力RvgGRvmJ22gRvShmmSShGRvgGGJ211121500,tantansin0sincossincos为钢轨中心线距离，，2020/2/1231超高计算公式：.,/,:,8.112mRhkmVmmhRVh式中单位计算结果取整，取为5mm整倍数。2020/2/1232超高计算原则：按两股钢轨受力均匀计算超高；按旅客舒适条件检算超高；按安全条件限制最大超高。目的：平衡离心力，使内外两股钢轨受力均匀，垂直磨耗均等，旅客不因离心加速度而感到不适。设置方法：外轨抬高，在高速铁路和城市轨道交通的圆形隧道内等上是外轨抬高内轨降低。2020/2/12331、按两股钢轨受力均匀计算超高计算公式：均衡速度：1）既有线：考虑速度和质量的加权平均速度2）新线：最高设计行车速度的80%NPNPvmmvv220Rvh208.11max08.0vv0V2020/2/12342、按旅客舒适条件检算超高未被平衡的离心加速度：1）若122max2maxmax0maxmax8.11,8.11,SghRVahRVhhRVhVVq速度为：对应的未被平衡离心加则存在欠超高：，但实际设置的超高为则应该设置的超高为：2020/2/1235人体对极为敏感，的容许范围为：一般：特殊困难：则未被平衡离心加速度要小于则：20/5.0~4.0sma20/6.0sma0a0a012maxaSghRV002max12153,1538.11/,1500,/8.9maxahahRVhkmVmmSsmgq即为单位代入：以2020/2/1236同理：若0210min153,8.11,minahRVSghhVVgg要求则存在过超高，。，过超高不大于困难情况不大于，不大于规定：未被平衡欠超高线路mmmmmm，hkmV509075/120其他速度档的欠超高和过超高见P166表5-62020/2/12373、曲线轨道外轨超高最大值的规定1）稳定系数定义不稳定。时，当稳定；时，当，临界稳定；时，当定义一个稳定系数,12,1212,2/211111nSenSenSeeSeSn为偏心距e2020/2/12383、按安全条件限制最大超高2）偏心距与欠超高关系7.5,132,908.6,110,755.8,88,60322：,',',,''21111nmmemmhnmmemmhnmmemmhn，hHSeSnhSHeSBAhAAHOOeCOBAAACOOOqqqqqq不应小于所以2020/2/12393、按安全条件限制最大超高3）曲线上临时停车所有的实设超高都为过超高。我国铁路规定最大外轨超高为150mm。规定稳定系数3n2020/2/12404、曲线轨道上最高行车速度曲线是轨道的薄弱环节：限速RVmmhRVmmhRVmmhmmhhkmRhhVhhRVahqqqqqq5.4,903.4,752.4,60150)/(8.118.11,153maxmaxmaxmax2max0时2020/2/1241本节总结：1、超高设置目的，方法；2、超高计算原则；3、超高计算公式；4、均衡速度计算方法；5、未被平衡的离心加速度及限值；6、欠超高和过超高；7、稳定系数与偏心距；8、曲线上临时停车的稳定系数；9、曲线上最高行车速度。2020/2/1242第五节缓和曲线目的：1）为了使ZH和HZ点离心惯性力不致突然产生和消失；2）为了使轨距加宽和外轨超高在缓和曲线范围内逐渐变化。2020/2/1243一、缓和曲线几何形位的要求1、坐标要求2、偏角要求3、曲率要求4、曲率变化率要求5、的要求dldk22dlkd2020/2/12441、坐标要求2、偏角要求3、曲率要求ZH（直缓点）HY（缓圆点）要求（0，0）（x0,y0)连0续01/R变化0),(yxk2020/2/12454、超高顺坡要求直线型超高顺坡曲线型超高顺坡•直线型超高顺坡在ZH和HY点处，存在折角0dldkEdldEkdldhtg2020/2/12465、车轴角加速度时变率在ZH和HY处角加速度不突然产生消失两者之间连续变化。点处、要求在又,0,0,,,sin2222221222221221dlkddtdHYZHdlkdSEVdtddtdlVdtkdSEdtdkEhSh022dtψd2020/2/1247缓和曲线线型条件符号始点（ZH）l=0终点（HY）l=l0始点至终点变化0y0001/R连续变化0000dldk22dlkdyk02020/2/1248三、常用缓和曲线1、满足坐标、偏角、曲率要求的缓和曲线线型00000,100;00llkkRkllkkllkl程为：满足这些条件的基本方时，时，时，下面推导缓和曲线方程：00,00kkllkl时，时，当2020/2/1249偏角表示的缓和曲线方程CRlldldlRldlllkdkdldld0200021RlllHYRllCl2,20,0000002