第五講--高速鐵路線路--基礎(chǔ)知識

1、高速鐵路線路列車與線路是相互依存、相互適應(yīng)的關(guān)系。列車是載體，線路是基礎(chǔ)。廣義的線路概念包括線路的平縱斷面、路基、軌道、橋梁、隧道以及建筑材料等，不包括供電、接觸網(wǎng)、通信信號。第一節(jié) 鐵路線路的一些基礎(chǔ)知識1. 鐵路等級按鐵路年輸送能力和在鐵路網(wǎng)中的作用，以及最大軸重和每延米重量等，對鐵路劃定的級別。 世界各國劃定鐵路等級的依據(jù)不盡相同。中國1975年制定的鐵路工程技術(shù)規(guī)范規(guī)定，中國鐵路分為三級。級鐵路是保證全國運輸聯(lián)系，具有重要的政治、經(jīng)濟、國防意義，在全國鐵路網(wǎng)中起骨干作用，國家要求的遠期年輸送能力達到和超過 800萬噸的鐵路；級鐵路是具有一定的政治、經(jīng)濟、國防意義，在全國鐵路網(wǎng)中起聯(lián)絡(luò)、

2、輔助作用，國家要求的遠期年輸送能力達到和超過 500萬噸的鐵路；級鐵路是為某一地區(qū)服務(wù)，具有地方性意義,國家要求遠期年輸送能力小于500萬噸的鐵路。前蘇聯(lián)前蘇聯(lián)1976年批準(zhǔn)的鐵路設(shè)計規(guī)范規(guī)定，蘇聯(lián)鐵路分為五級。級鐵路：鐵路網(wǎng)中的主要干線，在其運營的第5年,貨物運輸密度達到每運營公里1200萬噸公里以上，每日旅客列車（不包括郊區(qū)旅客列車）超過12對；在其運營的第10年，貨物運輸密度達到每運營公里2000萬噸公里以上。級鐵路：鐵路網(wǎng)中一般干線，在其運營的第5年，貨物運輸密度達到每運營公里7001200萬噸公里，每日旅客列車(不包括郊區(qū)旅客列車)達512對；在其運營的第10年,貨物運輸密度達到10

3、002000萬噸公里。級鐵路：地方性鐵路，在其運營的第5年，貨物運輸密度達到每運營公里為 300700萬噸公里，每日旅客列車不多于4對；在其運營的第10年,貨物運輸密度達到每運營公里為 5001000萬噸公里。級鐵路:預(yù)計運營第10年貨運量增長不多的地方性鐵路,在其運營的第5年，貨物運輸密度小于每運營公里300萬噸公里，在其運營的第10年，貨物運輸密度小于每運營公里500萬噸公里以下。級鐵路：工業(yè)企業(yè)專用線。 鐵路等級還根據(jù)其他依據(jù)劃定，如美國1976年制定的鐵路新生及規(guī)章改革法案(RRRR,act)規(guī)定，鐵路等級按鐵路每年通過總重量和每日旅客列車的對數(shù)劃定。1978年，國際鐵路聯(lián)盟制定了按機

4、車車輛最大軸重及其每延米重量劃分鐵路等級的規(guī)范。“一延米”即“一延長米”。延長米是用于統(tǒng)計或描述不規(guī)則的條狀或線狀工程的工程量2 線路的基本概念 鐵路線路的平面：線路中心線在水平面上的投影。鐵路線路的縱斷面：線路中心線展直后在垂直面上的投影。 從運營的觀點看，最理想的線路是既直又平的線路。但是天然地面情況復(fù)雜多變（有山、水、沙漠、森林、礦區(qū)、城鎮(zhèn)等障礙物和建筑物）。如果把鐵路修得過于平直，就會造成工程數(shù)量和工程費用大，且工期長，這樣既不經(jīng)濟，又不合理。從工程角度看，為了降低造價，縮短工期，鐵路線路最好是隨自然地形起伏變化。但是，這會給經(jīng)營造成很大困難，甚至影響鐵路行車安全與平穩(wěn)。因此，選定鐵路

5、線路的空間位置，應(yīng)該綜合考慮工程和運營的要求，通過方案比較，在滿足運營基本要求的前提下，盡量減少工程量，降低造價。如圖所示，若將線路起訖點和必須經(jīng)過的城市直接連接，則必須兩次跨越大橋和穿過不良地質(zhì)階段：不僅投資多，且線路質(zhì)量差、隱患大。為了降低工程造價，節(jié)約運營支出和消除隱患，可根據(jù)自然條件選擇有利地點通過。則：采用折線ACB直線，在折線的轉(zhuǎn)角處，用曲線連連接。 因此，直線和曲線就成為線路平面的組成的要素。3. 列車運行阻力 基本阻力：指列車在空曠地段沿平、直軌道運行時受到的阻力，包括車軸與軸承之間、輪軌之間以及鋼接頭對車輪的撞擊阻力等。 附加阻力：在線路上運行時，受到的額外阻力，如坡道阻力、

