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文檔簡介

鐵道概論高鐵教研室李雅琦鐵道概論1課程內(nèi)容第一章:鐵路的發(fā)展概況及特征第二章:鐵路線路與鐵路基本設(shè)備第三章:鐵路車站第四章:鐵路機車車輛第五章:鐵路信號與通信第六章:鐵路運輸組織第七章:高速鐵路、重載列車和鐵路動車組課程內(nèi)容第一章:鐵路的發(fā)展概況及特征2鐵路運輸設(shè)備是鐵路運輸系統(tǒng)的基礎(chǔ)。1、我國標(biāo)準(zhǔn)鐵路兩鋼軌之間的距離是多少?A.1275mmB.1355mmC.1435mmD.1550mm2、一臺常見內(nèi)燃機車(東風(fēng)型),牽引十節(jié)普通貨物車輛,該列車共計多少個車輪?A.44B.46C.88D.92鐵路運輸設(shè)備是鐵路運輸系統(tǒng)的基礎(chǔ)。3我國鐵路的標(biāo)準(zhǔn)軌距是1435mm。從圖中可以看出,一臺機車的輪子數(shù)為12個,從圖中可以看出,一貨物車輛的輪子數(shù)為8個。我國鐵路的標(biāo)準(zhǔn)軌距是1435mm。從圖中可以看4鐵路線路是機車車輛和列車運行的基礎(chǔ),而各類車站則是辦理旅客運輸和貨物運輸?shù)纳a(chǎn)基地;機車是牽引列車的基本動力,各種類型的車輛是運送旅客或貨物的工具;鐵路信號和通訊設(shè)備是保證列車運行安全和提高運輸效率的重要手段。鐵路線路是機車車輛和列車運行的基礎(chǔ),而各類車5鐵路線路是機車車輛和列車運行的基礎(chǔ)。鐵路線路是由路基、橋隧建筑物和軌道組成的一個整體工程結(jié)構(gòu)。第二章鐵路線路鐵路線路是機車車輛和列車運行的基礎(chǔ)。第二章6新線和改建鐵路施工前,需要進行大量的調(diào)查研究、技術(shù)勘測及總體規(guī)劃、個體工程設(shè)計等工作,即勘察設(shè)計。在建筑一條鐵路之前,必須進行調(diào)查研究和勘探工作,并從若干個可供比較的方案中選出一個最優(yōu)方案來進行設(shè)計。鐵路建設(shè)的三個階段:

前期工作階段:主要進行方案研究、初測和初步設(shè)計工作。

基本建設(shè)階段:主要進行定測、技術(shù)設(shè)計和施工圖設(shè)計,最后進行工程施工、驗交投產(chǎn)。

投資效果反饋:鐵路運營若干年后,由建設(shè)單位會同有關(guān)部門,對工程質(zhì)量、技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟效益等考察驗證,以評價設(shè)計和施工質(zhì)量。2.1.1鐵路的勘測設(shè)計2.1鐵路線路的平縱斷面新線和改建鐵路施工前,需要進行大量的調(diào)查研究72.1.2鐵路等級及主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等級鐵路在路網(wǎng)中的意義近期年客貨運量Ⅰ在路網(wǎng)中起骨干作用的鐵路≥20MtⅡ在路網(wǎng)中起聯(lián)絡(luò)、輔助作用的鐵路<20Mt且≥10MtⅢ為某一地區(qū)或企業(yè)服務(wù)的鐵路<10Mt且≥5MtⅣ為某一地區(qū)或企業(yè)服務(wù)的鐵路<5Mt2.1.2鐵路等級及主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等級鐵路在路網(wǎng)中的意義近8線路等級是鐵路的基本標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計鐵路時,首先要確定鐵路等級。鐵路的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和裝備類型都要根據(jù)鐵路等級來選定。依據(jù)國家要求的年輸送能力和確定的鐵路等級,考慮沿線資源分布和國家科技發(fā)展規(guī)劃,結(jié)合設(shè)計線路的地形、地質(zhì)、氣象等自然條件,經(jīng)過慎重比選,慎重決定鐵路的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)包括:正線數(shù)目、限制坡度、最小曲線半徑、牽引種類、機車類型、機車交路、車站分布、到發(fā)線有效長度和閉塞類型等。這些標(biāo)準(zhǔn)是確定鐵路能力大小的決定因素,一條鐵路選用不同的標(biāo)準(zhǔn)對設(shè)計線的工程造價和運營質(zhì)量有重大影響,同時又是確定設(shè)計線的工程標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備類型的依據(jù)。線路等級是鐵路的基本標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計鐵路時,首先要9鐵路線路在空間的位置是用它的中心線來表示的。線路中心線是指距外軌半個軌距的鉛垂線AB與兩路肩邊緣水平連線CD交點O的縱向連線。如下圖所示:2.1.3鐵路線路的平面和縱斷面圖3-2-2線路橫斷面鐵路線路在空間的位置是用它的中心線來表示的。2.1.10圖3-2-3線路平面圖3-2-4線路縱斷面鐵路線路的平面——線路中心線在水平面上的投影。表明線路的直、曲變化狀態(tài);鐵路線路的縱斷面——線路中心線(展直后)在鉛垂面上的投影。表明線路的坡度變化。圖3-2-3線路平面圖3112.1.3.1鐵路線路的平面及平面圖(1)曲線要素的組成圓曲線鐵路線路在轉(zhuǎn)向處所設(shè)的曲線為圓曲線,其基本組成要素有:曲線半徑R,曲線轉(zhuǎn)角α,曲線長L,切線長度T。線路的平面由直線、圓曲線以及緩和曲線(連接直線和圓曲線)組成。圖1-2線路曲線地段1.曲線要素2.1.3.1鐵路線路的平面及平面圖(1)曲線要12(2)曲線要素的計算

直接根據(jù)數(shù)學(xué)公式可以得出:曲線長度:切線長度:1)不考慮緩和曲線時

無緩和曲線的曲線地段在線路設(shè)計時,一般是先設(shè)計出和R,再計算出T和L。(2)曲線要素的計算直接根據(jù)數(shù)學(xué)公式可以得出:132.圓曲線小半徑曲線對運營不利,這是因為:1)限制列車運行速度,增加輪軌磨耗,降低輪軌間的粘著系數(shù),增加列車運行阻力;2)增加輪軌設(shè)備和維修工作量,增加軌道設(shè)備和維修工作量,增加線路長度。其中,限制列車運行速度一項,影響到鐵路線路的運營能力,也是我們關(guān)注的重點。(1)曲線半徑對運營的影響2.圓曲線小半徑曲線對運營不利,這是因為:14區(qū)間線路的最小曲線半徑客貨共線Ⅰ、Ⅱ級鐵路區(qū)間線路最小曲線半徑鐵路等級ⅠⅡ路段設(shè)計行車速度(km/h)20016012012080一般(m)3500200012001200600特殊困難(m)28001600800800500設(shè)計速度(km/h)最小曲線半徑最大曲線半徑一般困難一般困難2002200200010000120002504000350010000120003004500120001400035070001200014000運專線鐵路區(qū)間線路最小曲線半徑和最大曲線半徑區(qū)間線路的最小曲線半徑鐵路等級ⅠⅡ路段設(shè)計行車速度(km/h15

為了測設(shè)、施工和養(yǎng)護的方便,曲線半徑一般應(yīng)取50、100m的整數(shù)倍。

列車在曲線上行駛的速度越快,所產(chǎn)生的離心力就越大,為保證列車運行的安全、平衡和舒適,必須限制列車通過曲線時的速度。

為了測設(shè)、施工和養(yǎng)護的方便,曲線半徑一般應(yīng)取50、116

3.緩和曲線為保證列車安全,使線路平順地由直線過渡到圓曲線或由圓曲線過渡到直線,以避免離心力的突然產(chǎn)生和消除,常需要在直線與圓曲線之間設(shè)置一個曲率半徑變化的曲線,這個曲線稱為緩和曲線,如下圖所示為設(shè)有緩和曲線的鐵路曲線。圖曲線設(shè)置3.緩和曲線為保證列車安全,使17曲線長度:切線長度:圖1-4設(shè)有緩和曲線的曲線地段式中:β0——緩和曲線角,p——內(nèi)移距,m——切垂距曲線長度:圖1-4設(shè)有緩和曲線的曲線地段式中:18

(1)緩和曲線的特點緩和曲線介于直線與圓曲線之間,是一個過渡區(qū)域。緩和曲線的特點為:1)曲線半徑從無窮大逐漸減小到圓曲線的半徑R,或從圓曲線的半徑R逐漸增加到無窮大;2)運行中列車的離心力逐漸增加或逐漸降低,不至于造成列車強烈橫向搖擺;3)軌距加寬值逐漸增大或逐漸減??;4)曲線外軌超高逐漸增大或逐漸減小。緩和曲線的特點,目的都是更好地確保列車通過曲線時的安全、平順,以及乘客乘坐舒適。(1)緩和曲線的特點緩和曲線介于直線與19

(2)緩和曲線方程式我國鐵路常用的緩和曲線屬于三次拋物線型,其方程式為:式中:y——緩和曲線上任意點的縱坐標(biāo),m;X——緩和曲線L任意點的橫坐標(biāo),m;

