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      鐵路站線順坡方案研究

      2015-01-03 01:03:38李繼祖
      鐵道運輸與經濟 2015年2期
      關鍵詞:順坡軌面正線

      李繼祖

      (新疆鐵道勘察設計院有限公司 綜合設計分處,新疆 烏魯木齊 830011)

      車站范圍內,受正線和站線軌道高度不同、路基橫坡的影響,相鄰的正線和站線軌面會不等高,當用道岔連接 2 條線路時,應設計道砟順坡予以連接[1]。因此,設計和規(guī)劃合理的站線順坡方案是站場設計需要解決的問題。

      1 站線順坡分析

      在實際設計中,鐵路選線受地形、地貌等客觀因素影響,車站站坪坡度可以設在平坡、1‰ 和 6‰的坡道上[2];根據降水量的大小,車站路基面橫向坡度可以設在 2% 和 4% 的坡度上。

      根據《 鐵路車站及樞紐設計規(guī)范 》( 以下簡稱《 站規(guī) 》),站線順坡必須滿足以下 2 點:①在道岔全長范圍內含L'(L'表示道岔跟端至末根岔枕中心距離 ),其直股線路和側股線路的軌面高程及坡度嚴格保持一致;②順接坡道的相鄰坡度差,到發(fā)線和通行列車的站線不宜大于 4‰,其他站線不宜大于 5‰。

      以 3 股道會讓站為例,分析站坪在各種坡度下的順坡方案。設定條件如下。

      (1)正線采用 60 kg/m 鋼軌 ( 高度為 0.176 m );站線采用 50 kg/m 鋼軌 ( 高度為 0.152 m)。

      (2)正線的道床厚度為 0.5 m;站線的道床厚度為 0.4 m。

      (3)正線采用 60 kg/m 12 號道岔 ( 前長a= 16.592 m,后長b= 21.208 m,L'= 11.1 m)。

      (4)岔心至矮柱信號機的距離為 58.728 m、至高柱信號機距離為 83.74 m[3]。

      (5)正線與到發(fā)線的線間距為 5 m。

      1.1 車站路基面橫向坡度為2%

      當車站路基面橫向坡度為 2% 時,正線和站線的軌面高差為 ( 0.5 - 0.4 ) + ( 5 × 2% ) + ( 0.176 - 0.152 )= 0.224 m。

      1.1.1 站坪坡度為平坡

      站坪坡度為平坡的順坡示意圖如圖 1 所示。在圖 1 中,1 號道岔設在 32.5 m ( >b+L') 的平坡上,保證道岔直股和側股軌面等高;根據《站規(guī)》相鄰坡段坡度差不宜大于 4‰,因而 1 號和 4 號道岔岔后最大坡度只能選擇 4‰,又由于正線和站線高差為 0.224 m,即 0.224 / 0.004 = 56 m,因此設置坡度為 4‰、長度為 56 m 的下坡。順接坡道伸入有效長范圍的長度為:32.5 + 56 - 58.728 = 29.772<30 m。同理,4 號道岔順接坡道伸入有效長范圍的長度為:32.5 + 56 - 83.74 = 4.76<30 m。通過計算可知,上述長度均滿足《 站規(guī) 》中“順接坡道適當伸入線路有效長范圍內 30 m”的要求。

      1.1.2 站坪坡度為1‰

      圖1 站坪坡度為平坡的順坡示意圖

      圖2 站坪坡度為 1‰ 的順坡示意圖

      站坪坡度為 1‰ 的順坡示意圖如圖 2 所示。在圖 2 中,由于正線設在 1‰ 的坡度上,根據《站規(guī)》相鄰坡段坡度差不宜大于 4‰,因此 1 號和 4 號道岔岔后的坡度分別為 5‰ 和 3‰,正線和站線軌面高差仍然為 0.224 m,0.224 / ( 0.005 - 0.001 ) = 56 m,其他計算過程同 1.1.1,計算結果也滿足《 站規(guī) 》中“順接坡道適當伸入線路有效長范圍內 30 m”的要求。

      1.1.3 站坪坡度為6‰

      當站坪坡度為 6‰ 時,若站線咽喉區(qū)順坡的話,坡度必須大于 6‰,雖然《 站規(guī) 》中沒有明確規(guī)定順接坡度的大小,但順接的最大坡度不宜大于區(qū)間正線的限制坡度,否則會出現(xiàn)局部線路坡度大于限制坡度的情況,給行車安全帶來隱患。因此,當站坪坡度為 6‰ 時,存在 2 種情況:①若區(qū)間正線的限制坡度大于 6‰ 時,采用岔后大于 6‰ 的坡度、伸入有效長 30 m 的順坡方案;②若區(qū)間正線的限制坡度等于 6‰ 時,只能采用加厚站線道床的順坡方案。

      1.2 車站路基面橫向坡度為 4%

      在實際的站場設計中,若遇降水量較大的地區(qū),正線路基面橫向坡度一般采用4%,正線和站線軌面高差為 ( 0.5 - 0.4 ) + ( 5 × 4% ) + ( 0.176 - 0.152 ) =0.324 m,當站坪坡度為平坡時,采用 4‰ 順坡,即 0.324 / 0.004 = 81,由于 32.5 + 81 - 8.728 = 54.772>30 m,不能滿足《站規(guī)》中“順接坡道適當伸入線路有效長范圍內 30 m”的要求。為此,采用以下2 種方案解決順坡問題。

