铁路曲线轨距加宽

铁路曲线轨距加宽铁路曲线轨距加宽 曲线轨距加宽 机车车辆进入曲线轨道时，仍然存在保持其原有行驶方向的惯性，只是受到外轨钢轨的引导作用方才沿着曲线轨道行驶。在小半径曲线，为使机车车辆顺利通过曲线而不致被楔住或挤开轨道，减小轮轨间的横向作用力，以减少轮轨磨耗，轨距要适当加宽。加宽轨距，系将曲线轨道内轨向曲线中心方向移动，曲线外轨的位置则保持与轨道中心半个轨距的距离不变。曲线轨道的加宽值与机车车辆转向架在曲线上的几何位置有关。 一 、转向架的内接形式 转向架的内接形式由于轮轨游间的存在，机车车辆的转向架与曲线轨道在平面上保持一定的位置和角度。随着轨距大小的不同，机车车辆转向架在曲线上可以出现四种不同情况： 1. 斜接。机车车辆车架或转向架的外侧最前位车轮轮缘与外轨作用边接触，内侧最后位车轮轮缘与内轨作用边接触，如图1（a）所示。 2. 自由内接。机车车辆转向架的前轴外轮的轮缘与外轨作用边接触，其它车轮轮缘与钢轨无接触，且转向架后轴位于曲线半径方向，如图1（b）所示。 3. 楔形内接。机车车辆转向架的前轴和后轴的外侧车轮轮缘同时与外轨作用边接触，内侧中间车轮的轮缘与内轨作用边接触，车轮被楔住在两轨之间，不仅行车阻力大，甚至可能把轨道挤开，如图1（c）所示。 a b 图1 机车通过曲线的内接形式 机车通过曲线的内接形式 c 4. 正常强制内接。为了避免机车车辆以楔形内接形式通过曲线，对楔形内接所需轨距增加δ୫୧୬⁄2，此时转向架在曲线上所处位置成为正常强制内接。 二、曲线轨距加宽的确定原则 曲线轨距加宽的确定原则 如上所述，机车车辆通过曲线的内接形式，随着轮轨游间大小而定。根据运营经验，以自由内接最为有利，但机车车辆的固定轴距长短不一，不能全部满足自由内接通过。为此，确定轨距加宽必须满足如下原则： 1. 保证占列车大多数的车辆能以自由内接形式通过曲线； 2. 保证固定轴距较长的机车通过曲线时，不出现楔形内接，但允许以正常强制内接形式通过； 3. 保证车轮不掉道，即最大轨距不超过容许限度。 三、根据车辆条件确定轨距加宽 根据车辆条件确定轨距加宽 我国绝大部分的车辆转向架是两轴转向架。当两轴转向架以自由内接形式通过曲线时，前轴外轮轮缘与外轨的作用边接触，后轴占据曲线垂直半径的f0L位置，如图2所示。则自由内接形式所需最小轨距为： ܵ୤ൌݍ୫ୟ୶൅݂଴ （1） 式中，ܵ୤——自由内接所需轨距； ݍ୫ୟ୶——最大轮对宽； ݂଴——外矢距，其值为 L2f0= 2R其中，L——转向架固定轴距， R——曲线半径。 sfqmax图2转向架自由内接 以ܵ଴表示直线轨距，则曲线轨距加宽值e应为： ݁ൌܵ୤െܵ଴ 现以我国目前主型客车\"202\"型转向架为例计算如下： 设R=350m，L =2.4m，ݍ୫ୟ୶=1424mm 则 L2(2.4×1000)2f0===8.2 2R2×350×1000Sf=qmax+f0=1428+8=1432由以上计算可见，曲线半径为350m及以上的曲线，轨距不需加宽。 四、根据机车条件检算轨距加宽 根据机车条件检算轨距加宽 R在行驶的列车中，机车数量比车辆少得多，应次允许机车按较自由内接所需轨距为小的“正常强制内接”通过曲线。 L3L2f0Of1L1qmaxBAL12L02L11L01图3 曲线轨距加宽示意图 假设一个车轴为没有横动量的四轴机车车架，在轨道中处于楔形内接形态。车架处于楔形内接时的轨距应为： ܵ୵ൌݍ୫ୟ୶൅݂଴െ݂ଵ 式中，q୫ୟ୶——最大轮对宽度； f଴——前后两端车轴的外轮在外轨处所形成的矢距，其值为： L012f0= 2R其中 L01=L1+L2+L32 (2) ܮଵ——第一轴至第二轴距离， ܮଶ——第二轴至第三轴距离， ܮଷ——第三轴至第四轴距离； ݂଴——中间两个车轴的内轮在内轨处形成的矢距，其值为： Li12fi= 2RLi1=L01−L1 其中，ܮ୧ଵ——第二轴至与车架纵轴垂直的曲线半径之间的距离，可由下式计算： ᇱ当机车处于正常强制内接时，正常强制内接轨距ܵ௪等于 SW1SW=SW+δmin21 =qmax+f0−fi+δmin2 (3) 式中，δ୫୧୬——直线轨道的最小游间。 