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1、1,易思荣.铁路选线设计。西南交通大学出版社 郝瀛。铁道工程。中国铁道出版社 李成辉。轨道。西南交通大学出版社，中国铁道出版社,2,铁路运量 牵引计算 铁路通过能力与输送能力 铁路等级与主要技术标准,本章主要内容：,第一章 铁路能力,3,第一节 铁路运量 一、客货运量的意义 新建与改建铁路，设计前必须进行经济调查，以明确设计线的政治、国防和经济意义，确定设计线在铁路网中的地位和作用；并提供铁路总体设计和各种设施设计所需要的客货运量资料。客货运量的重要意义如下：,1客货运量是设计铁路能力的依据。 2客货运量是评价铁路经济效益的基础。 3客货运量是影响线路方案取舍的重要因素。,4,客货运量在铁路设
2、计中具有重要作用。若调查或预测的客货运量偏大，则铁路标准偏高，技术装备能力也偏高，投资较大的方案中选，增大投资。但铁路运营后，若实际运量偏小，则铁路能力闲置，投资浪费，而运营收入偏少，铁路投资效益必然降低；若调查或预测的运量偏小，虽初期投资省，但铁路运营后，能力会很快饱和，引起铁路过早改建，追加投资增大，也不经济合理。因此，铁路设计必须十分重视客货运量的调查和预测工作。,5,二、客货运量的调查和预测 设计线客货运量的确定，首先要划定设计线的吸引范围，然后在吸引范围内进行经济调查，以确定近期的客货运量，并根据吸引范围的建设规划和经济统计资料，预测远期的客货运量。,吸引范围,直通吸引范围,地方吸引
3、范围,(一)划定吸引范围 设计线的吸引范围是设计线吸引客货运量的区域界限，设计线客货运量的调查和预测，都是在吸引范围内进行的。,6,直通吸引范围,直通吸引范围是路网中客货运量通过本设计线运送有利的区域范围。,以运距最短来划分范围,7,(二)货运量的调查和预测 直通货运量可根据国家计划部门制定的地区间物资交流规划，分析直通吸引范围内的物资供求情况，分上、下行汇总得到。,地方吸引范围,地方吸引范围是在设计线经行地区内，客货运量要由设计线运送有利的区域范围。,按运量由设计线运送运价最低的原则来确定(含水运、公路运输的比较)。,8,(三)客运量的调查和预测,直通客运量占客运总量的比重一般并不很大，可进
4、行客流的典型调查，找出直通客流量和地方客流量的比值，根据地方客运量估算直通客运量。,地方客运量与吸引范围内的人口总数、工矿企业职工人数比重、人均收入、内迁工厂多少、早期移民数量、旅游地多少等因素有关。可用乘车率(每人每年的平均乘车次数)或多元回归法预测。,将客流量汇总后，可按每列车定员估算旅客列车数；亦可比照和设计线条件相近的既有线，拟定设计线的旅客列车数。,9,三、铁路选线设计所需要的运量参数,(一)货运量,货运量C是设计线(或区段)一年内单方向需要运输的货物吨数，应按设计线(或区段)分上、下行分别由下式计算：,CCi (104ta) (11) 式中 Ci某种货物的年货运量。,10,(二)货
5、物周转量,左图为侯月线开行5000吨重载列车,货物周转量CHZ是设计线(或区段)一年内所完成的货运工作量，可由单方向一年内各种货运量Ci (104ta)与相应的运输距离Li (km)按下式计算：,CHZ(Ci Li) (104tkma) (12),11,(三)货运密度,式中 L设计线(或区段)的长度(km)。,设计线上、下行方向的货运量不均衡时，应区分为轻车方向和重车方向。货流比QZ是轻车方向货运量CQ与重车方向货运量CZ的比值，即,(四)货流比,货运密度CM是设计线(或区段)每km的平均货物周转量：,12,(15),(六)零担、摘挂、快运货物和旅客列车 零担列车是运送地方零散货物的列车，在中
6、间站办理零担货物的装卸，一般运行于一个区段内。,(五)货运波动系数 由于生产和消费的季节性等原因。设计线的货运量在一年内各月份并不相等。一年内最大的月货运量和全年月平均货运量的比值称为货运波动系数，以表示。设计线必须能完成运量最大月份的运输任务，所以在计算铁路能力时，应考虑货运波动系数的影响,13,摘挂列车是运送地方整车货物的列车，在中间站办理货车甩挂和到货场取送车作业，一般运行于一个区段内。 快运货物列车是运送鲜活或易腐货物的列车，为缩短旅途时间，这种列车很少停站，其他普通货物列车要停站待避，使其不停车通过。 旅客列车是运送旅客的列车。 这些列车的对数，应根据经济调查资料分析确定。,四、设计