R——圓曲線半徑,m;L0——緩和曲線長度,m。(2)緩和曲線方程式我國鐵路常用20

(3)緩和曲線的設(shè)置緩和曲線應(yīng)有足夠的長度,在這個長度內(nèi),需完成曲線的外超高順坡過程。同時,應(yīng)該滿足以下兩點運營要求:1)車輪的輪緣不致爬上內(nèi)軌外軌超高的坡度限制為:式中:Kmin——機車或車輛最小輪緣高,mm

Dmax——機車或車輛最大固定軸距,mm當(dāng)以輪緣最小高度28mm及最大固定軸距6.5代入,得到:在實際取值中,i0一般不大于2‰,以保證車輪輪緣無爬上內(nèi)軌危險。此時計算出緩和曲線長L0為:(3)緩和曲線的設(shè)置緩和曲線應(yīng)212)保證乘客乘座舒適

當(dāng)列車從直線段進入緩和曲線范圍內(nèi)運行時,外側(cè)車輪在外軌上逐漸升高;當(dāng)列車從圓曲線段進入緩和曲線范圍內(nèi)運行時,外側(cè)車輪在外軌上逐漸降低。如果升降速度過快,會引起乘客的不舒適感設(shè)。設(shè)以f(mm/s)表示外側(cè)表示外側(cè)車輪升降速度,則存在如下關(guān)系式:通常規(guī)定,在一般地段,f=32mm/s;在困難地段,f=40mm/s??梢苑赐瞥觯涸谶x線設(shè)計中,緩和曲線的長度可以按照下表取值:2)保證乘客乘座舒適當(dāng)列車從直線段進入緩和曲線范圍內(nèi)22曲線半徑(m)

Ⅰ級鐵路Ⅱ級鐵路Ⅲ級鐵路(1)(2)(3)(1)(2)(3)(1)(2)4000303020202020202030004030203020202020250050402030302020202000605030403020202015008070405040303020120010080506050303030100012010060706040403080015012070907040504070015012090704040504060014011090110906060605501401109013011070705050013010090130100807060450120100801201008080804001209080120908090703501109070110907010070300100807010070250

9070曲線半徑(m)Ⅰ級鐵路Ⅱ級鐵路Ⅲ級鐵路(1)(2)23

(1)定義轉(zhuǎn)向相同的相鄰兩曲線稱為同向曲線。轉(zhuǎn)向相反的相鄰兩曲線稱為反向曲線。介于兩同向曲線間或兩反向曲線間一般不太長的直線,稱為夾直線。設(shè)置夾直線的目的:保證行車運行平順;確保乘客乘坐舒適感。4.同向曲線、反向曲線、夾直線

圖1-5同向曲線與夾支線圖1-6反向曲線與夾支線(1)定義4.同向曲線、反向曲線、夾直線圖1-524

(2)三者約束條件

1)超高的設(shè)置及其變化過程無論同向或反向曲線,曲線外軌都要設(shè)置超高,而在直線地段則不設(shè)超高。超高的變化過程是“從有到無、從無到有”。2)超高帶來的影響超高將引起車身傾斜度和外輪豎向加速度的不斷變化,使機車車輛的轉(zhuǎn)向架彈簧發(fā)生振動和車身發(fā)生橫向搖擺。(2)三者約束條件1)超高的設(shè)置及其變化253)如何克服影響為保持列車運行的平順,保證乘客乘坐的舒適感,車身搖擺和彈簧振動應(yīng)控制在容許程度之內(nèi)。A.為了控制車身搖擺的程度,一般規(guī)定,夾直線長度應(yīng)能容納2~3輛客車,即50~70m。B.為了控制車輛轉(zhuǎn)向架彈簧振動的程度,應(yīng)使第二次振動(車輛通過第二個曲線的ZH點進入第二個曲線時)發(fā)生在第一次振動(車輛通過第一個曲線HZ點進入夾直線時)消失之后。

3)如何克服影響26在線路設(shè)計中,夾直線的最小長度值見表

鐵路等級一般地段困難地段Ⅰ8040Ⅱ6030Ⅲ5025在線路設(shè)計中,夾直線的最小長度值見表鐵路等級一般27基本阻力:列車在空曠地段沿平、直軌道運行時所受到的阻力。包括車軸與軸承之間、輪軌之間以及鋼軌接頭對車輪的撞擊阻力等?;咀枇υ诹熊囘\行時總是存在的。附加阻力:列車在線路上運行時,受到的額外阻力,如坡道阻力、曲線阻力、起動阻力等。附加阻力隨列車運行條件或線路平、縱斷面情況而定,阻力方向與列車運行方向相反。5.曲線附加阻力基本阻力:列車在空曠地段沿平、直軌道運行時所28曲線附加阻力:當(dāng)列車通過曲線時,由于慣性力的作用,外側(cè)車輪輪緣緊壓外軌,使其磨耗增大。又由于曲線外軌長于內(nèi)軌,外輪在外軌上的滑行等原因,運行中的列車所受阻力比在直線上所受阻力大,兩者之差稱為曲線附加阻力。曲線附加阻力大小常用下公式計算:(N/KN)

式中:ωr

——單位曲線阻力(N/KN)R

——曲線半徑(m)600——據(jù)試驗得出的數(shù)據(jù)。曲線附加阻力:當(dāng)列車通過曲線時,由于慣性力的29根據(jù)(表區(qū)間線路最小曲線半徑)(N/KN)還會給運營工作帶來以下不利影響:可知,曲線半徑愈小,曲線附加阻力愈大,根據(jù)(表區(qū)間線路最小曲線半徑)(N/KN)還會給運營30用一定的比例尺,把線路中心線及其兩側(cè)的地面情況投影到水平面上,就是鐵路線路平面圖。線路平面圖和縱斷面圖是鐵路勘測設(shè)計、施工和運營的重要文件。6.鐵路線路平面圖圖線路平面圖用一定的比例尺,把線路中心線及其兩側(cè)的地面情31線路縱斷面由平道、坡道及設(shè)于變坡點處的豎曲線組成。2.1.3.2鐵路線路的縱斷面及縱斷面圖圖坡道坡度及坡道附加阻力示意圖

1.坡道的坡度及豎曲線坡度是一段坡道兩端點的高差h與水平距離L之比,用i‰表示,如下圖所示。設(shè)L為1000m,h為6m,則AB段坡道的坡度為6‰。線路縱斷面由平道、坡道及設(shè)于變坡點處32當(dāng)列車在上坡道上運行時,受到由坡道引起的阻力,稱為坡道附加阻力。機車車輛的質(zhì)量Q(t)的重力Qg(N)可以分解為垂直于坡道的分力N和平行于坡道的分力Wi。垂直分力N由軌道的反作用力抵消了,平行分力Wi,就成為坡道附加阻力。機車車輛的坡道附加阻力Wi可用下列公式計算:Wi=Qg×sinα=Qg×tanα=Q×g×i×1000=Q×g×i2.坡道附加阻力列車平均每噸質(zhì)量所受到的坡度阻力稱為單位坡道阻力ωi,其計算公式如下:(N/Kg)當(dāng)列車在上坡道上運行時,受到由坡道引起的阻力,稱為坡33(1)限制坡度的選定

3.限制坡度與加力牽引坡度

1)限制坡段定義限制坡度是這樣一種坡度:在這個坡度上,一臺機車牽引列車連續(xù)上坡運行時,列車運行速度最終能夠穩(wěn)定在機車計算速度的水平上。這就是說。這個坡度既要有一定的陡度,又要有一定的長度。(1)限制坡度的選定3.限制坡度與加力牽引坡度342)選定限制坡段的影響因素限制坡度的選定,需要考慮以下問題:首先,要確保列車運行速度不能過低。其次,需考慮:鐵路等級、地形條件、牽引種類、運輸要求、鄰線牽引定數(shù)??拓浌簿€Ⅰ、Ⅱ級鐵路區(qū)間線路最大限制坡度鐵路等級ⅠⅡ一般困難一般困難牽引種類電力6.015.06.020.0內(nèi)燃6.012.06.015.02)選定限制坡段的影響因素鐵路等級ⅠⅡ一般困難一般困難牽引種35(2)加力牽引坡度的確定

1)加力牽引坡段的定義在一條軼路線的全線范圍內(nèi),地形是不相同的。有一般地段,有困難地段,還可能有特殊困難地段(如跨越山嶺地段)。在特殊困難地段,線路縱斷面的設(shè)計有兩個方案:A.可以修建隧道穿過山嶺;B.也可以利用高坡(坡度值大于限制坡度數(shù)值的坡段)跨越山嶺。在這個坡段上,列車必須以雙機牽引或多機牽引。這種坡段稱為加力牽引坡段。例如,我國京張鐵路的關(guān)溝段和寶成鐵路的寶鳳段,都采用了加力牽引坡段。

