必威电竞|足球世界杯竞猜平台

最小曲線半徑
來源:互聯(lián)網(wǎng)

最小曲線半徑(Minimum curve 半徑),或稱轉(zhuǎn)彎半徑,是軌道交通線路主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)之一,也是陸上運(yùn)輸工程中常用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。它反映了曲線的彎曲程度,其倒數(shù)稱為曲率,即曲線半徑越長,彎道的曲率就越小,彎度越緩。最小曲線半徑與運(yùn)輸工具容許的最大運(yùn)行速率呈正相關(guān),是限制列車最高速度的主要因素之一。中國高速鐵路在運(yùn)輸組織模式上為本線與跨線旅客列車共線運(yùn)行的客運(yùn)專線模式,在選用最小曲線半徑時(shí)需要考慮多種因素。最小曲線半徑對工程費(fèi)和運(yùn)營費(fèi)都有很大影響,因此合理地選擇最小曲線半徑是線路設(shè)計(jì)的重要任務(wù)之一。除了最小曲線半徑和最大縱坡以外,列車通過的速度還受到緩和曲線和夾直線的長度的制約。

鐵路線路

因列車在高速通過彎道時(shí)由于慣性有向彎道的外側(cè)龍骨水車的危險(xiǎn)(參看:4·28膠濟(jì)鐵路特別重大交通事故),高速鐵路和平原地區(qū)干線鐵路一般比較平直,用較大的曲線半徑;山區(qū)鐵路、工廠支線、車輛段道岔的咽喉區(qū)、編組站、城市地鐵等受地形的制約較大的地段,只能使用較小的曲線半徑,列車必須限速通過。

較大的最小曲線半徑的鐵路線路的例子

京津城際鐵路,最小曲線半徑:5500m,最大縱坡:20‰。

臺(tái)灣高速鐵路,最小曲線半徑:6250m,最大縱坡:35‰。

較小的最小曲線半徑的鐵路線路的例子

阿里山鐵路,最小曲線半徑:40m。

上海地鐵4號線,最小曲線半徑:150m~300m。

廣州地鐵5號線,最小曲線半徑:260m。

城市地鐵

既有車輛段內(nèi)最小曲線半徑設(shè)置情況

車輛段內(nèi)設(shè)置曲線的地方主要在咽喉區(qū)岔群、試車線、燈泡線等,分析國內(nèi)外車輛段最小曲線半徑的選擇,對車輛段最小曲線半徑并無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

1992、1999年地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范及建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于車輛段最小曲線半徑的標(biāo)準(zhǔn)主要是以北京地鐵1號線的建設(shè)、運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析為基礎(chǔ)的,反映了我國20世紀(jì)七八十年代的城市建設(shè)、車輛及鋼軌發(fā)展水平的綜合結(jié)果。20世紀(jì)七八十年代,我國地鐵工程借鑒國外建造經(jīng)驗(yàn),選取的曲線半徑較小,車輛段制造水平低,鋼軌材質(zhì)較差,對鋼軌磨耗影響評估不足。隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平的不斷提高,如今車輛段最小曲線半徑標(biāo)準(zhǔn)提高,主要因?yàn)榭紤]列車通過曲線帶來的噪聲和磨耗,適當(dāng)提高曲線半徑有助于降低營運(yùn)成本。

美國日本法國等國地鐵車輛段并無統(tǒng)一的最小曲線半徑標(biāo)準(zhǔn)。紐約地鐵最小曲線半徑為107 m,芝加哥波士頓地鐵為100 m;東京大阪等城市地鐵最小曲線半徑大部分不足200 m ;巴黎地鐵最小曲線半徑僅為75 m 。

車輛段最小曲線半徑影響因素

車輛段最小曲線半徑的確定,是綜合考慮車輛的轉(zhuǎn)向架型式、工程的可實(shí)施性,工程與運(yùn)營的經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境影響等各個(gè)方面平衡的結(jié)果。主要包括以下幾個(gè)方面:

1)車輛的轉(zhuǎn)向架型式

轉(zhuǎn)向架是地鐵車輛的重要技術(shù)部件,它除了發(fā)揮支承、導(dǎo)向和隔振等重要作用外,還要起傳遞牽引力和制動(dòng)力的作用,對車輛的運(yùn)行性能起著決定性的作用。

轉(zhuǎn)向架本身的結(jié)構(gòu)、懸掛參數(shù)等對地鐵車輛系統(tǒng)的輪對橫移量、輪對搖頭角、輪軌橫向力、脫軌系數(shù)、輪重減載率等有很大的影響。也就是說轉(zhuǎn)向架的型式制約著地鐵車輛所能通過的最小曲線半徑。