7、年度 设计线交付运营后，客货运量是随着国民经济的发展逐年增长的，设计线的能力必须与之适应。上述运量参数，也需分设计年度提供。,14,铁路的设计年度应分为近期、远两期。近期、远期分别为铁路交付运营后第10年和第20年。近、远期运量均采用预测运量。,铁路线下基础设施和不易改、扩建的建筑物和设备的建筑物和设备，应按远期运量和运输性质设计，并适应长远发展的要求；对于易改、扩建的建筑物和设备，宜按近期运量和运输性质设计，并考虑预留远期发展条件。,随运输需求变化增减的机车、车辆等运营设备，可按交付运营后第3年或第5年的运量进行设计。,15,五、客货运量调查不准确或设计年度过短带来的问题 多年来，我国许多干
8、线铁路一直处在不停地改、扩建之中，这些改、扩建工程包括增加车站、双线插入、局部复线、软化坡度、通信信号改造、增建第二线或电气化等各种方式。,1南昆铁路 体现20世纪90年代设计、筑路水平的西南大动脉南昆铁路，东起南宁，西至昆明，北接红果，全长898公里，为国家I级干线电气化铁路。,16,17,南昆铁路设计年输送能力，近期1000万吨，远期2000至3000万吨。南昆铁路1997年开通运营，2001年大部分区段平图能力利用率达到94，能力己处于饱和状态。 造成南昆线能力饱和，及需改建的原因主要是由于运量调查的不准确和设计年度过短造成。,2西康铁路 2001年1月8日，全长267.49公里的西安安
9、康国家级电气化铁路干线开通运营。该线预留双线，一次建成电气化。年设计能力货运量2000万t，日均客车8对。,18,全长18.46公里的秦岭隧道,西康铁路2001年1月开通运营当年，限制区段的平图能力利用率已达到100，需要开放原设计预留的车站。西康线设计预测运量近期2005年为1245万t，远期2010年为1500万t，实际开通两年2002年已达到1400万t。,19,3宝中铁路 1994年5月18日，全长498.19公里的宝鸡中卫电气化铁路干线开通。,20,宝中线设计预测运量近期2000年为1028万t，远期2005年为1500万t，实际运量2000年达到1499万t，2002年达到1954
10、万t 。,4浙赣铁路 浙赣铁路全长942km起于杭州站，止于湖南株洲，横跨浙、赣、湘三省。浙赣铁路自20世纪80年代初开始，对既有线增设会让站、双插、结合整治水害进行复线改造，于1997年全部复线正式开通。 浙赣复线金华至株洲段设计预测运量近期2000年为2670万t，远期2005年为3800万t，实际运量2000年为3510万t，2002年已达到3797万t。,21,浙赣铁路电气化改造,22,以上实例都是按原规范规定的近期为交付运营后第5年，远期为交付运营后第10年作为设计年度。但是近年来随着国民经济快速增长，对铁路运输需求急剧增加。为适应运量的增长，铁路频繁改建、扩建，不仅增加施工费用和施
11、工对运营的干扰，而且影响铁路的正常运输效率的发挥。 为适应国民经济快速发展的需要，节约投资，避免建成的铁路频繁改造而影响铁路正常运输，提高铁路运输的服务质量，力求达到铁路建设项目综合投资效益最佳，新规范对原“设计年度”内容进行了修订。,23,第二节 牵引计算,一、作用于列车上的力 作用于列车上的力有机车牵引力、列车运行阻力及列车制动力。,(一)机车牵引力 1机车牵引力的形成 机车牵引力是依靠轮轨问的粘着产生由钢轨作用于动轮轮周上的反作用力。,24,2粘着牵引力的限制 牵引力的大小可由司机通过变换操纵方式改受转矩来调节。但其最大值为动轮荷载的重力乘轮轨间的粘着系数。而粘着系数受很多因素影响，包括
12、动轮轮踏面和钢轨材质与表面状况、行车速度、机车有关部件状态等。粘着系数一般由试验确定。 机车的轮周牵引力不能大于机车所能产生的粘着牵引力，称为粘着牵引力限制。,3机车牵引性能曲线 机车牵引性能曲线是表示机车轮周牵引力(纵轴)与运行速度(横轴)相互关系的曲线，通常由试验得到。,25,SS3型电力机车牵引特性曲线 SS4型电力机车牵引特性曲线,26,DF4B型内燃机车牵引特性曲线,机车牵引力可根据牵引状况由牵引特征曲线得出。,27,我国电力与内燃部分主型机车主要技术参数,28,(二)列车运行阻力,1基本阻力 机车牵引一定质量的列车在线路上运行，即使在平直坡道上，由于轮轨之间，机车车辆各活动部分之间
