铁路大提速下的弯道设计

《铁路大提速下的弯道设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、109038【论文摘要】论文首先分析了与弯道设计和火车安全运行相关的重要因素，分为两个方面：一是弯道设计中的相关指标，包括缓和曲线的函数，缓和曲线的长度限制，转弯时外轨超高的量值以及超高顺坡率，由于配合列车转弯的加宽的轨距以及轨距递变率，列车的脱轨系数和乘客的舒适度，铁轨的摩擦和损耗；另一方面是列车运行时的限制指标，包括列车的载重，列车的车速等。这些因素决定了列车运行的安全与否，也决定了列车提速的幅度和对今后既有铁路的提速空间。对于以上所示这些影响因素，通过对列车在弯道上的行驶时轮轨间几何关系和经典的动力学关系的

2、分析，得出确定有关因素的数学模型和算法：一、缓和曲线形状的确定，通过合理的假设抽象出对缓和曲线函数的要求，并讨论了一种有代表性的外轨的函数形式；通过maple的计算，得到内轨的函数形式，从而确定轨道的加宽和超高值，将得到的缓和曲线轨道的乘客舒适度，铁轨摩擦损耗，脱轨系数等安全指标以及工程施工的复杂度等与实际情况进行比较；二、从行车安全和轮轨磨损两个角度确定了合适的轨距加宽范围；三、确定铁轨弯道的各个参数后，通过合理设置最大欠超高和最大过超高计算了火车通过弯道时的允许速度。考虑客车和货车同时通过某条铁路的情况，由于

3、客车和货车的重量和速度的不同，而且通过弯道的次数不同，因此要综合考虑轨道对这两种列车的影响，分别对两种车使用建立的模型和算法进行计算（倾斜率，弯曲度，缓和曲线长度等），并将得到的结果进行比较，对弯道限制较严格的一组影响因素作为弯道的设计参考标准来使用。最后将两辆车的重量、速度以及通过的次数进行加权平均得到平均后的速度，由此来确定外轨的超高。利用已建立的模型和算法，得到各类型的弯道的列车行驶的速度范围，并且与实际的列车行驶的速度相比较，来确定方案的合理性与可行性。当列车的速度上限大于现提速后的列车的既有速度，则表示

4、列车仍有提速的空间，否则需要对设计的进行修改以达到提速后列车行驶的标准。【关键字】缓和曲线外轨超高轨距脱轨系数外轨三次函数型未超高过超高高速铁路的弯道设计第-24-页共24页109038目录1、问题简述-4-2、模型的建立及分析-4-2.1列车运行的相关因素分析-4-2.1.1铁轨各参数的影响：-4-2.1.2列车自身运行参数的影响：-8-2.2实际问题的抽象化-9-2.2.1火车在弯道上的受力分析：-9-2.2.2缓和曲线处的平面投影模型：-10-2.3弯道问题的解决方案-11-2.3.1缓和曲线的平面投影曲线

5、：-11-2.3.2曲线超高计算：-14-2.3.3脱轨系数：-14-3、模型的应用-16-3.1应用环境分析及归类-16-3.2各方案在不同问题中的运用-16-3.2.1缓和曲线投影的计算：-16-3.2.2曲线限速问题：-19-3.2.3规矩递变率：-20-3.3超高顺坡率-21-3.4规矩问题-21-4、总述及进一步探讨-23-4.1总结-23-4.2实际运用中的建议-23-4.3进一步探讨-23-5、参考文献及附录-24-高速铁路的弯道设计第-24-页共24页1090381、问题简述我国铁路自1997年以

6、来先后已进行了５次大提速，从以前的最高时速60公里/小时至80公里/小时，到2004年4月18日的第５次提速后，最高时速达到了160公里/小时至200公里/小时，其中京沪、京广、京九、京哈等路段的最高时速已达到或超过200公里/小时。据不完全统计，目前时速在160公里/小时以上的线路总长已达到7700多公里。根据我国的铁路资源状况和供需关系有必要提速，也有进一步提速的能力，但提速要确保列车的安全运行，安全是第一位的。铁路弯道的设计是保证列车高速安全运行的关键问题之一。一般认为影响列车在弯道上运行的因素主要有弯道的

7、弯曲程度、倾斜度（即内低外高的倾斜度）、列车的行驶速度和列车的重量等。另外，已知我国铁路采用国际标准，二路轨宽距为1.435米（大约4.85ft）；客车自重15~17吨，平均载重量为10吨；货车自重22吨，最大载重量为60吨；铁路设计标准规定行驶道上弯道半径最小不得少于350米。要研究的问题是：(1)请你分析研究与弯道设计和列车安全运行有关的因素之间的关系。(2)如果客货车的重量一定，按我国铁路目前的这种客货列车混合运行的模式，要保证货车时速在60~80公里/小时，客车时速在160~200公里/小时运行，则应该如

8、何来设计弯道（即弯曲度和倾斜度如何），才能保证列车的安全运行？(3)按照你的设计方案，对列车的最低允许速度、最高允许速度和相应的可靠性，以及进一步提速的可行性进行讨论。2、模型的建立及分析2.1列车运行的相关因素分析随着国民经济的快速发展和交通运输市场竞争的日益激烈，建设快速、高效、安全的铁路运输体系迫在眉睫。而在提高运行速度的同时，行车安全是在铁路线路在设计改造和建设过