2)工程的可實(shí)施性

車輛段設(shè)計(jì)和施工中,任何小半徑曲線均可實(shí)施,一般來說影響最小曲線半徑的因素主要有征地拆遷和接觸網(wǎng)(接觸軌)兩種。

廣州地鐵5號線魚珠車輛段為例,其庫外軌道最小曲線半徑為65 m,直線段接觸網(wǎng)支柱側(cè)面限界為2300 mm;曲線段,受線路條件所困,為增大支柱側(cè)面限界,需采用小250 mm支柱作為門形架中間支柱,經(jīng)過計(jì)算該區(qū)域支柱側(cè)面限界最小為2125 mm即可滿足要求。此外由于曲線半徑太小,原接觸網(wǎng)懸掛方案雖可以保證將接觸線高度調(diào)整至機(jī)車受電弓工作范圍,但卻超過了接觸線設(shè)計(jì)高度,這可能導(dǎo)致接觸網(wǎng)和受電弓基礎(chǔ)壓力不夠,在瞬間可能發(fā)生弓網(wǎng)分離(“離線”狀態(tài)),其后果是使列車工作電流時(shí)斷時(shí)續(xù),時(shí)大時(shí)小,運(yùn)行發(fā)生異常。綜上,最小曲線半徑會(huì)影響車輛段接觸網(wǎng)施工難度,并直接影響弓網(wǎng)關(guān)系。

3)工程和運(yùn)營的經(jīng)濟(jì)性

較小的曲線半徑,能夠更好地適應(yīng)地形、地質(zhì)等外部條件的約束。隨著城市的快速發(fā)展,車輛段基地周邊可能存在較多建筑物,其對車輛段選址形成較大約束。此外,一些需要保護(hù)的古樹、古跡,大中型市政管、高壓線以及其他特殊類型構(gòu)筑物也在一定程度上影響車輛段的選址,某些情況下,這些因素決定著車輛段選址能否成立。曲線半徑可靈活運(yùn)用,合理規(guī)避不必要的征地和拆遷,從而達(dá)到節(jié)省工程投資的目的。但是,選擇曲線半徑較小,也意味著增加線路長度、加大維護(hù)保養(yǎng)工作量或者改變鋼軌材質(zhì)而引起投資費(fèi)用增加。

此外,軌道交通輪軌系統(tǒng)的反復(fù)相互作用引起了輪軌磨耗,輪軌磨耗不僅造成金屬的大量浪費(fèi),還增加了線路的養(yǎng)護(hù)維修成本,降低了車輪和軌道的可靠性,尤其是曲線半徑越小,鋼軌的磨耗越嚴(yán)重,鋼軌更換周期越短。

4)環(huán)境對曲線半徑的高要求

車輛段內(nèi)由于不載客運(yùn)行,因此不存在旅客舒適度的要求。但是,地鐵列車在通過小半徑曲線時(shí),車輪相對于鋼軌產(chǎn)生橫向滑動(dòng),往往要發(fā)出尖嘯的噪聲。2001年8月22日,德國SIEMENS公司在廣州地鐵1號線對地鐵車輛的振動(dòng)進(jìn)行檢測,結(jié)果表明,上行線長壽路一陳家祠社區(qū)區(qū)間小半徑曲線垂向振動(dòng)加速度最大值達(dá)37 m/s2,而無波磨地段垂向振動(dòng)加速度最大值達(dá)15 m/s2。嚴(yán)重的波磨引起地鐵車輛的劇烈運(yùn)動(dòng),發(fā)出尖嘯的噪聲。

地鐵車輛段物業(yè)開發(fā)是未來地鐵車輛段建設(shè)的趨勢,列車通過較小曲線半徑往往會(huì)加劇車輪與鋼軌的碰撞,從而產(chǎn)生較大的噪聲,影響車輛段物業(yè)開發(fā)的品質(zhì),甚至車輛段周邊居民正常生活。

鐵路車輛的最小曲線半徑

鐵路車輛由于受轉(zhuǎn)向架上前后兩個(gè)輪之間距離的制約,彎度過急的線路是無法通過的。鐵路車輛能夠通過的曲率最大的圓曲線的最小半徑,就是車輛的最小曲線半徑。

這種情況在一個(gè)轉(zhuǎn)向架上有多個(gè)軸的鐵路機(jī)車上尤為明顯,如Co-Co軸式的機(jī)車適合跑平直高速干線。相對而言,同為六軸的Bo-Bo-Bo軸式的鐵路機(jī)車更適合跑小彎道、大坡度的山區(qū)鐵路。

較大的最小曲線半徑的鐵路車輛的例子

和諧號CRH3型電力動(dòng)車組

較小的最小曲線半徑的鐵路車輛的例子

韶山7型電力機(jī)車

參考資料 >

生活家百科家居網(wǎng)