13、，以及车体与四周空气之间的摩擦、冲击、振动必然会产,29,(2)基本阻力的表示方法 单位基本阻力即单位机车或车辆质量所受的阻力。,机车单位基本阻力 车辆单位基本阻力 经验公式中各阻力均表示为速度的函数。,生一定的阻力，这种阻力称为列车运行的基本阻力。,(1)基本阻力影响因素 列车运行速度 线路状况 机车车辆构造,30,(3)列车基本阻力与列车平均单位基本阻力,(N / t),2附加阻力 当列车在坡道上、曲线上、隧道内运行时，还会产生一定的附加阻力，称为坡道附加阻力、曲线附加阻力、隧道空气附加阻力。,列车基本阻力为机车基本阻力与车辆基本阻力之和，计算方法如下： (N),全列车的平均单位基本阻力为
14、：,31,(1)坡道附加阻力 列车在坡道上运行时，其重力产生垂直于轨道的与平行于轨道的两个分力。,由图可知: F2 = q g sina (N) 因a很小，可以认为： sina = tan a,线路坡度值i一般以千分率表示，tana = i /1000，故,F2=q g i (N),将机车、车辆的质量单位由(t)改为kg，可得下式： F2 = 1000 q g tana (N),32,因单位阻力的定义为单位质量阻力，故坡度单位附加阻力wi为： (N/t),33,(2)曲线附加阻力 曲线附加阻力是由于列车在曲线上运行，加剧了轮缘与钢轨之间的摩擦，同时，车轮与钢轨之间产生纵向的和横向的滑动，所以引
15、起额外的阻力。,注：曲线附加阻力大小和曲线半径R(m)直接相关。,34,曲线附加阻力的计算一般采用经验公式： = A/R (N/t) 现行规范中采用：A=6000，则： = 6000/R (N/t) 如果用圆曲线长度与曲线转角表示半径， 则：,经验公式,(N/t),列车平均单位曲线阻力,设列车长度为 LL(m)，列车每延米的质量为q(t/m)，则列车的质量为LLq(t)，则有：,35,当曲线长度大于列车长度(LLLy)时,LL,(N),(N / t),(N / t),其中：LL q 为列车质量。,36,当曲线长度小于列车长度(LLLy)时,(N),(N / t),(N / t),或,37,如果
16、列车处于n个曲线上，且列车全长范围内的曲线转角总和为a，则,(N / t),38,列车在隧道内运行时， 由于空气受隧道约束，不 能向四周扩散，前面的空 气压力增大，尾部空气稀 薄，空气与列车表面及隧 道表面产生摩擦。因之， 作用于列车上的空气阻力 远郊空旷地段为大，增加的空气阻力称为隧道附加空气阻力。,(3)隧道空气附加阻力,单位隧道空气附加阻力以ws 表示，计算式由试验确定。,39,(4)附加阻力换算坡度及加算坡度,同理，隧道内：,ir、is 分别称为曲线、隧道附加阻力换算坡度，或称为曲线、隧道当量坡度。,因为坡道附加阻力 wi =10i(N/t) i=wi /10,可以认为列车在曲线上行驶
17、所产生的曲线附加阻力是在一个坡度ir 的坡道上行驶时产生，且：,40,线路纵断面上每一坡段的坡度 i 与该坡道上的曲线、隧道等附加阻力换算坡度之和称为加算坡度 i j，即： 加算坡度：,( ),( N / t ),加算坡度,对应的单位加算阻力为：,41,(5)起动阻力 我国采用如下的试验公式来计算列车、车辆的起动阻力。,货车的单位起动阻力 ( N / t ) (滑动) 如果： ( N / t ) ，取 50 ( N / t )。,机车单位起动阻力 ( N / t ),42,二、牵引质量 牵引质量就是机车所牵引的车列质量，也称牵引吨数(牵引定数)。 在新线设计及运营线上，一般是按列车在限制坡道上
18、，以机车的计算速度作等速运行为条件来确定牵引质量；快速线上，有时按列车在平直道上的最高速度运行，并保有一定的加速度余量为条件来确定牵引质量；在旧线改建设计及某些运营线上，有时需要按动能闯坡方式来确定。,43,则总阻力为：,1牵引质量的计算,机车的牵引力为Fj， 在限坡ix上以Vj等速运行时，可知： (N),44,牵引质量计算式为：,( t ),多机牵引或补机推送时：,45,例21韶山3型电力机车，牵引滚动轴承货车，求限制坡度为9时的单机牵引质量。,解：查表21得到： Vj=48km/h，Fj=317800N，P=138t,46,起动条件的限制； 车站到发线有效长的限制； 车钩强度限制。,2牵引
