鐵路選線 鐵路能力.ppt

鐵路能力 第一節(jié)鐵路運(yùn)量 一 客貨運(yùn)量的意義 1 客貨運(yùn)量是設(shè)計(jì)鐵路能力的依據(jù) 2 客貨運(yùn)量是評(píng)價(jià)鐵路經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ) 3 客貨運(yùn)量的大小影響線路方案的取舍 二 經(jīng)濟(jì)調(diào)查 適應(yīng) 要求 國(guó)民經(jīng)濟(jì) 鐵路 1 主要任務(wù) 1 參與項(xiàng)目的規(guī)劃選址 2 經(jīng)濟(jì)選線 選線中對(duì)政 經(jīng) 國(guó)防等的考慮 著重考慮不同方案的沿線經(jīng)濟(jì)資源 經(jīng)濟(jì)據(jù)點(diǎn) 人口分布 生產(chǎn)水平 交通條件等因素 3 編制客貨流量資料 設(shè)計(jì)年度內(nèi) 4 提出設(shè)貨運(yùn)站的初步意義 根據(jù)地區(qū)經(jīng)濟(jì)需要與設(shè)計(jì)線的可能走向 2 內(nèi)容工 農(nóng) 人口 商業(yè) 交通 鐵路運(yùn)營(yíng)六類 過去 現(xiàn)在 未來 二 客貨運(yùn)量的調(diào)查和預(yù)測(cè) 劃定吸引范圍 吸引范圍 設(shè)計(jì)線吸引客貨的地區(qū)界限 直通吸引范圍在路網(wǎng)中 運(yùn)量通過設(shè)計(jì)線的區(qū)域范圍 地方吸引范圍行經(jīng)地區(qū) 運(yùn)量通過設(shè)計(jì)線的區(qū)域范圍 貨流示意圖 貨運(yùn)量的調(diào)查和預(yù)測(cè) 1 直通貨物運(yùn)量 地區(qū)間的物資交流計(jì)劃2 地方貨物運(yùn)量 產(chǎn)銷平衡法3 遠(yuǎn)期貨物運(yùn)量 預(yù)測(cè)方法 客運(yùn)量的調(diào)查和預(yù)測(cè) 五 鐵路選線設(shè)計(jì)所需要的運(yùn)量參數(shù) 1 貨運(yùn)量 強(qiáng)調(diào)分方向即每一方向 上下行 104t a 2 貨運(yùn)周轉(zhuǎn)量 鄰工作量 不分方向 但也可分方向 5 貨運(yùn)波動(dòng)系數(shù) 7 列車對(duì)數(shù) 零擔(dān) 摘掛 快運(yùn) 旅客 3 貨運(yùn)密度 每一公里的貨物周轉(zhuǎn)量 反映線路利用率 104t km km a 4 貨流比 輕重車方向 6 客運(yùn)波動(dòng)系數(shù) 四 設(shè)計(jì)年度 1 意義 節(jié)約 2 劃分 近期 遠(yuǎn)期 結(jié)合新規(guī)范可以逐步改擴(kuò)建的 牽引種類 機(jī)車類型 閉塞 交路不宜改擴(kuò)建的 ix Rmin 車站分布 近期 交付運(yùn)營(yíng)后五年 遠(yuǎn)期 交付運(yùn)營(yíng)后十年 第二節(jié)鐵路通過能力與輸送能力 鐵路每晝夜可以通過的列車對(duì)數(shù) 雙線為每一方向的列車數(shù) 稱為通過能力 N 通過能力 及所受限制 1 區(qū)間 正線數(shù) 區(qū)間長(zhǎng) 平縱面信號(hào) 聯(lián)鎖 閉塞設(shè)備種類2 車站 到發(fā)線數(shù) 道岔的配置 信聯(lián)閉種類3 機(jī)務(wù) 機(jī)車檢修臺(tái)位4 給水 水源 揚(yáng)水管路 揚(yáng)水設(shè)備5 供電 牽引變電所 接觸電線網(wǎng) 強(qiáng)調(diào) 最薄弱的環(huán)節(jié)控制通過能力 一 列車運(yùn)行圖 1 種類 1 按正線數(shù)目分 2 按運(yùn)行速度分 3 按上下行列車數(shù)的比例分 雙線運(yùn)行圖 單線運(yùn)行圖 非平行 平行 不成對(duì)運(yùn)行圖 成對(duì)運(yùn)行圖 4 按同方向列車運(yùn)行方式的不同 追蹤運(yùn)行圖 自動(dòng)或半自動(dòng)閉塞地段采用 同向列車以站內(nèi)區(qū)間為間隔 連發(fā)運(yùn)行圖 非自動(dòng)閉塞地段采用 同向列車以站內(nèi)區(qū)間為間隔 部分追蹤運(yùn)行圖 僅有一部分是追蹤運(yùn)行 其余是非追蹤 2 單線平行運(yùn)行圖 假定 1 都是直通貨物列車 同一類型 2 往返成對(duì)3 V相同 目的 可以簡(jiǎn)化計(jì)算N 二 列車運(yùn)行速度 1 