五、曲线轨道的最大允许轨距 曲线轨道的最大允许轨距 曲线轨道的最大轨距，应切实保障行车安全，不使其掉道。计算曲线轨道最大允许轨距的极限状态是，当轮对的一个车轮轮缘紧贴一股钢轨时，另一个车轮踏面的变坡点与钢轨顶部的小圆弧(半径r)接触。如图4所示。 曲线轨道容许最大轨距ܵ୫ୟ୶由下式计算： Smax=dmin+Tmin−εr+a−r−εs (4) 式中，݀୫୧୬——车辆车轮最小轮缘厚度，其值为22mm； ܶ୫୧୬——车轮最小轮背内侧距离； ߝ୰——车辆车轴弯曲时轮背内侧距离缩小量，用2mm； ߝ୰——轮背至轮踏面斜度为1：20与1：10变坡点的距离，用100mm； ݎ——钢轨顶面圆角宽度，用12mm； ߝୱ——钢轨弹性挤开量，用2mm。 将上述采用的数值代入得： Smax=22+1350−2+100−12−2=1456mm dminTmin-εrSmax-εsa20:11:10r 图4 曲线轨道最大允许轨距 因轨距的容许偏差不得超过+6mm，计算的最大轨距1 456mm中包含有6mm轨距容许偏差，所以曲线轨道的最大容许轨距应为1450mm，即最大允许加宽15mm。 六、曲线轨距加宽的标准和方法 曲线轨距加宽的标准和方法 《铁路线路维修规则》规定：新建、改建及线路大修或成段更换轨枕地段，按表1规定的标准进行曲线轨距加宽。未按该标准调整前的线路可维持原标准。 曲线半径(m) R≥350 350>R≥300 R<300 表1 曲线轨距加宽 曲线轨距加宽 加宽值(mm) 0 5 15 轨距(mm) 1435 1440 1450 因为机车车辆主要是由曲线外股钢轨导向，为保持曲线外股钢轨圆顺，故规定曲线轨距加宽值加在里股，即将里股钢轨向曲线内侧横移，使其与线路中路的距离等于标准轨距ܵ଴的一半加上轨距加宽值。 七、曲线规矩加宽递减 曲线规矩加宽递减 由于小半径曲线的轨距进行了加宽，因此，在加宽的曲线轨距和直线轨距之间，需要有一定的过渡段，使轨距递减均匀，能保持较好的轨向。《铁路线路修理规则》对曲线轨距加宽递减规定如下： 1. 曲线轨距加宽应在整个缓和曲线内递减，递减率一般不得大于1‰，如图5所示。如无缓和曲线，则应在直线上递减，递减率也不得大于1‰，如图6所示。 直缓缓圆直线加宽度缓和曲线圆曲线加宽度递减率不大于1‰递减距离图5 有缓和曲线时的轨距加宽 直缓缓圆加宽度直线圆曲线递减距离加宽度递减率不大于1‰图6 有缓和曲线时的轨距加宽 2. 复曲线应在正矢递减范围内(即半径变化点前后各10m范围内)，从较大轨距加宽向较小轨距加宽均匀递减，其递减率为0.25‰～0.75‰，如图7所示。 大半径曲线小半径曲线加宽度递减距离小加宽度大加宽度图7 复曲线轨距加宽递减 3. 两曲线轨间轨距加宽按1‰递减，其终点间的直线长度应不短于10m。不足10m时，如直线部分的两轨距加宽值相等，则直线部分保留相等的加宽，如图8所示。如不相等，则直线部分从较大轨距加宽想较小轨距加宽均匀递减，如图9所示。 在困难条件下，站线上的轨距加宽允许按2‰递减。 4. 特殊条件下的轨距加宽递减，铁路局可根据具体情况规定，但不得大于2‰。 大半径曲线小半径曲线递减距离不短于m递减距离小加宽度相等轨距短于10m大加宽度图8两曲线间直线不足10m时轨距相等时轨距加宽递减相邻曲线间的轨距递减时轨距相等时轨距加宽递减相邻曲线间的轨距递减 大半径曲线小半径曲线递减距离直线小于10m小加宽度1‰递减率大加宽度图9两曲线间直线不足10m时轨距不相等时轨距加宽递减