(2)加力牽引坡度的確定1)加力牽引坡36圖1-7雙機牽引

圖1-7雙機牽引372)加力牽引坡度最大值的計算

加力牽引坡度的最大值計算公式:式中:ΣFj——數(shù)臺機車計算牽引力之和,千牛;Σp——數(shù)臺機車計算質(zhì)量之和,噸;Q——單機牽引地段按限制坡度計算的牽引質(zhì)量,噸;W`——計算速度時機車單位基本阻力,牛/千牛;W``——計算速度時車輛平均單位基本阻力,牛/千牛;g——重力加速度。2)加力牽引坡度最大值的計算式中:38變坡點平道與坡道、坡道與坡道的交點,叫變坡點。列車經(jīng)過變坡點時,由于坡度的突然變化,車鉤內(nèi)產(chǎn)生附加應(yīng)力;坡度變化越大,附加應(yīng)力越大,兩車鉤上下錯移量過大,容易發(fā)生斷鉤、脫鉤等事故。為了保證列車的平穩(wěn)運行和安全,我國鐵路規(guī)定,在Ⅰ、Ⅱ級鐵路線路上,當(dāng)相鄰坡段的坡度代數(shù)差的絕對值大于3‰、Ⅲ級鐵路大于4‰時,應(yīng)以豎曲線連接。豎曲線是縱斷面上的圓曲線,豎曲線半徑:Ⅰ、Ⅱ級鐵路為10000m,Ⅲ級鐵路為5000m。變坡點39線路縱斷面圖是用一定的比例尺(水平方向為1:10000、垂直方向為1:1000)和規(guī)定的符號,把平面圖上的線路中心線展直后投影到鉛垂面上,并注有線路平面和縱斷面有關(guān)資料的圖。4.鐵路線路縱斷面圖圖3-2-13線路縱斷面圖線路縱斷面圖是用一定的比例尺(水平方向為1:100040

在鐵路沿線設(shè)有許多用來表明鐵路建筑物及設(shè)備位置和技術(shù)狀態(tài)的標(biāo)志。線路的標(biāo)志是為線路的維修和養(yǎng)護和司機和車長等工作上的需要而設(shè)置的。線路標(biāo)志應(yīng)設(shè)在線路里程增加方向的左側(cè)機車車輛限界以外。公里標(biāo)、半公里標(biāo)、曲線標(biāo)、圓曲線和緩和曲線始終點標(biāo)、坡度標(biāo)、橋梁標(biāo)、管界標(biāo)。

2.1.3.3線路標(biāo)志在鐵路沿線設(shè)有許多用來表明鐵路建筑物及設(shè)備位置和技術(shù)41線路標(biāo)志按公里計算方向應(yīng)設(shè)在線路左側(cè)。雙線區(qū)段須另設(shè)標(biāo)志時,應(yīng)設(shè)在列車運行方向的左側(cè)。主要有:

(1)公里標(biāo)、半公里標(biāo)是線路的里程標(biāo)。設(shè)在一條線路自起點計算每一整公里、半公里處。公里標(biāo)的作用主要是確切地指明線路的位置,例如巡道工在線路上巡行檢查時,如果發(fā)現(xiàn)問題,在記錄和報告中就能根據(jù)公里標(biāo)、半公里標(biāo),指出問題的準(zhǔn)確位置,以利于維修和搶修單位及時處理。2.線路標(biāo)志的類型及設(shè)置地點線路標(biāo)志按公里計算方向應(yīng)設(shè)在線路左側(cè)。雙線區(qū)段須另設(shè)標(biāo)志時,42

(2)曲線標(biāo)設(shè)在線路某條曲線的中點處,標(biāo)明該曲線的中心里程、半徑大小、曲線和緩和曲線長度等數(shù)據(jù)。該標(biāo)設(shè)置于圓曲線的中部,示意圖如下:(2)曲線標(biāo)該標(biāo)設(shè)置于圓曲線的中部,示意圖43圓曲線和緩和曲線始終點標(biāo)圓曲線和緩和曲線始終點標(biāo):設(shè)在直線進入緩和曲線、緩和曲線進入圓曲線、圓曲線進入緩和曲線、緩和曲線進入直線的各點之處。標(biāo)明所向方向或為直線、或為緩和曲線、或為圓曲線。圓曲線和緩和曲線始終點標(biāo)44(3)坡度標(biāo)設(shè)在線路坡度的變坡點處,兩側(cè)各標(biāo)明其所向方向的上、下坡度值及其長度。水平線表示坡度為0,箭頭朝上表示上坡,朝下表示下坡。箭頭后面的數(shù)字表示坡度值,以千分率表示,下面的數(shù)值表示這個坡度的長度,以米為單位。(3)坡度標(biāo)45(4)橋梁標(biāo)

設(shè)在橋梁中心里程(或橋頭)處,標(biāo)明橋梁編號和中心里程。

(4)橋梁標(biāo)46(5)管界標(biāo)

設(shè)在鐵路局、工務(wù)段、領(lǐng)工區(qū)、養(yǎng)路工區(qū)、供電段、電力段的管轄地段的分界點處,兩側(cè)標(biāo)明所向的單位名稱。

(5)管界標(biāo)47

信號標(biāo)志應(yīng)設(shè)在列車運行方向的左側(cè)(警沖標(biāo)除外),以便于司機觀察。主要有:

警沖標(biāo):警沖標(biāo)是用來指示機車車輛停車時,不準(zhǔn)向道岔方向或線路交叉點方向越過,以防止停留在該線上的機車車輛與鄰線上的機車車輛發(fā)生側(cè)面沖突的標(biāo)志。在出站道岔上警沖標(biāo)用來確定站界標(biāo)位置。警沖標(biāo)設(shè)在兩會合線路間距離為4m的中間。線間距離不足4m時,設(shè)在兩線路中心線最大間距的起點處。站界標(biāo):在單線區(qū)段,車站以兩頭進站信號機中心線為界;在雙線區(qū)段,出站方向沒有進站信號機,車站與區(qū)間的界限以專設(shè)的標(biāo)志來劃分,稱為站界標(biāo)。設(shè)在雙線區(qū)間列車運行方向左側(cè)最外方順向道岔(對向出站道岔的警沖標(biāo))外不少于50m處,或鄰線進站信號機相對處。

預(yù)告標(biāo):設(shè)在車站外1100m-900m處預(yù)先告知機車乘務(wù)人員車站位置的標(biāo)志。設(shè)在進站信號機外方900、1000及1100m處,但在沒有預(yù)告信號機及自動閉塞的區(qū)段,均不設(shè)預(yù)告標(biāo)。在雙線區(qū)間,退行的列車看不見鄰線的預(yù)告標(biāo)時,在距站界外1100m處特設(shè)一個預(yù)告標(biāo)。引導(dǎo)員接車地點標(biāo):列車在距站界200m以外,不能看見引導(dǎo)人員在進站信號機或站界標(biāo)處顯示的手信號時,須在列車距站界200m外能清晰地看見引導(dǎo)人員手信號的地點設(shè)置引導(dǎo)員接車地點標(biāo)。

信號標(biāo)志應(yīng)設(shè)在列車運行方向的左側(cè)(警沖標(biāo)除外),以便48鐵路線路和基本設(shè)備ppt課件49接觸網(wǎng)終點標(biāo):設(shè)在站內(nèi)接觸網(wǎng)邊界司機鳴笛標(biāo):設(shè)在道口、大橋、隧道及視線不良地點的前方500~1000m處。司機見此標(biāo)志,須長聲鳴笛提醒人們列車即將到達。

作業(yè)標(biāo):設(shè)在施工線路及其鄰線距施工地點兩端500~1000m處。司機見此標(biāo)志須提高警惕,長聲鳴笛,提醒施工人員撤離到安全地點。減速地點標(biāo):設(shè)在需要減速地點的兩端20m處。正面表示列車應(yīng)按規(guī)定限速通過地段的始點,背面表示列車應(yīng)按規(guī)定限速通過地段的終點。減速地點標(biāo):設(shè)在需要減速地點的兩端20m處。正面表示列車應(yīng)按規(guī)定限速通過地段的始點,背面表示列車應(yīng)按規(guī)定限速通過地段的終點。橋梁減速信號標(biāo):為黃底、黑色圖案、黑字,上部標(biāo)明客運列車限制速度,下部標(biāo)明貨物列車限制速度。接觸網(wǎng)終點標(biāo):設(shè)在站內(nèi)接觸網(wǎng)邊界50鐵路路基是軌道的基礎(chǔ),承受并傳遞軌道的重量及列車的動載荷。2.1.4鐵路路基1.鐵路路基特點:1)鐵路線路的重要組成部分,在整個鐵道工程中占有很大比重;2)鐵路路基采用天然土、石構(gòu)筑,暴露于大自然中,不斷受到侵蝕、破壞。圖1-44鐵路路基鐵路路基是軌道的基礎(chǔ),承受并傳遞軌道的重51信號標(biāo)志是設(shè)在鐵路沿線,用來表明該地點線路的狀況,以便司機和其它有關(guān)行車人員能夠及時、正確地進行作業(yè)。信號標(biāo)志

鐵路系統(tǒng)常見的信號標(biāo)志主要有:1.警沖標(biāo)信號標(biāo)志是設(shè)在鐵路沿線,用來表明該地點線路的狀況,以便52

2.司機鳴笛標(biāo)司機鳴笛標(biāo)設(shè)在道口、大橋、隧道或視線不良的前方500~1000m處。司機看到該標(biāo)志時,應(yīng)鳴笛示警。2.司機鳴笛標(biāo)53

3.作業(yè)標(biāo)在營運線路進行施工維護時,為保障維護人員安全和行車安全,需要設(shè)置作業(yè)標(biāo)。作業(yè)標(biāo)設(shè)在施工線路及其鄰線距施工地點兩端500~1000m處,司機見到此標(biāo)記時須提高警惕并長聲鳴笛。3.作業(yè)標(biāo)54

4.站界標(biāo)

設(shè)在雙線區(qū)間列車運行方向左側(cè)最外方順向道岔(對向出站道岔的警沖標(biāo))外不少于50m處,或鄰線進站信號機相對處。4.站界標(biāo)55

5.預(yù)告標(biāo)

