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路段设计速度(路段速度)

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  路段设计速度(路段速度)(design speed for section)用于确定各设计路段内与行车速度有关的线路标准和设备类型的旅客列车设计行车速度。简称为路段速度。路段设计速度是确定设计路段平面...

路段设计速度(路段速度)(design speed for section)用于确定各设计路段内与行车速度有关的线路标准和设备类型的旅客列车设计行车速度。简称为路段速度。路段设计速度是确定设计路段平面标准、竖曲线半径的依据,它直接影响工程投资、运输成本和经济效益。中国《铁路线路设计规范》(GB50090-99)在总结中国铁路最近50年的设计与运营实践经验后,经分析研究,提出了分路段选择设计速度的思想,并对各级铁路的路段设计速度、路段长度及使用条件等内容做出了明确的规定。

分路段选择设计速度的意义  中国疆域辽阔,地形复杂,且系多山国家,山区占国土总面积的65%以上,各地区地形、地貌特征相差甚大。一条设计线一般跨越多种地形和地貌单元,若要求该线的平、纵断面标准完全满足该等级铁路旅客列车最高行车速度的需要,则可能工程巨大,技术和经济指标都将不够合理。因此,在设计线的某此路段受平、纵断面条件限制时,为减少大量工程,可采用低于该级铁路旅客列车最高行车速度的设计行车速度标准,即路段设计速度。

中国1999年以前的设计规范均未对各级铁路的路段设计速度和路段长度做出明确和系统的规定,即使规定了困难地段的设计最高行车速度,但也没有明确规定其使用条件,其结果是容易造成平面设计标准的频繁变更和交错,往往因个别处所的平面标准过低而限制了某地段的行车速度,使该地段的工程投资不能充分发挥其经济效益,也给行车带来不便,此外还恶化机车车辆运用指标。在行车速度低时这些问题表现不明显,但近两年在中国既有线提速实践中却体现得颇为突出。例如在京广、京沪、京沈、哈大、京秦等级的提速技改规划中,半径小于1000m的曲线占很大比重,特别是由于各路段小半径曲线的分布和数量不同,有些小半径曲线分散设置于提速路段中,故小半径曲线的技改原则只能是:对影响全路段速度目标值的个别地段的瓶颈小半径曲线进行改造,对在一个路段内集中分布的小半径曲线则采取降低速度目标值的办法而不进行改造。即使这样,改造工程也是巨大的,造成列车在运行中频繁降速,恶化机车车辆运用指标,加大司机劳动强度,也给行车安全带来不利影响。线路平面设计标准的不协调也是影响速度目标值的主要因素,例如京沈、京秦等线,很多大半径曲线虽能满足速度目标值的要求,但其缓和曲线、夹直线和夹圆线长度却不能满足,且改造困难,从而限制了速度目标值的提高。按路段自然地形条件、运输需要与运营条件因地制宜地选定路段设计速度可使同一路段的平面标准与列车运行速度协调,既能保证提高行车安全又合理降低工程投资,充分发挥投资效益。 