旅客列車設(shè)計(jì)行車速度確定設(shè)計(jì)線各種與客車速度有關(guān)的建筑物和設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的基本參數(shù) 設(shè)計(jì)線各路段中的旅客列車設(shè)計(jì)行車速度的最大值稱為設(shè)計(jì)線旅客列車最高設(shè)計(jì)行車速度 以Vmax表示 2 走行速度Vz列車在區(qū)段內(nèi)運(yùn)行 按所有中間車站不停車通過所計(jì)算的區(qū)段平均速度 可由牽引計(jì)算得到 3 技術(shù)速度VJS列車在區(qū)段內(nèi)運(yùn)行 計(jì)入中間車站停車的起停附加時(shí)分所計(jì)算的區(qū)段平均速度 也可由牽引計(jì)算得到 4 旅行 區(qū)段 速度VL列車在區(qū)段內(nèi)運(yùn)行 計(jì)入中間車站停車的起停附加時(shí)分和中間車站停車時(shí)分所計(jì)算的區(qū)段平均速度 5 旅速系數(shù) L VL VZ 三 通過能力N計(jì)算 對(duì) d 1 單線 對(duì) d 2 雙線 連發(fā) 列 d 追蹤 列 d 1 客貨共線 半自動(dòng)閉塞 自動(dòng)閉塞 列 d 2 高速客運(yùn)專線 五 鐵路輸送能力 鐵路單方向每年能運(yùn)送的貨物噸數(shù) 1 客貨共線鐵路的輸送能力 3 扣除系數(shù)的含義 開行一對(duì)或一列旅客列車 快運(yùn)貨車 零擔(dān) 摘掛 組合車等 需要從平行運(yùn)行圖上扣除的普通貨物列車的對(duì)數(shù)或列數(shù)決定于 1 正線數(shù)目 2 閉塞方式 2客運(yùn)專線鐵路的輸送能力 全高速列車運(yùn)行的線路輸送能力 不同速度等級(jí)列車混運(yùn)的線路輸送能力 第三節(jié)牽引計(jì)算 為滿足Cx Cx G N 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) G T 研究作用在列車上的力 單位力概念 N t 機(jī)車單位牽引力 列車單位阻力 列車單位制動(dòng)力 第四節(jié)作用在列車上的力 1 形成與黏著限制 機(jī)車動(dòng)力裝置 電 內(nèi)燃 蒸汽 旋轉(zhuǎn)力矩M F1 F2 F1作用于鋼軌 F2作用于動(dòng)輪中心 整個(gè)機(jī)車牽引力 2 黏著牽引力的限制F可調(diào)節(jié) 但不能超過F 一列車牽引力 黏著系數(shù)的計(jì)算機(jī)車計(jì)算黏著系數(shù) 高速動(dòng)車組計(jì)算黏著系數(shù) 1 機(jī)車牽引力的形成 2 機(jī)車牽引特性曲線 恒力雙曲線 F f V 特性曲線 3 高速動(dòng)車組 1 電力機(jī)車機(jī)車牽引力取值有關(guān)參數(shù) 不同速度下的牽引力取值 計(jì)算速度和計(jì)算牽引力 計(jì)算啟動(dòng)牽引力 電力機(jī)車牽引性能參數(shù) 2 內(nèi)燃機(jī)車 高速列車牽引力取決于動(dòng)車組總功率 動(dòng)車組所需功率可根據(jù)牽引質(zhì)量和速度目標(biāo)值的大小 通過配置相應(yīng)的動(dòng)車組和來提高 動(dòng)車組通常采用固定編組形式 二 列車阻力 1 基本阻力 0 a bv cv2 N t 經(jīng)驗(yàn)公式 總阻力 a 軸頸和軸承之間摩擦b 車輪與鋼軌間滾動(dòng)摩擦c 車輪與鋼軌間滑動(dòng)摩擦d 沖擊 振動(dòng)e 空氣阻力 2 附加阻力 a 坡道附加阻力原因 機(jī)車 車輛的重力F產(chǎn)生的平行于軌道的分力以下求出wi與i的關(guān)系 b 曲線附加阻力 Ll Ly Ll Ly 列車跨過幾條曲線 原因 1 輪緣車軌頭內(nèi)側(cè)摩擦2 輪面 軌面3 轉(zhuǎn)向架繞中心盤轉(zhuǎn)動(dòng) 縱向滑動(dòng) 內(nèi)處R 橫向滑動(dòng) 離 向心力 c 隧道附加阻力原因 1 迎面壓力2 屋頂吸力3 四周表面空氣摩擦計(jì)算 建議式 s d 附加阻力換算坡度及加算坡度 3 起動(dòng)阻力 機(jī)車 q 5g滾動(dòng)軸承貨車 q 3 5g滑動(dòng)軸承貨車 q 3 0 4iq g 三列車制動(dòng)力 1 制動(dòng)方式分類 按動(dòng)能轉(zhuǎn)移方式分 閘瓦制動(dòng)和盤型制動(dòng) 按按制動(dòng)力的操縱方式分 空氣制動(dòng) 