設(shè)在進站信號機外方900、1000及1100m處,但在沒有預(yù)告信號機及自動閉塞的區(qū)段,均不設(shè)預(yù)告標(biāo)。在雙線區(qū)間,退行的列車看不見鄰線的預(yù)告標(biāo)時,在距站界外1100m處特設(shè)一個預(yù)告標(biāo)。

5.預(yù)告標(biāo)56

6.引導(dǎo)員接車地點標(biāo)

列車在距站界200m以外,不能看見引導(dǎo)人員在進站信號機或站界標(biāo)處顯示的手信號時,須在列車距站界200m外能清晰地看見引導(dǎo)人員手信號的地點設(shè)置引導(dǎo)員接車地點標(biāo)。

6.引導(dǎo)員接車地點標(biāo)57

6.接觸網(wǎng)終點標(biāo)

設(shè)在站內(nèi)接觸網(wǎng)邊界。電力機車通過接觸網(wǎng)獲得電動力,一旦脫離接觸網(wǎng)將寸步難行。接觸網(wǎng)終點標(biāo)就是提醒電力機車司機不要超越接觸網(wǎng)有效區(qū)間。6.接觸網(wǎng)終點標(biāo)58

7.減速地點標(biāo)

設(shè)在需要減速地點的兩端各20m處。正面表示列車應(yīng)按規(guī)定限速通過地段的始點,背面表示列車應(yīng)按規(guī)定限速通過地段的終點。

7.減速地點標(biāo)59

8.橋梁減速信號牌

設(shè)在需要限速通過的橋梁兩端,上部表示客車限制速度,下部表示貨車限制速度。這么多的標(biāo)志,鐵路有關(guān)人員都要牢記,否則就會造成事故。所以標(biāo)志的設(shè)計既要說明問題,也要一目了然,便于記憶。通常都采用白底,少數(shù)為黃底、藍底加黑字或黑色圖案。

8.橋梁減速信號牌這么多的標(biāo)志,鐵路有關(guān)人員都要牢記,60本節(jié)習(xí)題

1、道岔表示器的作用是什么?

2、警沖標(biāo)的作用是什么?A.提示機車司機鳴笛B.指示機車車輛的停留位置C.提醒司機減速行駛D.禁止通過標(biāo)志本節(jié)習(xí)題1、道岔表示器的作用是什么?2、警612.鐵路路基設(shè)計要求:1)慎重對待,從設(shè)計、施工、運營做全面考慮,并通過技術(shù)經(jīng)濟比較進行調(diào)整;2)路基應(yīng)該具有堅固、穩(wěn)定、耐久,可以抵抗各種自然因素的影響。本節(jié)學(xué)習(xí)要求1、從路基橫斷面入手,學(xué)習(xí)掌握各種鐵路路基橫斷面;2、重點掌握鐵路路基的組成;3、關(guān)于鐵路路基穩(wěn)定性的學(xué)習(xí)。2.鐵路路基設(shè)計要求:本節(jié)學(xué)習(xí)要求62通常,把垂直于線路中心線的路基橫截面稱為路基橫斷面,簡稱路基斷面。按照路基所處的地勢情況與橫斷面的形狀,路基斷面可以分為6類:2.1.4.1路基的斷面形式1、路堤路基設(shè)計標(biāo)高高于地面標(biāo)高,用土、石填筑而成的路基。圖1-45路堤斷面簡圖

通常,把垂直于線路中心線的路基橫截面稱為路基橫斷面,632、路塹路基設(shè)計標(biāo)高低于地面標(biāo)高,通過挖掘而形成的路基。圖1-47路塹實物圖

圖1-46路塹斷面簡圖2、路塹圖1-47路塹實物圖圖1-46路643、不填不挖路基路基設(shè)計標(biāo)高與地面標(biāo)高相同,軌道直接鋪設(shè)在經(jīng)過處理的天然地面上。圖1-49半路堤斷面簡圖圖1-48不填不挖路基斷面簡圖4、半路堤在山岳地區(qū),通過部分填筑而形成的路基。3、不填不挖路基圖1-49半路堤斷面簡圖圖1-4655、半路塹在山岳地區(qū),通過部分挖掘而形成的路基。圖1-50半路塹斷面簡圖圖1-51半路塹實物圖5、半路塹圖1-50半路塹斷面簡圖圖1-51666、半路堤半路塹經(jīng)過填、挖兩部分構(gòu)成的路基。圖1-52半路堤半路塹斷面簡圖

6、半路堤半路塹圖1-52半路堤半路塹斷面簡圖672.1.4.2路基的組成1.路基本體鐵路路基本體主要包括:路基頂面、路肩和路基邊坡。

路基是由路基本體和路基附屬設(shè)施兩部分組成。圖1-53鐵路路基組成2.1.4.2路基的組成1.路基本體路基是由路基68(1)路基頂面路基頂面即路基的頂部,是鋪設(shè)軌道的工作面。根據(jù)路基頂面形狀,路基頂面的形狀,分為有路拱、無路拱兩種形式。(見圖1-54a、b)路基頂面的寬度是指從路基一側(cè)的路肩邊緣到另一側(cè)路肩邊緣之間的距離。(見圖1-55)圖1-54b無路拱路基斷面圖1-54a有路拱路基斷面圖1-55路基頂面寬度示意圖(1)路基頂面圖1-54b無路拱路基斷面圖1-54a692.路肩與路基邊坡路肩:路基頂面兩側(cè)無道床覆蓋的部分。路基邊坡:路肩邊緣以外的斜坡。圖1-56路基路肩與邊坡示意圖路肩的作用:1)抵抗路基核心部分在受壓力時向外發(fā)生擠動、變形,加強路基的穩(wěn)定性;2)防止道渣滾落于路基坡面,保持道床完整;3)便于設(shè)置必要的線路、信號標(biāo)志;4)供鐵路現(xiàn)場作業(yè)人員行走,便于進行工作。2.路肩與路基邊坡圖1-56路基路肩與邊坡示意圖路肩703.路基附屬設(shè)施圖1-57排水溝路基附屬設(shè)施的作用:保證路基的強度與穩(wěn)定。

(1)排水設(shè)施1)地面排水設(shè)施→匯集地表雨水,引到路基以外。例如:排水溝(見圖1-57)、截水溝等。2)地下排水設(shè)施→截斷、疏導(dǎo)地下水,排出路基。3.路基附屬設(shè)施圖1-57排水溝路基附屬設(shè)施71圖1-58路基邊坡度沖刷防護(2)防護設(shè)施1)路基邊坡度坡面防護→增強路基邊坡的抗風(fēng)化能力。例如:植被防護、砌石防護等。(2)路基邊坡度沖刷防護→用于濱河、河灘、水庫地段防護。例如:植被防護、拋石防護等。路基邊坡防護見圖1-58。圖1-58路基邊坡度沖刷防護(2)防護設(shè)施72圖1-59擋土墻(3)加固工程通過修建加固結(jié)構(gòu)物或其它措施,使路基獲得穩(wěn)定。例如:擋土墻(圖1-59)、扶壁、擋棚(圖1-60)等。圖1-60山體擋棚圖1-59擋土墻(3)加固工程通過修建加固結(jié)構(gòu)物或其它措施731、什么是路基?路基斷面又是指什么?本節(jié)習(xí)題2、請畫一半路堤半路塹地段的鐵路線路結(jié)構(gòu)簡圖。鐵路路基是軌道的基礎(chǔ),承受并傳遞軌道的重量及列車的動載荷。垂直于線路中心線的路基橫截面為路基橫斷面,簡稱路基斷面。1、什么是路基?路基斷面又是指什么?本節(jié)習(xí)題2、請畫741、路基本體主要是由哪幾部分組成的?試畫圖說明。鐵路路基本體,主要包括:路基頂面、路肩、路基邊坡。2、路基的附屬設(shè)施可以分為幾類,舉例說明。

1、排水設(shè)施——匯集地表雨水,截斷、疏導(dǎo)地下水,引到路基以外。例如排水溝、截水溝、滲水隧洞等;2、防護設(shè)施——增強路基邊坡的抗風(fēng)化、抗水侵蝕能力。例如植被防護、砌石防護等;3、加固工程——通過修建加固結(jié)構(gòu)物或其它措施,使路基獲得穩(wěn)定。例如:擋土墻、扶壁等。本節(jié)習(xí)題1、路基本體主要是由哪幾部分組成的?試畫圖說明。鐵路752.1.5橋隧建筑物

橋梁,在鐵路架空的部位承托軌道。橋梁由上部結(jié)構(gòu)(橋跨)和下部結(jié)構(gòu)(橋墩、橋臺、墩臺基礎(chǔ))組成。軌道傳來的力,通過橋墩、墩臺、基礎(chǔ),傳遞至基底面上。圖1-61內(nèi)昆線金沙江大橋2.1.5橋隧建筑物橋梁,在鐵路架空的76隧道,鐵路穿越山嶺所開鑿的地下通道。其底部承托著軌道,四周承受著圍巖的壓力。隧道也可以代替橋梁,從河道、海峽下穿過,即水下隧道。圖1-62內(nèi)昆線安邊2號隧道隧道,鐵路穿越山嶺所開鑿的地下通道。圖1-677涵洞,設(shè)置在路基下的過水建筑物。承受通過路基傳來的動力載荷,以及路基土體的土壓力。圖1-63涵洞涵洞,設(shè)置在路基下的過水建筑物。圖1-6378本節(jié)學(xué)習(xí)要求:1、了解鐵路橋梁、隧道、涵洞的功用;2、了解鐵路橋梁、隧道、涵洞的基本技術(shù)構(gòu)造。本節(jié)學(xué)習(xí)要求:792.1.5.1鐵路橋梁

