2.2.3 坡段间的连接

2.2.3 坡段间的连接

1.相邻坡段的坡度差

相邻坡段的坡度差允许的最大值,主要由保证运行列车不断钩这一安全条件确定,常规铁路相邻坡段的坡度差主要受货物列车制约。由于旅客列车质量远低于货物列车,国外高速铁路对相邻坡段的坡度差均未做规定。

2.竖曲线半径

为保证列车在变坡点的运行安全和乘客的舒适性要求,参照国外有关规范,相邻坡段的坡度差大于1%时,应采用圆曲线型竖曲线连接。

竖曲线半径的选取可考虑竖向离心力和竖向离心加速度两个因素。当列车在凸形竖曲线上运行时,就会产生向上的离心力,使轮载减轻;当列车在凹形竖曲线上运行时,就会产生向下的离心力,使轮载增大。所以竖向离心力会对列车运行的安全性产生影响,也会对旅客的乘坐舒适性产生影响。竖向离心加速度和离心力的计算式如下。

式中,vmax为最高速度,km/h;Rsh为竖曲线半径,m;m为车辆质量,kg。

(1)竖向离心力。当列车在竖曲线上制动时,制动力就会产生竖向分力,此竖向分力与竖向离心力一起形成竖向合力,计算式如下:

式中,Ssh为制动力的竖向分力,kN;S为车辆制动力,kN;l为车辆钩舌距,m。

由此可得轮重减载率为ΔW/W(W为车辆重力,kN)。为了保证车辆运行的安全,一般认为轮重减载率不大于10%。根据国内外的研究,认为保证列车运行安全的最小竖曲线半径应满足如下要求:设计目标速度250km/h时为5200m;设计目标速度300km/h时为7400 m;设计目标速度350km/h时为9900m。

(2)竖向离心加速度。通过国外高速铁路线路竖向离心加速度允许值的分析,认为高速铁路线路的竖向离心加速度允许值取0.4m/s2较为合适(困难时为0.5m/s2)。据此可导出根据舒适度要求的高速铁路线路最小竖曲线半径:设计目标速度250km/h时为12060m;设计目标速度300km/h时为17370m;设计目标速度350km/h时为23640m。