19、质量检算,起动检算 由 得,GqG时，列车可以启动；否则应适当降低G或减小iq。,47,按车站到发线有效长度检算,按车钩强度检算牵引质量,已知车站到发线有效长为Lyx，可按下式检算到发线长度允许的牵引质量Gyx。 ( t ) 如果GyxG，则牵引质量不受到发线有效长限制。,多机牵引时，需检算第一台 机车的车钩强度是否满足要求。,48,如果GcG，则应考虑采用补机推送的方式。,3牵引净载和列车长度的计算 (1)一般计算,货物列车牵引车辆数 n n = (Gqs) / qp +1 (辆) 包括守车 n = G / qp (辆) 不包括守车 qp每辆货车平均总质量( t )，取78.998t。,货物
20、列车牵引净载 ( t ) 包括守车 ( t ) 不包括守车 qJ每辆货车平均净载( t )，取56.865t。,49,货物列车长度 LL=LJ + (n1) Lp + Ls (m) 有守车 LL=LJ + n Lp (m) 无守车 LS 每辆货车平均长度( m )，取13.914m。,(2)新线设计中简化公式 货物列车牵引辆数n： (辆) 货物列车牵引净载：GJ = KJ G ( t ) KJ 货物列车净载系数，取0.72 。 货物列车长度： (m) q 货车平均每延米质量( t / m)，取5.677 t / m。,50,第三节 铁路通过能力与输送能力,铁路能力指通过能力和输送能力。通过能力
21、与输送能力是铁路本身具备的设计能力；要求铁路完成的运输任务，称为需要的能力。,一、列车运行图 列车运行图是表示列车运行情况的示意图，它是组织铁路各部门共同完成国家运输任务的基础。 如下图所示：,51,6,9,1248,1249,7,4,35,1253,36,1254,2251,2022,单线非平行运行图,52,列车运行图能反映列车运行的状况，当列车停车时会出现会让和待避两种运行情况。,单线铁路列车会让、待避示意图,53,列车车次和上、下行 的规定：,进京方向或是支线开 往干线、干线开往枢纽 则称为上行方向，相应 的上行列车车次为偶数(双数)；反之离京方向或是从干线开往支线、枢纽开往干线被称为下
22、行方向，相应的下行的列车车次为奇数(单数)。,从现场来看，顺线路方向里程增大方向为下行方向；反之里程减小方向为上行方向； 我国现有干线铁路名称大多为下行方向。,54,K228,例如：某些列车在运行途中会因为线路上下行的改变而改变车次。如K228/225、K226/227次，是运行兰州到广州区间内的，从兰州始发是开向北京的，所以上行车次为K228次，车经停郑州后开始向离京方向行驶，改为下行，所以车次同时改为K225次；反之车次分别为K226、K227次。同时在改车次前后的区间内，车次自成一对。,K225,K226,K227,K228,55,长征,5706,5704,5705,56,现场识别上下行
23、方向的方法： (1)根据里程标识别。我国单线铁路的里程标都设置在顺里程增大方向的左侧，因此面向的是里程增大方向就是下行方向，反之是上行方向。双线铁路有时两侧都设有里程标，同样里程增大方向为下行方向，反之是上行方向。 (2)根据钢轨内侧标记。为养护维修方便，每公里钢轨都在左内侧每25m都打有轨号。有缝线路标在接头以后第二个轨枕空内；无缝线路标在相应每25m的轨枕空内。轨号是增大的即为下行方向，减小为上行方向。,57,下行,下行,下行,58,铁路系统对数字的特殊称谓：0、1、2、7。 铁路列车车次编定规定： 一、旅客列车 1特快旅客列车 1)直达特快旅客列车 Z1Z998 2)特快旅客列车 T1T
