列车类型、线路坡度、最小曲线半径-线间距与设计速度的关系（总10页）-本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-最近铁路建设的力度大大加强，许多新线的设计速度达到了 250km/h甚至 350km/h，各种针对铁路速度的争吵日益剧烈，似乎是非250不要，最好一步上 350„„所以，有必要了解一下铁路速度的秘密，减少无谓的争吵，加深对铁路的 了解) i9 B& T2 y# d2 Y7 ]/ X8 z个人认为，今后主要建设的铁路有以下三种类型：1. 最高设计速度300~350km/h的客运专线线路，肯定是电气化，采用无 碴轨道，精度要求高、承重能力低，一般不走机车牵引的客车，更不走货车 这样的线路，只会建在经济条件好、既有铁路网密集的地区，一句话，沿线地 区的货运任务必须由其他线路承担不运货发展不了地区经济！2. 最高设计速度200~250km/h的高等级客货混运线路，肯定是电气化， 采用有碴轨道，允许货车运行，今后将大量建设以完善铁路网，因此，原先没 有铁路的地区，摊到这样的一条线路，是很幸运的，别瞧不起200~250km/h的 速度！这样的线路，如果今后有平行货运通道分流速度低的货车，具有提速到 300km/h的潜力。
3. 最高速度120~160km/h的次要型线路，在陡峭山区可能一次性电气化， 大部分为单线，主要用于向边疆延伸，以及某些区域内部的路网完善即使有 这样的铁路，一天之内，也能从最遥远的边疆走到繁华的大都市〃" u:n7 P4 '7 ]% r※至于最近炒得很火的“城际铁路”，受到京津城际的影响，设计速度也 越拔越高关于城际铁路的问题，由于站点密集，需要结合动车加速性能来研 究第二节．简述列车速度与线路坡度的关系:写一段列车速度与坡度的关系，为的是明确什么样的车型/机车能够跑出 什么样的速度：并不是说设计速度120km/h就不管拉什么车、不管什么线路都能跑出这样 的速度现在论坛中这方面的知识非常欠缺！"c, D3 aC$ 0+ ~; g在没有限速因素的线路上，列车能达到的速度与线 路坡度密切相关，列车匀速爬坡时，发出的牵引力必须能克服摩擦阻力、空气 阻力，以及自身重力在沿下坡方向的下滑分力——这正是坡道导致的一般货车运行时，摩擦和空气阻力之和（即为基本阻力）只相当于列车在 2~3'上坡道上的下滑分力；120~160km/h客车的基本阻力相当于5~7'上坡道的下 滑分力；因此，对于机车牵引的列车，哪怕是6'这么小的上坡道，都能显著改 变列车的受力情况，直接结果就是列车受到减速度，速度逐渐降低。
在平原地 区，坡道有起有伏，问题不大；在山区，往往会遇到很长的坡道，列车速度必 然受到影响 t7 Y* i- K+ x5 Y' z$ '1.动车组现有的A型动车组，具体型号为CRH1、CRH2A、CRH2B、CRH2E、CRH5，最高速度250km/h （CRH 1被做了手脚只跑200km/h是例外）， 在相应的无限长上坡道上可以达到的速度：（ \/ |） d+ X9 [7 C2 N! T6'——250km/h；12'——不小于 200km/h；）:18'——CRH1 和 CRH2 约 170~180km/h，CRH5 约 165km/h；可知，在石太、宜万、渝利、贵广等限制坡度达18'的线路上，A型动车仍 然能达到很高的速度实际线路中除了爬山路段，坡度不会连续这么大，动车 速度还能进一步提高；而且动车有强大的再生制动性能，下坡制动问题不大 可以说，新建线路中A型动车运行速度达到200km/h是很容易的6Jw-k+z#L/qL&N-L现有的C型动车组，具体型号为CRH2C、CRH3,最高速度350km/h，在相应的无限长坡道上可以达到的速度如 下：% E& U; t3 _4 R6' 310km/h；% p; N7 R# @b; U+ _12'——270km/h；3 k! m% K& \3 F2 }18'——CRH2C 约 235~240km/h，CRH3 约 230km/h；这类动车单位功率比A型车大了 50%,因此爬坡能力更强。