确定设计线路段设计速度的主要依据  ①运输需求:包括运输性质、客流密度和运输市场需求。客货列车共线运行的线路,路段旅客列车设计行车速度与货车设计速度密切相关,故应根据客货列车比例和货车速度选定路段设计速度。客流密度大的线路,可适当提高路段设计速度;客流密度小的线路,则不宜过多提高路段设计速度,以免引起设计标准提高,加大工程投资。经济发达地区,时间价值高,且运输市场竞争激烈,铁路为谋求自身发展,可适当提高路段设计速度。②地形条件:会显著影响工程投资和经济效益。平原地区,提高平面标准对工程投资影响不大,宜采用较高的路段设计速度;山区坡陡弯急,提高速度的工程代价甚大,且运输成本过高,故路段设计速度不宜过高。③运营条件:路段设计速度的选择应考虑列车在上坡道上的均衡速度、下坡制动限速和轨道结构所允许的行车速度等运营条件。④经济合理:路段设计速度对土建工程投资、机车车辆购置费、旅客在途时间损失费、运输成本、利润、换算年费用和投资利润率等经济指标都有很大影响,路段设计速度除应满足运输需求和技术可行性外,尚应满足经济合理性要求。                             路段长度选择  与沿线地形类别、运输需求和线路平、纵断面条件等因素紧密相关。当设计线较长,跨越多种地形单元或运输需求差别较大时,保持同一路段设计速度的路段长度不宜过短,否则,不仅会因速度频繁变更给运行带来不安全因素,而且会增加列车动能损失,增大能耗和运输成本,同时还会恶化机车车辆运用指标。故路段长度应与路段设计速度一并根据需要与可能经比选确定。①应按地形类别和工程条件经比选确定。例如,西安至南京线西安至南阳段462.7km,跨越了平原、丘陵、山区三种地形单元,线路长度分别为73.2,170.8,218.7km,其中所跨越的平原地区的地形条件变化不大,路段设计速度选用了140km/h,其相应的路段长度也随之确定为73.2km。但170.8km的丘陵地区的地形条件差异较大,在设计中对其中地形较困难的127.5km路段进行了120km/h和100km/h路段设计速度的比选,结果表明,采用120km/h设计速度与采用100km/h相比,可缩短旅行时间12min,但却增加投资10%,平均每缩短min需增加投资3300万元,代价太大,故将此段划入山区。在山区218.7km中最困难的142.6km路段,进行了路段设计速度100km/h和80km/h的比选,结果表时,前者尽管增加投资606万元,但可缩短旅客时间22min,因此在山区路段选用了100km/h的设计速度,其长度为346.2km。而最终丘陵地区的路段长度只为43.3km,采用了120km/h的设计速度。②应考虑沿线运输需求的变化,这主要指沿线车站旅客发送量的变化。例如,中国四大干线的提速区段和陇海线郑州至宝鸡段扩能可行性研究中,由于线路平纵断面条件的限制,必须分路段选定提速目标值,路段的划分首先考虑沿线各站的旅客发送量、是否办理旅客列车始发终到作业和各路段的旅客列车对数,旅客发送量大、办理特快列车始发终到作业多的车站和通过特快列车对数多的路段作为路段划分的主要因素。③应结合线路纵断面条件合理确定。例如,西安至南京线西安至丁河324.3km线路,翻山越岭,跨谷穿梁,最大坡度为13‰,紧坡率为70%,从目前的客运主型机车看,仅SS8机车双机牵引13~15辆时,速度达到107km,故该段在全长范围内选择了100km/h的设计速度。④平原地区路段长度的确定宜与机车交路相协调。由于平原地区地形平坦,工程简易,有条件在较长的路段内选择较高的设计速度。例如,铁道部第一、四勘测设计院对四条平原地区铁路的定线研究表明,在线路全长范围内,合理加大曲线半径,对工程影响甚少,一般有条件与机车交路相配合。⑤受列车加减速距离所限制的路段最小长度的控制。设υ1,υ2为相邻两路段的设计速度,且υ2>υ1,则路段最小长度是指由υ1加速至υ2,与υ2减速至υ1所需加减速距离之和。加减速应在υ2路段内实施,以避免υ1路段内列车超速行驶。一般情况下,加减速距离可根据两相邻路段的速度υ1,υ2计算确定。考虑到两相邻路段之一有可能与停车站邻接,或者由于特殊原因招致列车在某路段上停车,此时加减速距离将为由υ1=0加速至υ2与υ2减速至υ1=0的加减速距离之和,属最不利情况,故路段最小长度可据此条件计算。⑥与加减速的动能损失费用有关。此项费用与客车对数、机车类型、加减速度范围、列车编挂辆数有关。计算表明,与工程费相比,此项费用的折算值甚大,因此路段长度不宜过短,以免频繁变速的不必要经济损失。⑦设计线合理的路段最小长度还应考虑保到列车在路段上保持路段设计速度运行一段合理的距离,合理距离的评价指标是保证区间的旅速系数达到0.75,以提高机车车辆运用指标,并达到有效地缩短旅客在途时间的目的。根据计算,合理的路段最小长度约为前述加减速距离的2倍。

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Lee123
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  • 更新时间: 2011-12-19

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