24、998 跨局特快旅客列车 T1T298 管内特快旅客列车 T301T998 2快速旅客列车 跨局快速旅客列车 K1K998 管内快速旅客列车 N1N998 其中兰州局管内 N901N940,2004年铁路列车车次编定表,59,3普通旅客列车 10018998 1)普通旅客快车 10015998 跨三局及以上 10011998 跨两局 20013998 管内 40015998 兰州局管内 57015798 2)普通旅客慢车 60018998 跨局 60016198 管内 62018998 兰州局管内 87018798 4临时旅客列车 L1L998 跨局 L1L498 管内 L501L998,60
25、,5临时旅游列车 Y1Y998 跨局 Y1Y498 管内 Y501Y998 6回送客车底列车 00100298 7因故折反旅客列车 原车次前冠“0” 二、行包（邮）快运专列 X1X998 三、货物列车 1五定班列 8000181998 兰州局始发 8120181248 2快运货物列车 8270182798 3煤炭直达列车 8300183998 4石油直达列车 8400184998,61,7技术直达列车 1000119998 8直通货物列车 2000129998 9区段货物列车 3000139998 10摘挂列车 4000144998 11小运转列车 4500149998 12超限货物列车 70
26、00170998 13重载货物列车 7100172998 14保温列车 7300174998 15军用列车 9000191998 军用跨局 9010191498 兰局始发 9120191298 军用油龙 9155191588 兰局始发 9158191588 16自备车列车 6000169998 兰局始发 6900169498,62,在铁路运营中，采用的是非平行运行图。 在铁路设计中，采用的是平行成对运行图，便于直接计算通过能力。,二、列车运行速度 旅客列车设计行车速度 走行速度,63,技术速度 旅行(区段)速度,2走行速度 是指普通货物列车在区段内运行，按所有中间车站不停车通过所计算的区段平均
27、速度，可由牵引计算得到。,1旅客列车设计行车速度 它是根据运输需求、铁路等级、正线数目、地形条件及机车类型、线路平纵断面运营条件所确定的旅客列车行车速度。,64,3技术速度 指普通货物列 车在区段内运行， 计入中间车站停 车的起停附加时 分所计算的区段 平均速度，也可由牵引计算得到。,4旅行(区段)速度 普通货物列车在区段内运行，计入中间车站停车的起停附加时分和中间车站停车时分所计算的区段平均速度。,65,(一)单线铁路通过能力 单线铁路通过能力按平行成对运行图考虑，用一对普通货物列车占用区间的总时分(称运行图周期TZ)来计算，它包括一对列车在区间的往、返走行时分t W、t F 和两端车站接发
28、列车的作业间隔时分t B、t H。 单线平行成对运行图的通过能力N可用下式计算：,三、通过能力计算 铁路每昼夜可以通过的列车对数(双线为每一方向的列车数)称为通过能力。,66,平行成对运行图周期,67,( 对/d ),式中：1440 每一昼夜的分钟数； TT 日均综合维修“天窗”时间(min)：电力牵引取90min，内燃牵引取60 min； tW、tF 站(区)间往、返走行时分(min)，与站间距离、平纵断面情况、牵引质量以及机车类型和制动条件等因素有关，可通过牵引计算获得； tB 对向列车不同时到达的间隔时分(min)，即一列车到达车站中心起到对向列车到达或通过车站中心的最小间隔时分；,68
29、,tH 车站会车间隔时分(min)，即一列车到达或通过车站中心起到该车站向原区间发出另一列车时的最小间隔时分； tB和tH与车站信联闭类型、股道数目和作业性质等因素有关，选线设计时，可采用表17数据。,表17 车站作业间隔时分（min）,69,全线(或区段)的各个站间，其站间距离、行车速度各不相同，车站间隔时分也不相同，故一对直通货物列车在各站间的运行图周期也互有差异，各站间的通过能力也有大有小。运行图周期值最大的站间，通过能力最小，全线(或区段)的通过能力要受到它的控制，称为控制站间。全线(或区段)的通过能力，应按控制站间的运行图周期计算。,(二)双线铁路通过能力 双线铁路通过能力按平行运行