6、曲線阻力、起動阻力等。附加阻力隨列車運行條件或線路平、縱斷面情況而定。曲線阻力：線路平面上有了曲線（彎道）后，給列車運行造成阻力增大和限制行車速度等不良影響。列車通過曲線時，由于離心力的作用，使得外側(cè)車輪輪緣擠壓外軌，摩擦增大。同時，還由于外軌長于內(nèi)軌，內(nèi)軌車輪在軌面上滾動時產(chǎn)生相對滑動，從而給運行中的列車帶來一種附件阻力，稱為曲線阻力。曲線阻力的估計公式：(N/kN) -單位曲線阻力，即列車每一噸重量所攤曲線附件阻力值。 -曲線半徑（m） 600-根據(jù)試驗得出的常數(shù)。從式中可知，曲線阻力與曲線半徑成反比。曲線半徑越小，曲線阻力越大，運營條件就越差，說明采用大半徑曲線對列車運行的影響較小。而小

7、半徑曲線亦具有容易適應(yīng)地形困難的優(yōu)點，對工程條件有利。因此，在設(shè)計鐵路線時必須根據(jù)鐵路所允許的旅客列車的最高運行速度，由大到小合理地選用曲線半徑。為了測設(shè)、施工和養(yǎng)護的方便，曲線半徑一般應(yīng)取 50 、 100 米的整倍數(shù)，即 10000 、 8000 、 6000 、 50O0 、 4000 、 3000 、 2500 、 2000 、 1800 、 160o 、 1400 、 1200 、 1000 、 800 、 700 、 600 、 550 、 500 、 450 、 400 、 350 ；特殊困難條件下，可采用上列半徑間 10 米整倍數(shù)的曲線半徑。曲線半徑愈小，曲線附加阻力愈大，還會

8、給運營工作帶來以下不利影響： （1）限制行車速度。從列車通過曲線的最大允許速度可知，列車通過曲線的最大允許速度與曲線半徑的平方根成正比。為超高曲線半徑愈小，列車通過曲線的速度受到的限制也愈大。為了保證線路的通過能力，并有一個良好的運營條件，還對區(qū)間線路的最小曲線半徑做了具體規(guī)定，如下表所列。 區(qū)間線路最小曲線半徑 （2）增加輪軌磨耗。列車運行在曲線上時，由于內(nèi)側(cè)與外側(cè)鋼軌長度不等，使車輛的內(nèi)輪與外輪在鋼軌土產(chǎn)生相對縱向滑行，鋼軌與輪緣磨耗增加。曲線半徑愈小，這種磨耗愈嚴(yán)重。 （3）增加軌道設(shè)備。列車運行在曲線上時，為防止外輪對外軌擠壓而引起的軌距擴大，以及鋼軌帶動軌枕在道床上的橫向移動，對小半

9、徑曲線地段的軌道應(yīng)增加軌枕根數(shù)，加設(shè)軌距桿、軌撐。 （4）增加軌道養(yǎng)護維修費用。小半徑曲線地段的軌距、水平、方向都極易發(fā)生變位，因此養(yǎng)護維修工作量較大，增加了養(yǎng)護維修費用。 4 超高-平面圖 車輛在曲線上運行時，會產(chǎn)生離心力：式中 ：車體的重力(N)；：行車速度(m/s)； ：重力加速度；:曲線半徑(m)。 為了平衡所產(chǎn)生的離心力，必須把曲線線路的外股鋼軌加高，稱為超高。計算曲線外軌的理論超高度，一般都用下列公式： 式中: 通過曲線的各次列車的平均速度(km/h)，在設(shè)計新線時，采用 曲線外軌超高設(shè)置后，所有列車是以各不相同的速度通過曲線的，設(shè)置的超高可能使所產(chǎn)生的離心力不能完全得到平衡，因而

10、普遍存在著超高剩余和超高不足現(xiàn)象。超高剩余部分稱為過超高；超高不足部分稱為欠超高。5 曲線涉及的概念線路平面由直線和曲線連接而成。一條理想的鐵路線其區(qū)間平面應(yīng)盡可能取直。一般在平坦地帶的鐵路線以直線為主，只有在繞避障礙或趨向預(yù)定目標(biāo)時，才采用曲線。但在地形復(fù)雜的山區(qū)，線路平面往往迂回曲折，出現(xiàn)大量曲線，有時候，曲線長度甚至超過直線。曲線標(biāo)是曲線的技術(shù)參數(shù)標(biāo)，表明了曲線的有關(guān)要素：曲線長度、緩和曲線長度、曲線半徑、超高、加寬等。 曲線標(biāo)設(shè)于曲線的中部。1）緩和曲線如圖所示，其半徑由無限大逐漸變化到等于它所銜接的圓曲線的半徑（或反之），使車輛產(chǎn)生的離心力逐步增加（或減少），有利于行車平穩(wěn)。在緩和曲

