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      鄭焦城際鐵路開(kāi)行普速列車曲線超高研究

      2019-01-10 11:31:12胡江民
      關(guān)鍵詞:共線動(dòng)車組客車

      胡江民

      (中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司,北京 100055)

      1 鄭焦城際鐵路概況[1]

      線路概況:鄭州至焦作城際鐵路位于河南省西北部,鄭州市和焦作市境內(nèi),南起鄭州樞紐鄭州站,向北過(guò)黃河后經(jīng)過(guò)武陟縣、修武縣,沿新月線引入既有焦作站。線路全長(zhǎng)77.785 km,設(shè)車站5座。

      主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下。

      (1)鐵路類別:城際鐵路。

      (2)正線數(shù)目:雙線。

      (3)最大坡度:20‰。

      (4)速度目標(biāo)值:200 km/h。

      (5)最小曲線半徑:一般地段4 000 m,兩端引入樞紐根據(jù)設(shè)計(jì)速度合理確定。

      (6)牽引種類:電力。

      (7)到發(fā)線有效長(zhǎng)度:650 m。

      (8)行車指揮方案:調(diào)度集中。

      (9)列車運(yùn)行控制方式:自動(dòng)控制。

      2 設(shè)計(jì)參數(shù)選擇

      2.1 選擇依據(jù)

      (1)《關(guān)于新建客運(yùn)專線鐵路曲線超高設(shè)定的指導(dǎo)意見(jiàn)》(鐵集成[2009]86號(hào))。

      (2)《高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB10621—2014)。

      (3)《新建時(shí)速200~250 km客運(yùn)專線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》(鐵建設(shè)[2005]140號(hào))。

      2.2 超高設(shè)置原則及參數(shù)選擇

      (1)曲線超高設(shè)置原則

      曲線超高設(shè)置應(yīng)優(yōu)先滿足本線直通高速動(dòng)車組列車的旅客舒適度要求,并兼顧本線進(jìn)出站普速列車的旅客舒適度要求。

      (2)行車速度的選擇

      根據(jù)鄭焦城際鐵路初步設(shè)計(jì)審查意見(jiàn),鄭焦城際鐵路推薦速度目標(biāo)值采用200 km/h,但最小曲線半徑采用4 000 m,正線線間距相應(yīng)采用4.6 m,線路平面條件滿足列車250 km/h速度運(yùn)營(yíng)要求[2]。

      高速列車行車速度:按一站直達(dá)高速動(dòng)車V-S曲線選擇每一曲線的實(shí)際允許行車速度[3],初近期考慮200 km/h,遠(yuǎn)期鄭焦城際鐵路向太原方向延伸時(shí)考慮250 km/h。

      低速列車行車速度:按站站停普速列車V-S曲線選擇每一曲線處實(shí)際允許行車速度[3]。

      (3)超高參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)選取

      200 km/h高速列車與普速客車混行時(shí),超高參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)按《新建時(shí)速200~250 km客運(yùn)專線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》(鐵建設(shè)[2005]140號(hào))[4]選取,具體見(jiàn)表1。

      表1 200 km/h高速列車與普速客車共線運(yùn)行超高參數(shù)標(biāo)準(zhǔn) mm

      遠(yuǎn)期250 km/h高速動(dòng)車組與普速客車混行時(shí),超高參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)按《關(guān)于新建客運(yùn)專線鐵路曲線超高設(shè)定的指導(dǎo)意見(jiàn)》(鐵集成[2009]86號(hào))及《高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB10621—2014)選取,具體見(jiàn)表2。

      表2 250 km/h高速列車與普速客車共線運(yùn)行超高參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)[5] mm

      3 200 km/h高速動(dòng)車組與120 km/h普速客車共線運(yùn)行實(shí)設(shè)超高設(shè)計(jì)方案

      3.1 實(shí)設(shè)超高計(jì)算、設(shè)置情況

      根據(jù)高、低速車V-S曲線,按照《新建時(shí)速200~250 km客運(yùn)專線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》(鐵建設(shè)[2005]140號(hào))規(guī)范要求,計(jì)算200 km/h高速動(dòng)車組與普速客車共線運(yùn)行實(shí)設(shè)超高[6],詳見(jiàn)表3、表4。

      表3 200 km/h、120 km/h共線運(yùn)行曲線超高計(jì)算設(shè)置(左線)

      表4 200 km/h、120 km/h共線運(yùn)行曲線超高計(jì)算設(shè)置(右線)

      3.2 實(shí)設(shè)超高設(shè)置分析

      該方案超高設(shè)置旅客舒適度情況見(jiàn)表5。

      表5 200 km/h、120 km/h共線運(yùn)行舒適度統(tǒng)計(jì)