30、图考虑，因上、下行的列车分线单向运行，所以通过能力应分方向计算，单位为列d。,70,1半自动闭塞 采用半自动闭塞时，同向列车可连发运行，通过能力N为：,( 列/d ),式中 TT 日均综合维修 “天窗”时间(min)：电力牵引取120 min，内燃牵引取70 min； t普通货物列车站间单方向走行时分(min) ； tL同向列车连发间隔时分(min)：若前后列车都通过前方邻接车站，则tL46min；若前一列车通过后一列车停站，则tL23min。,71,2自动闭塞 采用自动闭塞时，同向列车可追踪运行，通过能力N为：,( 列/d ),式中 I 同向列车追踪间隔 时分，其数值根据运营条件决定，一般采
31、用I810 min。,通过能力计算取值到小数点后一位。以列数表示时，不足1列舍去；以对数表示时，不足0.5对者舍去，大于等于0.5对者按0.5对取值。,72,四、铁路输送能力 铁路输送能力是铁路单方向每年能运送的货物吨数。设计线各设计年度的输送能力不应小于经济调查得到的相应年度的货运量。,输送能力C可用下式计算 ( Mt / a ),式中 NH 折算的普通货物列车对数(对d) ； Gj 普通货物列车净载； 货运波动系数，由经济调查确定，通常可取1.15。,73,折算的普通货物列车对数NH为： (对d),普通货物列车对数NPT用下式求得 ：,式中 NPT、NKH、NL、NZ 普通货物、快运货物、
32、零担、摘挂列车对数(对d)； KH、L、Z 快运货物、零担、摘挂列车的货物质量与普通货物列车的货物质量的比值，称为满轴系数，其值可根据设计线的具体情况拟定，一般取KH0.75，L0.5，Z0.75。,74,(对d) 式中 N通过能力(对d)； 通过能力储备系数，单线0.20， 双线0.15； K、KH、L、Z 旅客、快货、零担、摘挂列车的扣除系数。,综合两式得： (对d),75,扣除系数是开行1对(或1列)旅客、快货、零担、摘挂列车，在平行运行图上占用的时间与1对(或1列)普通货物列车占用时间的比值。 通过能力计算结果无其他要求。,76,第四节 铁路等级与主要技术标准,一、铁路等级 铁路等级是
33、区分铁路在国家铁路网中的作用、性质、旅客列车设计行车速度和客货运量的标志。它是铁路的基本标准，也是确定铁路技术标准和设备类型的依据。设计铁路时需先确定铁路等级，然后选定其他主要技术标准和各种运输装备的类型。,(一)铁路等级划分的重要性 在于体现国家对各级铁路的运营质量和运行安全等不同要求，有区别地规划不同铁路的运输能力。,77,(二)铁路等级划分的规定 线规规定：新建和改建铁路(或区段)的等级，应根据其在铁路网中的作用、性质旅客列车设计行车速度和近期客货运量按下列规定确定：,I级铁路 铁路网中起骨干作用的铁路，或近期年客货运量大于或等于20 Mt者；,级铁路 铁路网中起骨干作用的铁路，或近期年
34、客货运量小于20Mt且大于或等于10 Mt者；,级铁路 为某一地区或企业服务的铁路，近期年客货运量小于10 Mt者且大于或等于5Mt者；,78,级铁路 为某一地区或企业服务的铁路，近期年客货运量小于5Mt者。,注：年客货运量为重车方向的货运量与由客车对数折算的货 运量之 和。1对/d旅客列车按1.0Mt年货运量折算。,铁路的等级可以全线一致，也可以按区段确定。如线路较长，经行地区的自然、经济条件及运量差别很大时，便可按区段确定等级。但应避免同一条线上等级过多或同一等级的区段长度过短，使线路技术标准频繁变更。,79,二、铁路主要技术标准 铁路主要技术标准是指对铁路输送能力、工程造价、运营效率、运
35、行安全和经济效益以及其他有关技术条件有显著影响的基本标准和设备类型。,线规中规定各级铁路的主要技术标准有：正线数目、限制坡度、最小曲线半径、到发线有效长度、牵引种类、机车类型、牵引质量、机车交路、闭塞类型。,主要技术标准，应根据远期运量或国家要求的年输送能力、客车对数和确定的铁路等级在设计中经综合比选后确定。,80,新线规取消了“车站分布”，增加了“牵引质量”，使得主要技术标准更加具体化。 因车站分布是与各项技术标准密切相关的综合性指标，而不是一项单一的技术标准，在设计中应根据国家要求的年输送能力和确定的铁路等级，通过各项技术标准的综合比选确定。 其中正线数目、限制坡度、最小曲线半径、到发线有