橋梁簡介1.橋梁的作用與分類作用:供鐵路線路跨越水流、山谷或其它建筑物的設(shè)施。(1)跨越河流——跨河橋。(2)跨越山谷——跨谷橋。(3)跨越鐵路、公路——跨線橋。(4)跨越市區(qū)、工業(yè)區(qū)、農(nóng)作物區(qū)——旱橋。

圖1-64跨河橋(隴海線渭河橋)2.1.5.1鐵路橋梁橋梁簡介圖1-64跨80圖1-65跨谷橋(南昆線八渡3號大橋)

圖1-66跨線橋圖1-67旱橋(西康線)圖1-65跨谷橋(南昆線八渡3號大橋)圖1-66跨線橋81圖1-68跨河橋組成部分簡單圖2.橋梁結(jié)構(gòu)我們以跨河橋為例,其組成部分為:橋跨、橋墩、橋臺、墩臺基礎(chǔ)。

圖1-68跨河橋組成部分簡單圖2.橋梁結(jié)構(gòu)82圖1-69連續(xù)梁橋3.橋梁分類橋梁的型式很多,根據(jù)橋梁受力情況,分為5類:梁橋、拱橋、剛架橋、懸橋和組合體系橋等。(1)梁橋梁橋在豎向載荷作用下只產(chǎn)生豎向反力。橋跨為梁,只受橈受剪,不受到軸向力。梁橋又分簡支梁橋、連續(xù)梁橋(見圖1-69)、懸臂梁橋。圖1-69連續(xù)梁橋3.橋梁分類(1)梁橋83圖1-70實體拱拱橋(2)拱橋拱橋在豎向載荷下有豎向反力和橫向反力,無鉸拱橋還產(chǎn)生支座彎矩。橋跨為拱,以受壓為主,也受橈受剪。拱橋可以分為實體拱拱橋和桁拱拱橋。圖1-70實體拱拱橋(2)拱橋84圖1-71斜腿剛架橋(3)剛架橋剛架橋的特點是橋跨與墩臺以剛性連接成一體,在豎向載荷的作用下有豎向反力和水平反力,無鉸剛架還有支撐彎矩。剛架以受橈為主,也受剪和軸向力。從造型上剛架橋可以分為門形剛架橋和斜腿剛架橋。圖1-71斜腿剛架橋(3)剛架橋85圖1-72懸橋(4)懸橋(見圖1-72)懸橋以纜索跨過塔頂,錨定于河岸上作為承重結(jié)構(gòu),在纜索上懸掛吊桿,吊起橋面系。纜索受拉。圖1-72懸橋(4)懸橋(見圖1-72)86圖1-73斜拉橋(5)組合體系橋組合體系橋是由不同體系組合而成的橋梁。例如:系桿拱橋是由梁與拱的組合體系;斜拉橋是(見圖1-73)梁與索的組合體系。圖1-73斜拉橋(5)組合體系橋872.1.5.2隧道鐵路隧道是線路跨越山嶺時,為避免開挖很深的路塹或修筑很長的迂回線,而修建的穿越山嶺的建筑物;還有建筑在河床、海峽或湖底下的水底隧道和建筑在大城市地下的鐵道。2.1.5.2隧道鐵路隧道是線路跨越山嶺88圖1-75大瑤山隧道洞門圖1-76秦嶺隧道的洞身襯砌圖1-75大瑤山隧道洞門圖1-76秦嶺隧道的洞身襯砌891.隧道的基本組成隧道是修筑在地層內(nèi)的建筑物,鐵路隧道結(jié)構(gòu)由主體建筑物和附屬建筑物組成。

主體建筑物——洞門、洞身襯砌。作用是保持隧道的穩(wěn)定,保證列車的安全運行。

附屬建筑物——避車洞、防排水設(shè)施、通風(fēng)設(shè)施。為隧道安全、養(yǎng)護與維修隧道的需要而設(shè)置。1.隧道的基本組成隧道是修筑在地層內(nèi)的建筑物,901、按照隧道所處的地質(zhì)條件分類:分為土質(zhì)隧道和石質(zhì)隧道。2、按照隧道的長度分類:分為短隧道(鐵路隧道規(guī)定:L≤500m;公路隧道規(guī)定:L≤500m)、中長隧道(鐵路隧道規(guī)定:500<L≤3000m;公路隧道規(guī)定500<L<1000m)、長隧道(鐵路隧道規(guī)定:3000<L≤10000m;公路隧道規(guī)定1000≤L≤3000m)和特長隧道(鐵路隧道規(guī)定:L>10000m;公路隧道規(guī)定:L>3000m)。3、按照國際隧道協(xié)會(ITA)定義的隧道的橫斷面積的大小劃分標(biāo)準(zhǔn)分類:分為極小斷面隧道(2~3㎡)、小斷面隧道(3~10㎡)、中等斷面隧道(10~50㎡)、大斷面隧道(50~100㎡)和特大斷面隧道(大于100㎡)。4、按照隧道所在的位置分類:分為山嶺隧道、水底隧道和城市隧道等。5、按照隧道埋置的深度分類:分為淺埋隧道和深埋隧道。6、按照隧道的用途分類:分為交通隧道、水工隧道、市政隧道和礦山隧道。7、按隧道洞內(nèi)行車線路的多少還可以分為單線隧道、雙線隧道及多線隧道。1、按照隧道所處的地質(zhì)條件分類:分為土質(zhì)隧道和石質(zhì)隧道。912.隧道的襯砌結(jié)構(gòu)襯砌是用于支持隧道四周圍巖,防止其塌落的設(shè)施。隧道襯砌材料應(yīng)該具有足夠的強度、耐久性;特殊地段還要求抗凍、抗?jié)B、抗侵蝕性。隧道襯砌分為(1)整體式模筑砼襯砌;(2)拼裝式襯砌;(3)錨噴襯砌;(4)復(fù)合式襯砌;(5)明洞襯砌.2.隧道的襯砌結(jié)構(gòu)襯砌是用于支持隧道四周圍巖,防止其922.4.2.3隧道洞門隧道洞門的學(xué)習(xí)內(nèi)容主要是考慮洞口位置的選擇:結(jié)合地形、地質(zhì)、水文地質(zhì)情況,施工及運營條件,洞口有關(guān)工程全面考慮。洞門的主要作用是用來保證洞口土體仰坡和邊坡的穩(wěn)定,并通過洞門位置的排水系統(tǒng)將仰坡流下的雨水引離隧道,以防止水流沖刷洞門。2.4.2.3隧道洞門隧道洞門的學(xué)習(xí)內(nèi)容主要是考慮洞93

3.鐵路隧道附屬建筑物(1)避車洞及其作用小避車洞——保證隧道內(nèi)維修人員的安全。大避車洞——存放工具材料。隧道兩側(cè),每隔60m設(shè)置一小洞,每隔300m設(shè)置一大洞。3.鐵路隧道附屬建筑物(1)避車洞及其作用94鐵路線路和基本設(shè)備ppt課件95(2)隧道通風(fēng)設(shè)備隧道的通風(fēng)是隧道設(shè)計的重點內(nèi)容。原因之一是當(dāng)蒸汽機車、內(nèi)燃機車通過隧道時,排出有害氣體。如果隧道通風(fēng)不良,將危害旅客和鐵路工作人員的健康。隧道通風(fēng)有兩種形式:自然通風(fēng);機械通風(fēng)。(2)隧道通風(fēng)設(shè)備96(3)防排水設(shè)施我國的隧道防排水技術(shù),采用以“排”為主,“截、堵、排”的綜合治水方法。“截”——截斷地表水、地下水流入隧道的通道?!岸隆薄诙瓷硪r砌內(nèi)設(shè)置防水層,防止地下水滲入隧道?!芭拧薄獙⒍瓷硪r砌后的積水引入隧道,通過隧道內(nèi)的水溝排出。(3)防排水設(shè)施97道口鐵路道口指的是道路與鐵路平面相交處,分為有人看守道口和無人看守道口。

鐵路與道路平面交叉的道口,應(yīng)當(dāng)設(shè)置道口信號機、警示標(biāo)志或者安全防護設(shè)施。無人看守的鐵路道口,應(yīng)當(dāng)在距道口一定距離處設(shè)置警示標(biāo)志。

在電氣化鐵路上,鐵路道口通路兩面應(yīng)設(shè)限高架,其通過高度不得超過4.5米。道口兩側(cè)不宜設(shè)置接觸網(wǎng)錨段關(guān)節(jié),不應(yīng)設(shè)置錨柱。道口982.1.5.3涵洞涵洞設(shè)在路堤下面的填土中,是用以通過水流或行人的一種建筑物。

洞身由若干管節(jié)組成,管節(jié)埋在路基之中,具有一定的縱向坡度(從進口向出口),以便排水。涵洞分為:石涵、混凝土涵、鋼筋混凝土涵、鉄涵等,截面有矩形、圓形和拱形等不同形式。涵洞的孔徑一般是0.75~6.0m。2.1.5.3涵洞涵洞設(shè)在路堤下面的填土992.2軌道在路基、橋隧建筑物修成之后,就可以在上面鋪設(shè)軌道。軌道由鋼軌、軌枕、聯(lián)結(jié)零件、道床、防爬設(shè)備和道岔等主要部件組成。它起著機車車輛運行的導(dǎo)向作用,直接承受由車輪傳來的巨大壓力,并把它傳布給路基或橋隧建筑物。2.2軌道在路基、橋隧建筑物修成之后,100動畫動畫1012.2.1鋼軌