      由表5可知,200、120 km/h共線運(yùn)行,可基本實(shí)現(xiàn)高速車不限速,限速曲線可通過(guò)增大曲線半徑消除。

      4 250 km/h高速動(dòng)車組與普速客車共線運(yùn)行實(shí)設(shè)超高設(shè)計(jì)方案

      該方案是考慮遠(yuǎn)期鄭焦城際鐵路向太原方向延伸以后,高速動(dòng)車組速度目標(biāo)值可提高到250 km/h,本次對(duì)250 km/h高速動(dòng)車與普速客車共線運(yùn)行超高設(shè)置方案也進(jìn)行了研究。

      4.1 方案說(shuō)明

      4.1.1 方案1 250 km/h與120 km/h客車共線運(yùn)行方案

      (1)實(shí)設(shè)超高設(shè)置情況

      根據(jù)高、低速車V-S曲線,按照《關(guān)于新建客運(yùn)專線鐵路曲線超高設(shè)定的指導(dǎo)意見(jiàn)》(鐵集成[2009]86號(hào))、《高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》及《新建時(shí)速200~250 km客運(yùn)專線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》(鐵建設(shè)[2005]140號(hào))規(guī)范要求,計(jì)算本線提速至250 km/h高速動(dòng)車組與120 km/h普速客車共線運(yùn)行實(shí)設(shè)超高,詳見(jiàn)表6、表7。

      表6 250 km/h、120 km/h共線運(yùn)行曲線超高計(jì)算設(shè)置(左線)

      表7 250 km/h、120 km/h共線運(yùn)行曲線超高計(jì)算設(shè)置(右線)

      (2)實(shí)設(shè)超高設(shè)置分析

      該方案超高設(shè)置旅客舒適度情況見(jiàn)表8。

      表8 250 km/h、120 km/h共線運(yùn)行舒適度統(tǒng)計(jì)

      曲線5需要限速的原因主要是低速車運(yùn)行速度僅52 km/h(左線)、75 km/h(右線),高低速速差大,且半徑為4000 m,若增大半徑至5500 m,則無(wú)需限速。

      曲線10、14、15需要限速的原因均為高低速速差大且半徑小,通過(guò)增大曲線半徑可取消限速。

      4.1.2 方案2 250 km/h高速動(dòng)車組與160 km/h普速客車共線運(yùn)行方案

      (1)實(shí)設(shè)超高計(jì)算設(shè)置情況

      根據(jù)高、低速車V-S曲線,計(jì)算本線提速至250 km/h高速動(dòng)車組與160 km/h普速客車共線運(yùn)行實(shí)設(shè)超高,詳見(jiàn)表9、表10。

      表9 250 km/h、160 km/h共線運(yùn)行曲線超高計(jì)算設(shè)置(左線)

      表10 250 km/h、160 km/h共線運(yùn)行曲線超高計(jì)算設(shè)置(右線)

      (2)實(shí)設(shè)超高設(shè)置分析

      該方案超高設(shè)置旅客舒適度情況見(jiàn)表11。

      表11 250 km/h、120 km/h共線運(yùn)行舒適度統(tǒng)計(jì)

      4.2 250 km/h高速動(dòng)車組與普速客車共線運(yùn)行實(shí)設(shè)超高設(shè)計(jì)方案初步結(jié)論

      由250 km/h、120 km/h共線運(yùn)行方案及250 km/h、160 km/h共線運(yùn)行方案舒適度情況分析可知,250 km/h、160 km/h共線運(yùn)行方案較250 km/h、120 km/h共線運(yùn)行方案高速、普速車舒適度均有提高,且限速?gòu)澋罍p少1個(gè)。故為提高高速車及普速車舒適度及減少限速?gòu)澋?,建議遠(yuǎn)期高速動(dòng)車組速度目標(biāo)值提高到250 km/h,普速車速度目標(biāo)值也宜提速至160 km/h。

      5 結(jié)語(yǔ)

      高速、普速共線運(yùn)營(yíng)的線路,速差越小,高速車限速曲線越少,舒適度越高;速差越大,高速車限速曲線越多,舒適度越差;且在曲線半徑長(zhǎng)度已經(jīng)確定的情況下,通過(guò)調(diào)整實(shí)設(shè)超高來(lái)減少限速曲線及提高舒適度的作用是有限的,因此,如果某客運(yùn)專線開(kāi)行普速車必要性充分,應(yīng)該在線路平面設(shè)計(jì)之初,計(jì)算各種速度組合下超高取值,反算最小曲線半徑、緩和曲線長(zhǎng)度,以最大限度減少曲線限速及提高旅客舒適度,減少鋼軌磨耗。

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