36、效长度属工程标准(固定设备标准)，建成后很难改变；而牵引种类、机车类型、牵引质量、机车交路、闭塞类型则属技术装备类型，可随着运量的增长逐步进行更新改造。,81,(一)影响牵引吨数的主要技术标准,铁路输送能力由货物列车牵引吨数和通过能力决定，并受列车运行速度的影响。主要技术标准对三者都有不同程度的影响。,(1)蒸汽牵引 蒸汽机车构造简单，造价低廉，但热效率低，每4060 km需设置给水站，机车整备时间长，利用率低，机车功率小，输送能力低，乘务员工作条件差。,1牵引种类 电力 机车牵引动力的类别 内燃 蒸汽,82,中国蒸汽机车于2005年12月在内蒙集通线上正式停运，标志着我国干线铁路蒸汽时代的结
37、束。主要干线上蒸汽机车己被电力和内燃机车所取代。,83,84,(2)内燃牵引 内燃机车热效率高达2228。机车不需供电设备，独立性好。但需消耗液体燃料，机车构造复杂、造价较高。高温、高海拔地区牵引功率降低，使用效率低。 (3)电力牵引 电力机车热效率高，火力发电为1418%，水力发电可达60，整备一次走行距离长，机车功率大、速度高、牵引力大，利用率高。除噪声外，不污染环境，且工作条件好。与内燃机车相比，机车造价低，但需用接触网供电，机车独立性稍差，且投资大。,85,2机车类型 机车类型系指同一牵引种类中机车的不同型号。我国大功率电力、内燃机车已形成了4、6、8、12轴数系列和B-B、Bo-Bo
38、、Bo-Bo-Bo、Co-Co、2(Bo-Bo)、2(Co-Co)轴式系列(B、C分别表示二轴和三轴转向架。o表示电力传动) 。 电力机车已行成韶山型机车系列，内燃机车已行成东风型系列，可根据不同运营条件选用。 机车类型应根据牵引种类、牵引质量、列车设计行车速度等运输需求，按照与线路平、纵断面技术标准相协调的原则，结合车站分布，经技术经济比选确定。,86,87,88,韶山9型,东风4E型,东风7型,东风8型,89,东风9型,东风10D型,东风10F型,东风11型,东风12型,90,3限制坡度 限制坡度是设计线单机牵引时限制列车牵引质量的最大坡度。不仅影响线路走向、线路长度和车站分布，而且直接影
39、响行车安全、行车速度、运输能力、工程投资、运营支出和经济效益，是铁路全局性技术标准。,4到发线有效长度 到发线有效长度是车站到发线能停放货物列车而不影响相邻股道作业的最大长度。它对货物列车长度(即牵引吨数)起限制作用，从而影响列车对数、运能和运行指标，对工程投资、运输成本等经济指标有较大影响。当安全停车附加距离不足时，还会影响行车安全。,91,由图可知到发线有效长为：出站信号机（警冲标）至另一端出站信号机或警冲标距离最短的长度。 货物列车到发线有效长度应根据运输需求和货物列车长度确定，且宜与邻接线路的货物列车到发线有效长度相协调，并应采用1050、850、750、650m等系列值。,92,警
40、冲 标,93,改建既有线和增建第二线的货物列车到发线有效长度采用上述系列值引起较大工程时，可根据实际需要计算确定。,5牵引质量 货物列车的牵引质量与机车类型、限制坡度、车站到发线有效长度等铁路主要技术指标密切相关，直接影响铁路的输送能力，并对工程投资、运营成本、运输效率等技术经济指标有很大影响。 牵引质量应根据运输需求、限制坡度及机车类型等因素，经技术经济比选确定，并宜于相邻线牵引质量相协调。,94,(二)影响通过能力的主要技术标准 1正线数目 正线数目是指连接并贯穿车站的线路的数目。按正线数目可把铁路分为单线铁路、双线铁路和多线铁路。 单线和双线铁路的通过能力悬殊很大。单线半自动闭塞铁路的N
41、约为4248对/d；双线自动闭塞则为144180对/d。双线的通过能力远远超过两条单线的通过能力，而双线的投资比两条平行单线少约30，旅行速度比单线高30，运输费用低20。可见，运量大的线路修建双线是经济的。,95,线规规定：新建铁路近期年客货运量分别大于或等于35Mt的平原、丘陵地区和大于或等于30Mt的山区，宜一次修建； 远期年客货运量达到上述标准者，其正线数目宜按双线设计，分期实施； 远期年客货运量虽末达到上述标准，但按国家要求的年输送能力和客车对数折算的年客货运量大于或等于30Mt时，宜预留双线。,问题：双线铁路通过能力为什么不是单线铁路的两倍？,96,回答：因为单线铁路一般采用半自动