1)支承和引導(dǎo)車輪;2)為車輪滾動提供阻力較小的表面;3)承受車輪的作用力并傳布于軌枕;4)在電氣化鐵路和自動閉塞區(qū)段,作為軌道電路使用。2.2.1.1鋼軌的功用鋼軌的作用是直接承受車輪的巨大壓力并引導(dǎo)車輪的運行方向,因而它應(yīng)當(dāng)具備足夠的強度、穩(wěn)定性和耐磨性。為了使鋼軌具有最佳的抗彎性能,鋼軌的斷面形狀采用“工”字形,由軌頭、軌腰和軌底組成。2.2.1鋼軌1)支承和引導(dǎo)車輪;2.21022.鋼軌斷面

(1)斷面形狀鋼軌斷面的造型統(tǒng)一為——“工”字形鋼軌斷面圖(2)斷面特點軌底較寬有利于保證鋼軌穩(wěn)定鋼軌斷面的組成(動畫)2.鋼軌斷面(1)斷面形狀鋼軌斷面圖(2)斷1032.2.1.2鋼軌的特點與鋼軌斷面1.鋼軌特點:四個“度”剛度——抵抗由動荷載引起的撓曲變形;韌度——防止動荷載引起鋼軌折斷;硬度——防止被車輪壓陷或磨損太快;頂面粗糙度——有利于機車的牽引力、制動力的實現(xiàn)。2.2.1.2鋼軌的特點與鋼軌斷面1.鋼軌特點:四個“度104在我國,鋼軌的類型或強度以每米長度的大致質(zhì)量(公斤數(shù))表示,現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)鋼軌類型有:75公斤/米、60公斤/米、50公斤/米以及43公斤/米。鋼軌的長度長一些好,可以減少接頭的數(shù)置,列車運行平穩(wěn)并可節(jié)省接頭零件和線路的維修費用,但是由于加工條件和運輸條件的限制,一根鋼軌的軋制長度是有限的。目前我國鋼軌的標(biāo)準(zhǔn)長度有25米和12.5米兩種,對于75公斤/米鋼軌只有25米長一種。此外,還有專供曲線地段鋪設(shè)內(nèi)軌用的標(biāo)準(zhǔn)縮短軌若干種。在我國,鋼軌的類型或強度以每米長度的大致質(zhì)量(公斤數(shù)1052.2.1.3鋼軌接頭、軌縫鋼軌接頭普通軌道的接頭,通常用螺栓、夾板等連接。軌縫鋪軌時,需要在鋼軌接頭處預(yù)留軌縫。軌縫要求:(1)高溫時,鋼軌膨脹不會導(dǎo)致軌道擠壓變形;(2)低溫時,鋼軌收縮不會導(dǎo)致接頭拉壓變形。軌縫作用:適應(yīng)鋼軌熱脹冷縮的需要。2.2.1.3鋼軌接頭、軌縫鋼軌接頭1064.軌縫計算公式軌縫的計算通常使用經(jīng)驗公式:式中:δ——計算軌縫尺寸(毫米);tmax——最高鋼軌溫度(當(dāng)?shù)貧v年最高氣溫加20攝氏度);t——鋪軌時的鋼軌溫度(攝氏度);L——鋼軌長度(米);c——阻力限制的鋼軌伸縮量(毫米)(12.5米鋼軌取1~2毫米,25米鋼軌取3~4毫米)4.軌縫計算公式軌縫的計算通常使用經(jīng)驗公式:式中107本節(jié)習(xí)題

1、鋼軌的功用是什么?A.在電氣化鐵路和自動閉塞區(qū)段,作為軌道電路使用。B.承受車輪的作用力并傳布于軌枕;C.支承和引導(dǎo)車輪;D.為車輪滾動提供阻力較小的表面;E.承受車輪的作用力并傳布于軌枕與道床;2、根據(jù)鋼軌的功用,推斷鋼軌應(yīng)具備的特點。

3、計算:某地鋪軌,選用12.5米鋼軌,鋪軌時測得軌溫為41度,當(dāng)?shù)刈罡邭鉁貫?4度,求應(yīng)該預(yù)留的軌縫大小。本節(jié)習(xí)題1、鋼軌的功用是什么?2、根據(jù)鋼軌的功用,推1082.2.2軌枕2.2.2.1軌枕的功用、特點1.功用1)支撐鋼軌并承受鋼軌的垂直力、水平力。2)傳遞這二力給道床和路基。3)保持鋼軌方向、位置、軌距。

2.2.2軌枕2.2.2.1軌枕的功用、特點1.功用1092.特點堅固耐久、具有彈性、造價合理、制造維修方便??梢哉J(rèn)為,軌枕是介于鋼軌與道床之間,承受來自鋼軌的各向壓力,并將壓力彈性地均布于道床的設(shè)施。2.特點1102.2.2.2軌枕的分類軌枕按照制作材料分,主要有鋼筋混凝土枕和木枕兩種。我國鐵路所使用的主要是預(yù)應(yīng)力混凝土枕。經(jīng)過防腐處理的木枕,一般可用15年左右。我國普通軌枕的長度為2.5米,道岔用的岔枕和鋼橋上用的橋枕,其長度有2.6~4.85m多種。木枕

鋼筋混凝土軌枕

2.2.2.2軌枕的分類軌枕按照制作材料111思考題鐵路線路在不同地段,選用的軌枕是不相同的。例如,在橋梁、隧道、道岔處使用的軌枕就同一般線路上使用的軌枕有區(qū)別。因此,木枕和混凝土枕,根據(jù)不同場合的用途,可以分為:(提示:5選3)A.普通枕B.一般枕C.岔枕D.橋枕E.隧枕思考題鐵路線路在不同地段,選用的軌枕是不相同的。例如1122.2.2.3軌枕的布置

1.每千米配置軌枕數(shù)每千米配置的軌枕根數(shù),由運量、行車速度、線路等級條件決定。力求在最經(jīng)濟條件下,保證軌道具有足夠的強度與穩(wěn)定性。我國鐵路規(guī)定:(1)木枕軌道,每千米軌枕數(shù)最多為1920根,最少為1440根;(2)混凝土枕軌道,每千米軌枕數(shù)最多為1840根,最少為1440根。圖1-17配置軌枕數(shù)示意圖2.2.2.3軌枕的布置1.每千米配置軌枕數(shù)113符合右下側(cè)條件(藍字表示)之一的地段,軌道應(yīng)該加強,即每千米的軌枕數(shù)需要增加木枕增加160根混凝土增加80根;當(dāng)條件重合時,只增加一次,并且不能超過數(shù)目最大值。

1)混凝土枕軌道上,半徑小于600米的曲線地段;或木枕軌道、電力牽引線路,半徑小于800米的曲線地段。2)坡度大于12‰的下坡制動地段。3)長度大于等于300米的隧道地段。符合右下側(cè)條件(藍字表示)之一的地段,軌道應(yīng)該加強,1142.軌枕間距的計算圖1-18軌枕間距示意圖到目前為止,你對軌枕的了解有多少——普通軌道上,軌枕間的距離一樣不?