以壓縮空氣為動(dòng)力 屬黏著制動(dòng)電制動(dòng) 操縱控制和原動(dòng)力都用電的制動(dòng)方式電空制動(dòng) 電控空氣制動(dòng)的簡(jiǎn)稱 2 制動(dòng)力計(jì)算 1 空氣制動(dòng)力計(jì)算 空氣制動(dòng)力原理 副風(fēng)缸儲(chǔ)存壓縮空氣推動(dòng)制動(dòng)缸增壓 緩解減壓 制動(dòng) 單位列車制動(dòng)力計(jì)算 2 動(dòng)力制動(dòng)力計(jì)算 電制動(dòng)力原理 動(dòng)能 電動(dòng)機(jī) 發(fā)電機(jī) 制動(dòng)電流Iz 電阻發(fā)熱 發(fā)電機(jī)反轉(zhuǎn)Mk 動(dòng)輪反轉(zhuǎn)矩M 黏著作用 Bd 電制動(dòng)力需要值的確定 四列車運(yùn)動(dòng)方程式 一 列車運(yùn)行狀態(tài)分析 列車運(yùn)行狀態(tài)決定于合力當(dāng)C 0列車加速運(yùn)行當(dāng)C 0列車減速運(yùn)行當(dāng)C 0列車等速運(yùn)行 二 列車運(yùn)動(dòng)方程式 km h2 運(yùn)行距離 運(yùn)行時(shí)分 2 近似積分法解算列車運(yùn)動(dòng)方程式 在不同的工況下 列車受力組有不同的形式 1 牽引運(yùn)行2 惰力運(yùn)行3 制動(dòng)運(yùn)行 1 運(yùn)行時(shí)分 2 運(yùn)行距離 V越小 計(jì)算結(jié)果越精確 手工計(jì)算時(shí)一般取 V 10km h 四 牽引質(zhì)量及限制條件 新線設(shè)計(jì)以及運(yùn)營(yíng)線上 一般情況下均是按列車在限制坡道上 以機(jī)車的計(jì)算速度作等速運(yùn)動(dòng)為條件確定牽引質(zhì)量 快速線上 有時(shí)按列車在平直道上的最高速度運(yùn)行 并保有一定的加速度余量為條件確定牽引質(zhì)量 牽引質(zhì)量計(jì)算 1 上坡 等速 Fj W 0 多機(jī)牽引或補(bǔ)機(jī)推送 2 列車在平直道上的最高速度運(yùn)行 并保有一定的加速度余量 扣除加速度余量后的牽引力F FG 1000 P GG 1 a列車運(yùn)行阻力W Pw OG GGw OG 二 牽引質(zhì)量的檢算 1 起動(dòng)條件檢算 Gq G時(shí) 可以起動(dòng) 2 到發(fā)線有效長(zhǎng)檢算 到發(fā)線有效長(zhǎng)允許的牽引質(zhì)量 Gyx G時(shí) 可以起動(dòng) 3 車鉤強(qiáng)度的限制 Gc G時(shí) 應(yīng)采用補(bǔ)機(jī)推送方式 三 牽引車輛數(shù) 牽引凈載 列車長(zhǎng)度 2 牽引凈載 t GJ n 1 qJGJ KJ G 3 列車長(zhǎng)度 m Ll LJ n 1 Lp LsLl LJ G q 五運(yùn)行速度與運(yùn)行時(shí)分 一 單位合力圖 一 單位合力計(jì)算 二 單位合力曲線的繪制 三 單位合力特征 1 有加算坡度時(shí)的應(yīng)用2 確定均衡速度3 判斷列車運(yùn)行狀況4 確定機(jī)車操縱狀態(tài) 四 下坡道速度限制 二 運(yùn)行速度與運(yùn)行時(shí)分計(jì)算 一 線路縱斷面化簡(jiǎn) 2 化簡(jiǎn)坡度的檢查 1 化簡(jiǎn)坡度 二 計(jì)算 1 數(shù)值解法 2 均衡速度法假定列車在每一個(gè)坡段上運(yùn)行 不論坡段長(zhǎng)短 也不論進(jìn)入坡段時(shí)的初速高低 都按該坡道的均衡速度 或限制速度 作等速運(yùn)行考慮 計(jì)算 T甲 乙 ti Li tq tt min 一 鐵路等級(jí) 1 客運(yùn)專線鐵路鐵路網(wǎng)中專門用于旅客運(yùn)輸 列車在主要區(qū)間能以200km h及以上的速度運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路 稱之為客運(yùn)專線鐵路 高速鐵路 快速鐵路 快速客運(yùn)干線 城際鐵路 2 客貨共線鐵路鐵路網(wǎng)中專門用于旅客運(yùn)輸 列車在主要區(qū)間能以200km h及以上的速度運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路 稱之為客運(yùn)專線鐵路 級(jí)鐵路 級(jí)鐵路 級(jí)鐵路 3 貨運(yùn)專線鐵路運(yùn)輸量至少在50