42、闭塞，采用公式： (对/d)，而我国单线铁路站间距离一般为815公里，普通货物列车单程运行时分在1015min，加上车站作业间隔时分，公式中的分母(运行图周期)一般在30min以上；而双线铁路一般采用自动闭塞，采用公式： (列/d)，分母I =810min，由两公式可以看出分子相同，分母不是简单的2倍关系。,97,2闭塞方式 铁路为了保证行车安全、提高运输效率，利用信号设备等来管理列车在区间运行的方法，称为闭塞方式。闭塞方式决定车站作业间隔时分，从而影响通过能力。 闭塞方式,电气路签 半自动闭塞 自动闭塞 电话闭塞,(1)电气路签 是在一个区间两端的车站上，各装设一个路签机，彼此间有电气锁闭关
43、系。列车进入区间的凭证是配属于该区间的路签。电气路签闭塞在我国干线已不用。,98,(2)半自动闭塞 半自动闭塞是闭塞机与信号机发生联锁作用的一种闭塞装置。由人工办理闭塞手续，列车凭信号显示发车后，出站信号机自动关闭的闭塞方法。其特征为：站间或区间只准走行一列车 ；人工办理闭塞手续；人工确认列车完整到达和人工恢复闭塞。采用半自动闭塞时，因列车进入区间凭证是信号机的显示，省去了向司机递交路签的时间，缩短车站作业时分，提高了通过能力。,99,100,(3)自动闭塞 就是根据列车运行及有关闭塞分区状态自动变换信号显示，而司机凭信号行车的闭塞方法。其特征为：把站间划分为若干闭塞分区，有分区占用检查设备，
44、可以凭通过信号机的显示行车；站间能实现列车追踪；办理发车进路时自动办理闭塞手续，自动变换信号显示。 在三显示区段，红色灯光表示前方的闭塞分区被占用，列车需要停车；黄色灯光表示前方只有一个闭塞分区空闲，要求列车减速；绿色灯光表示前方至少有两个闭塞分区空闲，列车可以按规定速度运行。,101,通过信号机具有三种显示；能预告列车前方两个闭塞分区状态；分二个速度等级，一个闭塞分区的长度满足从规定速度到零的制动距离。 在四显示区段，能预告列车前方三个闭塞分区状态，分三个速度等级，二个闭塞分区的长度满足从规定速度,102,到零的制动距离，故四显示自动闭塞又称作速差式自动闭塞 。,线规规定：当旅客列车设计行车
45、速度大于120km/h时，双线区段应采用速差式自动闭塞，单线区段宜采用自动闭塞或自动站间闭塞，一个区段内应采用同一种闭塞类型。,103,区间无车占用时三显示信号系统,104,区间有车占用时三显示信号系统,105,(4)电话闭塞 电话闭塞是当主要闭塞设备不能使用时，根据列车调度员的命令所采用的代用闭塞法。技规把它作为一种最终的备用闭塞。,(三)影响行车速度的主要技术标准,1最小曲线半径 是设计线采用的曲线半径最小值。最小曲线半径不仅影响行车安全、旅客舒适等行车质量指标，而且影响行车速度、运行时间等运营技术指标和工程投资、运营支出和经济效益等经济指标。,106,最小曲线半径应根据路段设计速度、工程
46、条件以及运输性质和运输需求比选确定，且不得小于线规规定值。,2机车交路 铁路上运转的机车都在一定区段内往返行驶。机车往返行驶的区段称为机车交路，其长度称为机车交路距离。机车交路两端的车站称为区段站。区段站都设置一定的机务设备。机车交路距离影响列车的旅途时间和直达速度。 机车交路由于交路类型、运转方式和乘务制度不同，而有多种形式，其交路距离也各不相同。,107,牵引任务 牵引区段长度 机车运转方式 乘务制度,客机交路 货机交路 补机交路 小运转交路,长交路 短交路,肩回运转制 循环运转制 半循环运转制 循回运转制,包乘制 轮乘制,108,目前我国跨局客运机车交路约为300km，直通货物机车交路约
47、250km，造成机车动力的浪费。为提高运输效率，应结合机务布局调整、生产力布局优化，大力推进机车长交路。客运机车交路达到5001000km，货运机车交路达到350500km。 机车交路既要与相邻线配合，又要考虑路网规划，预留将来的发展，结合生产力布局调整，尽量减少机务段数量，加速机车车辆周转，充分利用既有设备。 设计中要贯彻长交路、轮乘制的原则，根据牵引种类、机车类型、车流特点、线路条件经技术经济比选确定。,109,机务段； 折返段； 换班折返段,作业： 1双线铁路通过能力为什么不是单线铁路的两倍？ 2某电力机车单机牵引的单线铁路，采用半自动闭塞方式Tt=90min，tB=6min，tH=3min；普通