普通軌道上,鋼軌接頭處車輪的沖擊動荷載大,接頭軌枕間距(c)應(yīng)該比中間軌枕間距(a)小一些。而且,從c向a過渡時,應(yīng)該有一個過渡軌枕間距(b),以適應(yīng)荷載的變化。三者大小為:a>b>c。2.軌枕間距的計算圖1-18軌枕間距示意圖到目前為115c一般是給定的:木枕為440mm,混凝土枕為540mm。由上圖可知:式中:L——每節(jié)鋼軌長度(含一個軌縫寬度8mm)n——每節(jié)鋼軌下軌枕根數(shù)c一般是給定的:木枕為440mm,混凝土枕為540mm。116思考題:1、軌枕的功用是什么?它應(yīng)該具備什么特點?3、計算:某一地區(qū)修建地方鐵路,鋼軌選用25m標(biāo)準(zhǔn)軌,軌枕選用混凝土枕。在一般地段,要求每千米軌枕數(shù)為1600根。現(xiàn)有一長1100m的隧道,計算在該隧道內(nèi)鋪軌需要的軌枕數(shù)目,并求出軌枕的三個間距a、b、c。2、軌枕按照其材質(zhì)可以分為哪兩類?這兩類軌枕各自的優(yōu)缺點是什么,以及改進措施是什么?思考題:3、計算:2、軌枕按照其材質(zhì)可以分為哪兩類1172.2.3聯(lián)結(jié)零件2.2.3.1聯(lián)結(jié)零件聯(lián)結(jié)零件分為接頭聯(lián)結(jié)零件和中間聯(lián)結(jié)零件。接頭聯(lián)結(jié)零件:兩節(jié)鋼軌的末端,用接頭聯(lián)結(jié)零件聯(lián)結(jié)。先用兩塊魚尾板夾住鋼軌,然后用螺栓擰緊。為防止螺栓松動,在螺帽與魚尾板之間,加有彈簧墊圈。接頭聯(lián)結(jié)零件鋼軌的接頭連接動畫2.2.3聯(lián)結(jié)零件聯(lián)結(jié)零件分為接頭聯(lián)結(jié)零件和中間聯(lián)1182.2.3.2中間聯(lián)結(jié)扣件中間聯(lián)結(jié)扣件的作用:把鋼軌與軌枕牢固地聯(lián)結(jié)起來,以確保鋼軌位置穩(wěn)定。根據(jù)軌枕的性質(zhì),中間聯(lián)結(jié)扣件可以分為:木枕聯(lián)結(jié)扣件和混凝土枕聯(lián)結(jié)扣件。從分類上我們可以推測,不同的軌枕,存在不同的聯(lián)結(jié)方式。圖1-19鋼軌與軌枕的聯(lián)結(jié)2.2.3.2中間聯(lián)結(jié)扣件中間聯(lián)結(jié)扣件的1191.木枕扣件及木枕聯(lián)結(jié)方式目前,我國木枕軌道地段中間聯(lián)結(jié)方式主要有混合式和分開式。(1)混合式(見圖1-20)目前大量采用的聯(lián)結(jié)方式是混合式?;旌鲜绞窍扔玫泪敯褖|板與木枕扣緊,然后再用道釘將鋼軌、墊板和木枕三者同時聯(lián)結(jié)?;旌鲜娇奂慵?,安裝成本低,但扣緊力不如分開式。鋼軌與木枕的混合式連接(動畫)圖1-20鋼軌與木枕的混合式聯(lián)結(jié)1.木枕扣件及木枕聯(lián)結(jié)方式鋼軌與木枕的混合式連接(動120(2)分開式(見圖1-21)分開式是將墊板分別與軌枕和鋼軌單獨扣緊。分開式扣壓力大,能有效防止鋼軌的橫、縱向位移,同時便于安裝與更換,但成本高。在特殊線路與橋上線路使用。圖1-21鋼軌與木枕的分開式聯(lián)結(jié)(2)分開式(見圖1-21)圖1-21鋼軌與木枕1212.混凝土枕聯(lián)結(jié)扣件及混凝土枕聯(lián)結(jié)方式由于混凝土枕重量大、剛度大,因而混凝土枕扣件的性能也比木枕扣件好。圖1-21鋼軌與混凝土枕聯(lián)結(jié)主要表現(xiàn)為:1、扣壓力足。當(dāng)鋼軌彎曲、轉(zhuǎn)動時,不會導(dǎo)致鋼軌沿墊板發(fā)生縱向移動。2、適當(dāng)?shù)膹椥??;炷琳淼膹椥员饶菊聿钤S多,其彈性主要由扣件提供。3、具有絕緣性能。2.混凝土枕聯(lián)結(jié)扣件及混凝土枕聯(lián)結(jié)方式圖1-211222.2.4道床道床是介于軌枕與路基之間,是鋪設(shè)在路基面上的石碴(道碴)墊層。主要作用是支承軌枕,把從軌枕上部的壓力均勻地傳遞給路基;并固定軌枕的位置,阻止軌枕縱向或橫向移動;緩和機車車輛輪對對鋼軌的沖擊,調(diào)整線路的平面和縱斷面。道床斷面圖1-23道床示意簡圖

2.2.4.1道床的功用與材料選擇2.2.4道床道床是介于軌枕與路基之間,1231.道床的功用:

1)承受來自軌枕的壓力,均勻的傳遞到路基;2)提供軌道的橫、縱向力,保持軌道的穩(wěn)定;3)提供軌道彈性,減緩、吸收輪軌的沖擊、振動;4)提供良好的排水性能,減少路基病害;5)便于軌道養(yǎng)護維修作業(yè)。圖1-24碎石道床示意圖以碎石、卵石、礦渣、粗沙等為材質(zhì)構(gòu)成的碎石道床,滿足以上5點要求,價廉物美,是我國目前使用最廣泛的道床類型。碎石最優(yōu)。

1.道床的功用:1)承受來自軌枕的壓力,均勻1242.道床應(yīng)具備的性能圖1-24碎石道床示意圖1)質(zhì)地堅硬,耐壓、耐磨,具有彈性;2)排水性能好,吸水度?。?)不易風(fēng)化、侵蝕。2.道床應(yīng)具備的性能圖1-24碎石道床示意圖1)質(zhì)地堅硬1252.2.4.2道床斷面道床斷面為梯形,主要有三個要素:1)道床厚度(h):足夠的厚度,有利于減小基面應(yīng)力,降低發(fā)生永久變形的可能,確保軌道穩(wěn)定。2)頂面寬度(b):一般為3米。3)邊坡坡度(i)圖1-25道床縱斷面示意圖2.2.4.2道床斷面道床斷面為梯形,主要有三個要素:1261、道床的的功用有:A.承受來自鋼軌的壓力,均勻的傳遞到路基;B.提供軌道的橫、縱向力,保持軌道的穩(wěn)定;C.提供軌道彈性,減緩、吸收輪軌的沖擊、振動;D.提供良好的排水性能,減少路基病害;E.便于軌道養(yǎng)護維修作業(yè)本節(jié)習(xí)題2、根據(jù)道床功用,描述其應(yīng)該具備的性能。A.質(zhì)地堅硬,耐壓、耐磨;B.耐高溫,抗熱性好;C.不易風(fēng)化、侵蝕;D.排水性能好,吸水度?。籈.具有良好彈性。1、道床的的功用有:本節(jié)習(xí)題2、根據(jù)道床功用,描述1272.2.5防爬設(shè)備

1.爬行的定義列車運行時,車輪作用于鋼軌上除產(chǎn)生豎直力和橫向力外,還產(chǎn)生一個縱向水平推力,能引起鋼軌的縱向移動,有時甚至帶動軌枕沿著線路方向一起移動,此種現(xiàn)象稱為軌道的爬行。2.2.5防爬設(shè)備1.爬行的定義128

1.防止爬行的措施防止爬行,需要加強接頭扣件、中間扣件的扣緊力??劬o力的加強,是通過安裝防爬設(shè)備實現(xiàn)的。在直線地段,由于列車縱向力的作用,軌枕可能被拉斜。預(yù)防方法是將防爬器與防爬支撐配合使用。

圖1-26石質(zhì)防爬器

(a)穿銷式防爬器

(b)防爬器的安裝(c)防爬器1.防止爬行的措施圖1-26石質(zhì)防爬器(a)穿129在曲線地段,由于列車橫向力的作用,很容易引起軌距擴大。預(yù)防方法是采用軌距拉桿進行加固。

圖1-27軌距拉桿在曲線地段,由于列車橫向力的作用,很容易引起軌距擴大130

1、由于列車制動、轉(zhuǎn)向,以及溫度變化是軌道發(fā)生爬行的原因,請分析容易發(fā)生爬行的地段:A.道岔地段B.隧道地段C.長大下坡道D.曲線地段E.車站到發(fā)線本節(jié)習(xí)題1、由于列車制動、轉(zhuǎn)向,以及溫度變化是軌道發(fā)生爬行的1312.3道岔機車車輛在運行過程中,常常需要由一條線路轉(zhuǎn)入另一條線路,或跨越其它線路。在就需要設(shè)置線路的連接與交叉設(shè)備,即道岔。

道岔是鐵路軌道的重要組成部分。由于道岔數(shù)量多、使用壽命短、限制列車速度、行車安全性低,與曲線、接頭并稱為軌道的三大薄弱環(huán)節(jié)。2.3道岔機車車輛在運行過程中,常常需要由一條線132

道岔的分類及功用:1、線路的連接設(shè)備引導(dǎo)鐵路機車車輛由一條線路進入另一條線路。

2、線路的交叉設(shè)備引導(dǎo)機車車輛由一條線路跨越另一條線路。

圖1-29線路連接道岔

圖1-30線路交叉道岔

道岔的分類及功用:2、線路的交叉設(shè)備圖1-29線路1333、連接與交叉設(shè)備既可以引導(dǎo)鐵路機車車輛由一條線路進入另一條線路,也能夠引導(dǎo)機車車輛由一條線路跨越另一條線路。

圖1-31線路連接、交叉道岔3、連接與交叉設(shè)備圖1-31線路連接、交叉道岔134本節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容與知識要點:1.我國最常見的道岔是普通單開道岔,簡稱單開道岔,屬于第1類道岔,即線路的連接設(shè)備。單開道岔構(gòu)造相對簡單,具有一定的代表性,是本章的學(xué)習(xí)重點。2.在了解和掌握單開道岔的基本特征之后,我們需要了解其它類型的道岔;3.道岔是軌道的三大薄弱環(huán)節(jié)之一,限制列車運行速度。最后,我們學(xué)習(xí)提高列車過岔速度的措施。本節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容與知識要點:1.我國最常見的道岔是普通單1352.3.1單開道岔構(gòu)造2.3.1.1單開道岔的概述單開道岔是最簡單、最常用的一種道岔。普通單式道岔的組成1-基本軌;2-尖軌;3-翼軌;4-護軌1.單開道岔的組成(1)三大組成部分:轉(zhuǎn)轍器部分;轍叉及護軌部分;連接部分。2.3.1單開道岔構(gòu)造2.3.1.1單開道岔的概述136(2)7個組成部件:轉(zhuǎn)轍器部分的基本軌、尖軌;轍叉及護軌部分的翼軌、護軌、轍叉心;連接部分的直軌、導(dǎo)曲線軌。圖1-33單開道岔結(jié)構(gòu)與名稱(2)7個組成部件:圖1-33單開道岔結(jié)構(gòu)與名稱137