如果铁道部能 够区分线路类型，在坡度较大的线路采用增强功率的A型车，即可充分利用线 路设计速度 f) C8 j:M* z' Y! e( H2 .机车牵引的客车选取3种机车进行比较，一是现有的SS7E/9G即6轴4800千瓦机车，二 是4轴6400千瓦机车，三是6轴9600千瓦机车；牵引重量一律按长途客车的 1000~1100吨计算4800 千瓦机车：2'~160km/h，'~140km/h，12 或 13'~90km/h，18'必须双机; D; N.八7 v( M. h6 M& n" a6400 千瓦机车：5 或 6'~160km/h，12'~120km/h， 18'需要双机；4 H0 R8 J7 q. O! E) q$ U0 S9600 千瓦机车：12'~155km/h，18'~不小于 120km/h； $ Z. _' [8 w1 A' e可知，现有直流客运机车只能在坡度平缓的路 段跑出较高的速度，最大坡度能适应到12~13'，再高就需要双机牵引，双机的 效果可以参考9600千瓦机车的数据 D" _8 |5 Z0 Q4 r, c' H6 c另外，机车牵引客车下坡时制动能力不如 动车，速度不会很高，暂时认为与爬坡时相同。
由于机车牵引客车的速度介于 动车与货车之间，所以对曲线半径的选取影响不大3.货物列车* S% u; S$ G1 M# f8 \/ }" S 一般要求货车以不低于机车持续速度通过限制坡道，我国铁路货运任务繁重，货车重量巨大，机车负荷高，遇到不长的 大坡道速度就可能接近持续速度，尤其是功率较低的机车6 '0 G. d0 ge9八3 0） Y- L4 X目前轴功率800千瓦的直流货运电力机 车，持续速度约50~55km/h；:i9Q7Ql{6_&u轴功率1200千瓦的货运机车，如HXD1、2、3,持续速度约65~70km/h；轴功率1600千瓦的货运机车，如HXDIB、2B、3B 等，持续速度约 76~80km/h；综合制动性能考虑，可以认为，采用直流机车或型机车的线路，货车最低速度为60km/h，最高速度80~120km/h；采用最新电力机车的线路，货车最低速 度 80km/h第三节．列车通过曲线的相关概念列车在曲线上做圆周运动，必须受到向心力才行，这个向心力由钢轨针对 车轮提供曲线路段的轨道，外侧钢轨高于内侧钢轨，形成“超高”，列车走 行其上，向曲线内侧倾斜列车受到轨道的力，总的来看是垂直两根钢轨形成 的平面，方向为斜向上，对这个力做正交分解，可以得到：$ l|e, M4 \6 B 1.垂直地面方向的力，与列车的重力平衡；（ a） h% }3 T7 s 2.水平指向曲线内侧的力，提供了列车的向心加速度 （可能只是一部分）；由轨道支持力与铅垂方向的夹角，就能算出轨道给予列车的向心加速度， 而这个夹角可由“超高值”算出。
"0- Q2 d6 ]. R1 G+ K根据物理公式，向心加速度二速度的平方三曲线半 径6 H:M8 g7 t6 {曲线的超高，按照两侧车轮滚动圆之间的距离1500mm （稍大于轨距）来计算按照国际标准的米.千克.