NJ——机车台数;
q——车辆平均每延米总重(t/m),取5.677(t/m);
la——停车制动的附加安全距离,通常取30(m)。 4)确定牵引定数
根据上列计算,取其中最小者作为设计区段的牵引定数,并取为10t的整倍数,不足10t者舍去。 5) 列车长度、牵引净重、列车编挂辆数 可分别按下式计算
Ll?LJ?Gq (m)
GJ?KJ?G (t)
n=
Gqp (辆)
式中 KJ——货物列车净载系数,取0.72;
Ll——列车长度(m),计算结果保留两位小数; GJ——牵引净重(t),计算结果保留两位小数;
G——牵引定数(t);
n——货物列车牵引辆数,计算结果舍位整数;
q——货物列车平均每延米质量(t/m),取5.67t/m; qp——每辆货车平均总质量(t),取78.998t. 四、区间能力检算
站间平纵面设计好以后,应检查站间的输送能力是否能完成国家要求的运输任务。为此需要完成下列任务:
——计算区间往返行车时分;本设计中,计算区间往返行车时分可用均衡速度法。 ——区间能力检算。 1.运行时分计算
列车在区间的速度和运行时分是铁路的重要运营指标之一,也是评价线路优劣及估算运营支出的一项重要指标。解算列车运行速度及运行时分的方法,实际上就是结合线路情况解算列车运动方程式。单位合力曲线是解算列车运动方程式的基础。本课程设计要求的均衡速度法,属于简化的图解法。
1) 单位合理曲线图
坡道、曲线等阻力值不与速度成函数关系,而且因地而异,绘制合力曲线时,先按列车在空旷平直道上运行考虑,暂不计入坡道、曲线等附加阻力,具体应用时,再根据列车运行路段的线路情况,计入加算坡道附加阻力值。
(1) 单位合力曲线图的意义
通常先列表计算出在三种工况下各种速度时的单位合力,再绘制成单位合力曲线图,以便使用。计算单位合力时,必须给出机车类型、机车数量及牵引方式、牵引质量、列车单位闸瓦压力等条件。
附表给出SS1、SS3、SS4和DF4四种机车牵引时的单位合力曲线计算表;根据相应的计算资料,绘制出对应各种机车的单位合力曲线图,见附图。
合力曲线图上,取纵轴为速度轴,横轴为单位合力轴;原点左侧为正,右侧为负。合力曲线图中分别绘制出牵引运行的单位曲线f?w0?f(V),惰力运行单位合力曲线w0?f(V),空气制动单位合力曲线
0.5b?w0?f(V),电阻制动单位合力曲线bd?w0?f(V),空气与电阻制动单位合力曲线0.2?bd?w0?f(V)。
单位合力曲线图上还绘有列车坡道上的限速线(如图中的斜直线),供解算下坡道上列车运行速度及运行时分时应用。
(2)单位合力曲线图的应用
单位合力曲线图是按列车在平、直道上运行情况计算的,即单位合力曲线应扣除加算坡道的阻力,即
c?f(V)?10ijij?0。如果列车运行路段有加算坡道时,
10ij,故只需要将单位合理曲线图中的纵轴移动一个
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值;
ij为正值时,纵轴向左移动
i10ij值;
ij为负时,纵轴向右移动
10ij值。这时原来各条c?f(V)曲线对新
的坐标轴关系,就是列车在j坡道上运行时的单位合力曲线。
(3)均衡速度(限制速度)的确定
在合力曲线图上,速度轴与各工况c?f(V)曲线相交处单位合力c=0,这时列车就以该点所对应的速度作为等速运行,该速度成为均衡速度。线路状况不同(即加算坡道
iiij 不同),则均衡速度不同。机车操作
i工况不同,均衡速度也不同。使用时,先算出j,根据j的正负将速度轴左或右移动10j,此时速度轴
与限速线的交点即为对应坡道上的限制速度。
2)均衡速度法求行车时分
均衡速度法是假定列车在每一个坡道上运行时,不论坡道长短,也不论进入坡段时的初速高低,都按该坡道的均衡速度或限制速度作为等速运行考虑。按这样的速度来计算列车运行时分的方法成为均衡速度法。根据这一假定,第i坡道上的行车时分可按下式计算:
tiL?上坡:
Vjh,Vx60LiVjh (min) ;下坡:
tiL?60LiVx(min)
式中 Li——第i坡段的长度(km); 得。
——第i坡道相应的均衡速度、限制速度(km/h);可根据加算坡度值从合力曲线图中查
tiL——第i坡道上相应的走行时分(min) .
站间走行时分为各坡道走行时分之和,应按上下行方向分别计算。计算能力时,列车按一个方向起停,另一个方向通过考虑,而均衡速度法计算的行车时分是按双方向通过计算的。因此,计算运行图周期时,还应加上起停附加时分
tq、tt。q、tt与牵引质量以及进出站线路纵断面情况有关。一般电力、内燃牵引时
tqt起动附加时分取1~3(min);停车附加时分取1~2(min)。本课程设计A、B两站,按一个方向停车,一个方向通过考虑,行车时分为
TA?B?TB?A、tt共按3(min)计。因此,对
(min)
行车时分计算格式见下表。 方向 行车时分计算表 坡段长度 设计坡度曲线当隧道当量计算坡度均衡速度 (km) i 量坡度 坡度 ij (限制速度) (?) ir(?) is(?) (km/h) b(?) 每公里走该坡道行时分走行时(min/km) 分 (min) 8 9 ?t??tiLiL?tq?tt??tiL?3 (min)
1 2 3 4 5 6 7 ?? 甲-乙 ?? 乙-甲 表中:
第1栏 为方向,即分别按上、下行方向来计算各坡道的走行时分;
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第2栏 为坡段长度,即纵断面上的设计坡段长度;
第3栏 设计坡度,即纵断面上设计坡度栏目的数值,上坡为正,下坡为负; 第4栏 曲线当量坡度,可按下式计算:
ir?10.5??(?)