轉(zhuǎn)轍器:包括兩根尖軌、兩根基本軌和轉(zhuǎn)轍機械。是引導(dǎo)機車車輛轉(zhuǎn)線的部分。

連接部分:包括兩根直軌和兩根導(dǎo)曲線軌。它是將轉(zhuǎn)轍器和翼軌聯(lián)結(jié)起來的部分。

轍叉及護軌:轍叉設(shè)在兩條鋼軌的交叉處,其作用是使運行在一條鋼軌上的列車車輪的輪緣能越過另一條鋼軌。1.單開道岔各組成部分的功能轉(zhuǎn)轍器:包括兩根尖軌、兩根基本軌和轉(zhuǎn)轍機械。是引導(dǎo)機138思考題圖1-34單開道岔組成部分一

請指出道岔的組成部分及組成部件。(見圖1-34、1-35、1-36)思考題圖1-34單開道岔組成部分一請指出道岔的139圖1-35單開道岔組成部分一圖1-35單開道岔組成部分一1402.3.1.2單開道岔的轉(zhuǎn)轍器部分1.轉(zhuǎn)轍器部分的功用與組成功用:引導(dǎo)機車車輛的行駛方向。組成:兩根基本軌、兩根尖軌、各種聯(lián)結(jié)零件、道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備。圖1-37單開道岔的轉(zhuǎn)轍器部分

2.3.1.2單開道岔的轉(zhuǎn)轍器部分1.轉(zhuǎn)轍器部分的功1412.基本軌(圖1-37中圖示B)基本軌是用12.5米或25米標(biāo)準(zhǔn)軌經(jīng)過適當(dāng)加工制成。主線基本軌為直線。側(cè)線基本軌為折線或曲線型圖1-37單開道岔的轉(zhuǎn)轍器部分

3.尖軌(圖1-37中圖示A)尖軌是轉(zhuǎn)轍器部分最重要的組成部件。通過連接桿與轉(zhuǎn)轍機械相連。通過轉(zhuǎn)轍機械的作用,兩根尖軌往復(fù)擺動,從而引導(dǎo)機車車輛進入主線或側(cè)線行駛。2.基本軌(圖1-37中圖示B)圖1-37單開道岔的1422.3.1.3轍叉與護軌部分轍叉與護軌部分由主軌、護軌、翼軌、轍叉心四個部件構(gòu)成。其中,翼軌和轍叉心是轍叉的主要構(gòu)成部分。(見圖1-38)圖1-38轍叉與護軌部分組成示意圖轍叉構(gòu)造及基本術(shù)語(動畫)2.3.1.3轍叉與護軌部分轍叉與護軌部分由主軌、護軌、143從兩翼軌最窄處到轍叉心實際尖端之間,存在著一段軌線中斷的空隙,叫做轍叉的有害空間。當(dāng)機車車輛通過轍叉有害空間時,輪緣有走錯轍叉槽而引起脫軌的可能,因此,必須設(shè)置護軌,對車輪的運行方向?qū)嵭袕娭菩缘囊龑?dǎo)。從兩翼軌最窄處到轍叉心實際尖端之間,存在著一段軌線中斷的1442.護軌正確地引導(dǎo)機車車輛輪對的走向,防止其撞擊轍叉叉心,使列車平順、安全地通過有害空間。(見圖1-39)圖1-39道岔護軌2.護軌圖1-39道岔護軌145可動心軌轍叉的心軌與尖軌同時扳動(如圖),心軌尖端總是同一根翼軌密貼而同另一根翼軌分離,這樣就不存在有害空間。使行車平穩(wěn)而安全,消除了列車直向過岔速度的限制??蓜有能壋凡?.活動心軌轍叉可動心軌轍叉的心軌與尖軌同時扳動(如圖),心軌尖端總是同1461、單開道岔的組成部分有:A.岔心部分B.轉(zhuǎn)轍器部分C.基本軌部分D.轍叉及護軌部分E.連接部分2、什么是有害空間?對鐵路行車有何影響?可以采取什么措施減少有害空間的影響?本節(jié)習(xí)題1、單開道岔的組成部分有:本節(jié)習(xí)題1472.3.2其他類型道岔與交叉設(shè)備除了單開道岔以外,還有對稱雙開道岔、三開道岔、交分道岔和菱形交叉。雙開道岔的特點是同道岔相銜接的兩條線路各自向兩側(cè)分岔;它的優(yōu)點是(與單開道岔相比):轍叉號碼相同時,其導(dǎo)曲線半徑較大;轍叉號碼相同時,其道岔全長較短。由于對稱道岔的這些優(yōu)點,常被使用在駝峰編組場的頭部或尾部,即工業(yè)企業(yè)的廠內(nèi)線,組織不停車會車的雙線插入段。雙開道岔2.3.2其他類型道岔與交叉設(shè)備除了單開道岔以1481.單式對稱道岔又稱為對稱道岔,是單開道岔的一種特殊形式。整個道岔對稱于主線的中線或轍叉角的中分線,列車通過時無直向及側(cè)向之分。圖1-41單式對稱道岔(重慶站)1.單式對稱道岔圖1-41單式對稱道岔(重慶站)149三開道岔的特點是同道岔相銜接的有三條線路,每副三開道岔都有四根尖軌。優(yōu)點:長度較短;缺點:(尖軌削弱較多,轉(zhuǎn)轍器使用壽命短;兩普通轍叉在主線內(nèi)方無法設(shè)置護軌,機車車輛沿主線不能高速運行。雙開、三開道岔

2.三開道岔三開道岔的特點是同道岔相銜接的有三條線路,每副三開道150

3.交分道岔交分道岔有單式、復(fù)式之分。復(fù)式交分道岔相當(dāng)于兩組對向鋪設(shè)的單開道岔,實現(xiàn)不平行股道的交叉。交分道岔具有道岔長度短,開通進路多以及兩個主要行車方向均為直線等優(yōu)點。

圖1-42交分道岔3.交分道岔圖1-42交分道岔151將一個單開道岔納入另一個單開道岔內(nèi),就成為交分道岔。它代替了兩個單開道岔的作用,且占地長度較短,特別是連接幾條平行線路時,比單開道岔連接的長度縮短更為顯著。一組交分道岔存在四個“有害空間”,正線上由于列車運行速度較高,使用交分道岔其安全性就較差,也不好養(yǎng)護,故盡量不用。為消除“有害空間”可采用活動心軌鈍角轍叉的交分道岔。交分道岔

將一個單開道岔納入另一個單開道岔內(nèi),就成為交152三開道岔和交分道岔的共同特點是將一個道岔套到另一個道岔內(nèi),既減少用地,又起到兩幅道岔的作用,故這類道岔稱為復(fù)式道岔,而單開道岔和雙開道岔,則稱為單式道岔。除了各種道岔外,在線路上還有一種交叉設(shè)備。常用的菱有兩個銳角轍叉和兩個鈍角撤叉。但交叉沒有轉(zhuǎn)轍器,所以它和道岔不同,機車車輛只能在原來的線路上通過交叉后繼續(xù)前進,而不能轉(zhuǎn)線。菱形交叉三開道岔和交分道岔的共同特點是將一個道岔套到1532.3.3過岔速度及提高過岔速度的措施列車在通過道岔時的過岔速度,是控制列車行車速度的重要因素之一。列車的過岔速度,包括側(cè)向通過速度和直向通過速度。2.3.3.1側(cè)向通過速度對于單開道岔而言,側(cè)向過岔速度包括轉(zhuǎn)轍器、導(dǎo)曲線、轍叉、岔后連接線路這四部分的通過速度。長期的實踐表明,側(cè)向過岔速度主要由轉(zhuǎn)轍器部位和導(dǎo)曲線部位的通過速度決定。1-43單開道岔組成部分示意圖

2.3.3過岔速度及提高過岔速度的措施列車154

1.影響側(cè)向過岔速度的因素導(dǎo)曲線沒有設(shè)置超高和緩和曲線,且半徑較小,列車未被平衡的離心加速度大。

什么是超高?列車通過曲線時,需要提供向心力F保證列車受力基本均衡。可通過設(shè)置外軌道超高來提供向心力F,平衡列車受力。道岔的導(dǎo)曲線部分沒有設(shè)置超高,因此導(dǎo)致列車未被平衡的離心力大,影響列車側(cè)向過岔速度。圖1向心力圖2外軌超高提供向心力

1.影響側(cè)向過岔速度的因素什么是超高?圖155

2.基本參數(shù)的確定目前,在道岔設(shè)計中,采用三個參數(shù):1)動能損失(ω)2)未被平衡的離心加速度(α)3)未被平衡的離心加速度增量(Ψ)3.提高側(cè)向過岔速度的途徑1)增大導(dǎo)曲線半徑、減小車輪對道岔各部位的沖擊角。2)加強道岔結(jié)構(gòu)。2.基本參數(shù)的確定3.提高側(cè)向過岔速度的1562.3.3.2直向過岔速度1.影響直向過岔速度的因素1)道岔平面沖擊角的影響。2)道岔平面幾何不平順的影響。

2.直向過岔速度的范圍根據(jù)我國運營實踐并結(jié)合一定的理論分析,依據(jù)道岔的結(jié)構(gòu)狀況,直向過岔速度限制為同等級區(qū)間線路容許速度的80%—90%。2.3.

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