如图3.3所示,曲线的基本要素有曲线的转向角 α (转向角和线路中心角相等)、曲线半径 R (即圆曲线半径)、曲线切线长 T 、曲线外矢距 E 、曲线全长 L 和缓和曲线长 l 0 。
图3.3 曲线基本要素图
1)曲线外轨超高
(1)设置超高的目的
列车在曲线上运行时,产生向外的离心力,以 F 表示为
F =
由公式可知,离心力的大小取决于列车运行的速度和曲线半径。速度越高、半径越小,离心力越大。离心力使曲线外轨受到很大的挤压力,加速了外轨的磨耗,严重时会造成机车车辆脱轨或倾覆。为了平衡离心力,应在曲线外轨上设置超高,借助车辆重力的水平分力来抵消离心力,以达到曲线里外两股钢轨所受的垂直压力大致相等,钢轨磨耗均匀,增加旅客的舒适度。
(2)设置超高的技术要求
超高计算公式
h = 11.8 (取5mm的整倍数)
未被平衡欠超高
= - h
未被平衡过超高
= h -11.8
式中 h ——外轨超高度,mm;
v ——经实测计算得到的平均速度,km/h;
R ——曲线半径,m;
h c ——未被平衡的欠超高,mm;
h g ——未被平衡的过超高,mm;
v max ——实测最高行车速度,km/h;
v H ——货物列车平均行车速度,km/h。
2)曲线轨距加宽
在小半径曲线地段,为使列车顺利通过曲线,轨距需要加宽。轨距加宽的大小与曲线半径、机车车辆的轮对宽和固定轴距有密切关系。曲线轨距按表3.1规定的标准加宽。
表3.1 曲线轨距加宽表
缓和曲线是连接直线和圆曲线、半径由无穷大逐渐变化到与圆曲线半径相同的曲线。
缓和曲线的设置目的是通过曲率的逐渐变化,适应机车转向操作的行驶轨迹及路线的顺畅,缓和行车方向的突变和离心力的突然产生;使离心加速度逐渐变化,不致产生侧向冲击;缓和超高,作为超高变化的过渡段,减少行车震荡。