秒单位制，计算式子为：b- E5 r" y& x2 [7 _3 y) I& B% uarc tan[sin(超高值 F]X二速度X速度 三曲线半径$ 现 x, L8 Z# B- c( 1/ p4 v) P3 K6 t9 q" O6 u# ~1 O2 X# X6 p2 p) j6 W9 {3 x4 k& N2 K(}/ i1 }) Y3 F但是，这个式子太复杂，实际使用中，列车倾角不大， sin与tan的值差别很小，超高160毫米以上才会引入1毫米以上的计算误差； 而且超高值的单位一般为mm，而列车速度单位是km/h，曲线半径的单位是m,统 一单位比较麻烦，因此，上式有一个简化形式：% n) I-r8p0Y3 f7 u, i:M4 o( A, r;U1V'J9 g& ]/ a1S:M4 \, N7 C; \&@'k5Pw/ W; s7 X速度X速度二曲线半径X超咼) A4 ~2l2q0{4 j/ U已知两个值可以算出第三个，比如列车以120km/h的速度通过800米半径 的曲线，需要的超高为：X120X120三800=212 (mm)，不必转换单位。
实际的铁路线路，最大超高是有限度的，比如上述曲线实际设置的超高为 150毫米，无法完全满足上述列车需要的超高，那么列车就会压向外侧钢轨，由 外侧钢轨针对轮缘提供一个向曲线内侧的压力，提供额外的向心加速度，于是 列车通过时存在没有完全平衡的向心加速度，在列车上能感到往外甩，因此对 外侧钢轨内侧面有额外的磨损，我们可以认为列车通过曲线时存在2 1 2 - 150=62mm的“欠超高”0 U8 d' V7 {- w+ S（ e- q. ]# r5 x同理，如果一列货物列车以80km/h 通过上述曲线，通过计算可知只需要94mm的超高，可是线路实际设置超高达 150mm，那么列车就会压向内侧钢轨，由内侧钢轨与轮缘作用抵消一部分向心 力，在列车上能感到向内倒，因此对内侧钢轨内侧面有额外的磨损，我们可以 认为列车通过该曲线时存在150-94=56mm的“过超高”' V8 I; J） J7 Z3 G1 W9 j' X# @; M; a:u 由以上分析可知，除非所有列车速度一致，一般情况下列车通过曲线都 存在或多或少的“欠超高”或“过超高”，它们与线路“实设超高”的大小都 是有限度的：% g, E2 c& h（ s0 q& { “欠超高”太大的话，乘客感觉不舒适、对外侧 钢轨磨损很大，列车甚至可能飞出曲线；7 W; {5 c, W4 n+ e “过超高”太大的话，内侧钢轨磨损严重；“实设超高”太大的话，一旦列车停在曲线，有可能向内翻倒，限于轨道 结构，也不容易保持。
'\* oj Y6 b2 H我国铁路规定单线铁路最大实设超高为125mm，双线铁路为150mm，高速 铁路为180mm以下的分析按照：有碴单线铁路最高125mm，有碴双线铁路150mm，无碴铁路为180mm关于 欠超高，国内没有统一的规定,五花八门性能好的车体加上舒适的座椅，可以 允许较大的欠超高，但是我国铁路取值比较低，普通铁路一般70mm，困难90mm, 个别110m；高速铁路良好40mm，困难80mm——个人认为这些值都取的比较小， 实际上较大的欠超高主要出现在动车上，而动车的走形部件性能最好，座椅又 很舒适的，乘客能够承受较大的欠超高，所以通过最小半径曲线时欠超高7 0mm 不成问题，个别困难曲线达到90mm也不在话下过超高的取值也没有统一的规定，个人意见是，货车重量大，对轨道损坏严重，一般40~50mm，困难60mm 就可以了；而中速客车跑在高速线时，由于重量轻，取到70mm甚至更高也没问 题——具体问题具体分析，一刀切是不行的- p( t7 j+ w, i! |3 @此外，国内还有诸如“欠超高与过超高之和一般不 大于110mm，困难不大于140mm”、“实设超高与欠超高之和一般不大于220mm, 困难不大于260mm”„„之类的非标准性规定，下面一节的分析多数情况参考这些 规定，少数情况例外。
第四节．详解各种线路级别与最小曲线半径的关系现在进入本帖的核心部分，分析几种常见的线路种类中列车速度与最小曲 线半径的关系以下的“超高”值是我自己设的，主要是为了方便分析，。