      1.2.1 向站內移動信號機

      先對站坪坡度為平坡的情況進行分析,3 道的線路有效長為 1 125>1 050 m,若將 1 號道岔后信號機向站內移動 25.012 m,站線的有效長變?yōu)?1 100 m 仍然滿足要求,如圖 3 所示,32.5 + 81 -( 58.728 + 25.012 ) = 29.76<30 m。同理,4 號道岔的計算過程如下:32.5 + 81 - ( 58.728 + 25.012 ) = 29.76<30 m。

      由此可見,通過向站內移動信號機,可以有效解決站線順坡問題[4]。

      當站坪坡度為 1‰ 和 6‰ ( 區(qū)間正線的限制坡度大于 6‰ ) 時,也可以采用上述方法解決順接坡道問題。

      1.2.2 站線設在不同坡度上

      站線設在不同坡度上的順坡示意圖如圖 4 所示。該方案先用伸入有效長 30 m 方案順坡,由于正線和站線高差較大,在此范圍內無法完成順坡,因此又分別設坡度為 0.29‰、長度為 350 m 的坡段,最后設 387 m 的平坡。該方案將站線設在平坡和 0.29‰ 共 2 個坡度上實現(xiàn)站線順坡,并且坡度滿足《 鐵路線路設計規(guī)范 》( 以下簡稱《 線規(guī) 》)要求。根據《 線規(guī) 》,該順坡方案不得在站坪坡度等于 1‰ 的中間站、區(qū)段站、編組站和站坪坡度等于6‰ 的會讓站、越行站使用。因為在上述情況下,若采用該方案順坡,站線坡度會出現(xiàn)大于 1‰ 和 6‰的情況,容易造成車輛溜逸事故發(fā)生,給行車安全帶來隱患。

      圖3 向站內移動信號機的順坡示意圖

      圖4 站線設在不同坡度上的順坡示意圖

      2 站線順坡解決方案

      通過以上分析,站線順坡存在以下 5 種解決方案。

      (1)伸入到發(fā)線有效長 30 m。由于我國鐵路到發(fā)線有效長中有 30 m 的附加制動距離,因此站線順接坡道可以利用此冗余量進行順坡,如1.1.1 和 1.2.2 節(jié)。

      (2)減緩路基面橫向坡度順坡方案[5]。如果車站路基面橫向坡度為 1%,正線和站線軌面高差為:( 0.5 - 0.4 ) + ( 5 × 1% ) + ( 0.176 - 0.152 ) = 0.174 m。正線和站線軌面高差減小,順坡更容易實現(xiàn),但該方案僅適宜在干旱地區(qū)采用。

      (3)增大信號機與岔心間的距離。該方案必須在滿足到發(fā)線有效長和標準短軌長度的條件下實施,如 1.2.1 節(jié),將信號機向站內移動,增大信號機距岔心的距離,延長順坡坡段長度,解決順坡問題。

      (4)站線設置在不同的坡度上。將站線設置在不同的坡度上,以解決站線順坡問題,如 1.2.2節(jié)。由于站線處于不同坡度上,該方案將給運營養(yǎng)護帶來一定困難。

      (5)加厚道床或鋪設雙層道床。該方案利用道砟抬高站線高程,消除正線與站線的高差,如1.1.3 ( 區(qū)間正線的限制坡度等于 6‰ )。該方案需要增加站線的道床厚度,又因到發(fā)線道砟太厚,導致股道間縱向排水溝加深,車站最外股道路肩寬度變小,不滿足有關規(guī)范要求,因而需要增加路肩寬度,造成車站的土方工程量將會增加[6]。

      在實際的站場設計中,也可以將上述任意 2 種方案結合運用,如在 1.2.2 節(jié)中先采用伸入有效長30 m 順坡,然后采用將站線設在不同的坡道上。

      3 結束語

      在站場設計中站線順坡問題不可避免,應根據站坪的坡度,參考當地的降水量、道砟供應量等因素,選用合理的站線順坡解決方案,然后通過方案比選確定滿足技術經濟要求的順坡方案。

      [1] 中華人民共和國建設部. GB50091—2006 鐵路車站及樞紐設計規(guī)范[S]. 北京:中國鐵道出版社,2006.

      [2] 中華人民共和國建設部. GB50090—2006 鐵路線路設計規(guī)范[S]. 北京:中國鐵道出版社,2006.

      [3] 鐵道第四勘察設計院. 鐵路工程設計技術手冊:站場及樞紐[M]. 北京:中國鐵道出版社,2004.

      [4] 賈國裕. 站場設計中需要注意的問題[J]. 鐵道建筑,2006(4):70-71.

      [5] 鄭 洪. 關于車站咽喉區(qū)股道順坡問題探討[J]. 鐵道勘測與設計,2001(2):32-35.

      [6] 張運河. 站線順坡相關問題探討[J]. 鐵道運輸與經濟,2009,31(4):88-89.

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