Li?式中:——为该坡段范围内的曲线转角和,如果一个曲线跨两个坡段时,则根据曲线长度按比例分配角度数;
ir——为曲线当量坡度,恒为正值。
?第5栏 隧道当量坡度,恒为正值,可按下式计算:
LsVs2(?)当隧道内为限制坡道时,is?0.0001;
当隧道内为非限制坡道时,is?0.13Ls(?);
Ls——隧道长度(km)
Vs——列车在隧道内运行速度(km/h),上坡取计算速度,下坡取限制速度。
第6栏 3、4、5栏的代数和。 第7栏 为均衡速度,
Vjh或Vx可根据第6栏的加算坡度数值在合力曲线上查得。
60/Vjh第8栏 为每公里走行时分或60/Vx。
第9栏 为该坡道走行时分,第2栏乘第8栏数值。 2.区间能力检算 1) 通过能力检算
N?1440?TTTZ (对/d)
TZ?(tw?tF)?(tB?tH) (min)
式中 TT——日均综合维修“天窗”时间,电力牵引取90min,内燃牵引取30min;其余符号意义见《铁路选线设计》、《铁道工程》。 2) 输送能力计算
C?365NHGJ106? (Mt/a)
NH?NPT?NL?L?NZ?Z?NKH?KH (对/d)
NNPT??(NK?K?NL?L?NZ?Z?NKH?KH)1?? (对/d)
式中 μ——满轴系数,取?L?0.5,?Z?0.75,?KH?0.75;
ε——扣除系数,取?K?1.3,?L?2.0,?Z?1.5,?KH?1.2,??0.2 3) 检查计算的输送能力是否满足任务书要求的输送能力 六、编写说明及图纸整饰 (一)说明书内容
1 设计任务(出发资料) 2 定线概述
(1) 起迄点间地形特征与控制点(如垭口、桥位、平面障碍等);
(2)定线说明:分段描述定线工程,其中如填挖过大、线路与河流斜交,采用困难条件下的线路标准时,均应说明理由,最好将定线不同方案的平纵面草图附入说明书;
(3)采用方案的优缺点评述及改善意见。 3.该站间的输送能力检算资料 (二)图纸整饰
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1. 平纵面图严格按指示书中附图的图式绘制和整饰。
线路平面图和纵断面图是铁路设计的基本文件。在各个设计阶段都要编制要求不同、用途不同的各种平纵面图,其比例尺、项目内容和详细程度均不相同。
各种平纵面图都有标准的格式和要求,设计时,可参照铁道部通用图《铁路线路图式》(专线(185)0006)。现从教学需要出发,介绍线路平面图和详细纵面图的基本要求和图中数据计算的方法。
(1)线路平面图
线路平面图,是在绘有初测导线和经纬距的大比例带状地形图上,设计出线路平面和标出有关资料的平面图。
1)线路里程和百米标
整千米处注明线路里程,里程前的符号初步设计用CK,技术设计用DK。千米标之间的百米标注上百米标数注上百米标数。数字写在线路右侧,面向线路起点书写。两方案或两测量队衔接处,应在图上注明断链和断高关系。
2)曲线要素及其起终点里程
曲线交点应明曲线编号,曲线转角应加脚注右(Z)或(Y),表示左转角或右转角。曲线要素应平行线路写于曲线内侧。曲线起点ZH和终点HZ的里程,应垂直于线路写于曲线内侧。
3)线路上各主要建筑物
沿线的车站、大中桥、隧道、平立交道口等建筑物,应以规定图例符号表示,并注明里程、类型和大小。如有改移公路、河道时,应绘出其中线。
(2)详细纵面图
详细纵断面图,横向表示线路的长度,竖向表示高程。 1)线路资料和数据
标注在图的下方,自下而上的顺序为:
a.连续里程。一般以线路起点车站的旅客站房中心线处为零起算,在整千米处注明里程。
b.线路平面。是表示线路平面的示意图。凸起部分表示右转曲线,凹下部分表示左转曲线。凸起与凹下部分的转折点依次为ZH、HY、YH、HZ点。在ZH和HZ点处要注上距前一百米标的距离。曲线要素注于曲线内侧。两相邻曲线间的水平线为直线段、要标注其长度。
c.百米标与加标。在整百米标处标注百米标数,加标处应标注距前一百米的距离。
d.地面高程。各百米标和加标处应填写地面高程。在地形图上读取高程时,精度为十分之一的等高线距;外业测得的高程,精度为0.01m。
e.设计坡度。向上或向下的斜线表示上坡道或下坡道,水平线表示平道。线上数字表示坡度的?数,线下数字表示坡段长度(m)。
f.路肩设计高程。图上应标出各变坡点、百米标和加标处的路肩设计高程,精度为0.01m。
g.工程地质特征。扼要填写沿线各路段重大不良地质现象、主要地层构造、岩性特征、水文地质等情况。
2) 纵断面示意图
绘于图的上方,表示线路纵面概貌和沿线建筑物特征。细线表示地面线,粗线表示路肩高程线。纵断面示意图的左方,应标注线路的主要技术标准。车站符号的左右侧,应写上距前后车站的距离和前后区间的往返走行时分。设计路肩高程线的上方,要求出线路各主要建筑物的名称、里程、类型和大小。
绘出断链标和水准基点标的位置和数据。
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