11、線范圍內(nèi)，外軌超高由零遞增到需要的超高（或反之），使向心力與離心力相配合。當(dāng)曲線半徑小于300米，軌距需要加寬時，在緩和曲線范圍內(nèi)，可由標(biāo)準(zhǔn)軌距逐步加寬到圓曲線需要的加寬量（或相反）。緩和曲線的出現(xiàn)在最初的鐵路上并沒有緩和曲線，僅圓曲線和直線直接相連。經(jīng)過多年實踐，發(fā)現(xiàn)這段曲直緊接的線路經(jīng)常在平面上走動，很難穩(wěn)定，給線路維修工作帶來許多麻煩。因此針對線路走動的規(guī)律，在直線和圓曲線之間插入一段過渡性的曲線，實施后，收到了良好的效果。于是從19世紀(jì)60年代后期開始，緩和曲線就在鐵路平面設(shè)計的實踐中得到肯定。緩和曲線的目的主要有：消除列車由直線進入圓曲線時，由于車體轉(zhuǎn)向架和掛鉤之間相互位置的突然變更

12、而引起的沖動；消除列車由水平軌道變?yōu)閮A斜軌道所引起的突然反應(yīng)。緩和曲線的作用：在于使轉(zhuǎn)向架、彈簧、掛鉤以及車體從直線運行時的位置，逐漸地轉(zhuǎn)到循著圓曲線彎道運行時的位置。在工程實施上，理想的緩和曲線既須滿足上述要求，又必須便于敷設(shè)，保持相對穩(wěn)定。在鐵路線上直線和圓曲線不是直接相連的，它們之間應(yīng)需要插入一段緩和曲線，以保證行車平順。在一般情況下，一條曲線的半徑始終不變的，通稱單曲線。為了適應(yīng)特殊地形，有時需要在一個曲線上采用幾個不同的半徑形成復(fù)曲線。在線路平面上最常見的是單曲線，簡稱曲線。曲線半徑是表示圓弧曲度的指標(biāo)。有些國家用角度表示曲線的彎度。在線路平面設(shè)計中，曲線半徑的大小是影響工程費和運營

13、條件的基本因素，按照地形條件和設(shè)計行車速度的要求，規(guī)定最小半徑。曲線對于鐵路運營的不利影響主要在于產(chǎn)生曲線阻力、影響或限制行車速度和加速軌道磨損，尤其是小半徑曲線，這些影響更突出。2） 緩和曲線的類型在行車速度不大于160公里/小時的線路上,一般采用三次拋物線型。中國鐵路現(xiàn)在采用的是三次拋物線型緩和曲線。在速度大于200公里/時的高速鐵路線上則用曲線遞減型緩和曲線。緩和曲線必須有足夠的長度才能發(fā)揮作用。緩和曲線的長度決定的因素有:超高順坡不宜過陡,以保證行車安全。按中國鐵路的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),不得大于2。外輪的提升速度不宜過快，以保證旅客的舒適。在中國鐵路干線上其標(biāo)準(zhǔn)為32mm/s。欠超高的增長率不宜

14、過大。嚴(yán)格控制未被平衡的離心加速度的時變率，這對于旅客舒適是更為重要的。根據(jù)理論分析和實驗觀察,旅客可以接受的時變率約為0.30.4m/s而日本的新干線標(biāo)準(zhǔn)則為0.245m/s?？傊侠淼拈L度應(yīng)該全面滿足前述三個因素。 6 夾直線  在前后相連續(xù)的兩個曲線之間的一段直線，其長短影響到乘車舒適度。應(yīng)按照列車在通過前一曲線所產(chǎn)生的振動到達后一曲線時已衰減完畢的所需歷程，來決定夾直線的長度。因此行車速度愈高，夾直線應(yīng)愈長。兩相鄰曲線，轉(zhuǎn)向相同，稱為同向曲線；轉(zhuǎn)向相反，稱為反向曲線。兩條相鄰曲線間應(yīng)設(shè)置一定長度的直線，以保證列車運行的平穩(wěn)，如圖所示。車輛運行在同向曲線上，因相鄰曲線半徑不同

15、，超高高度不同，車體內(nèi)傾斜度不同；車輛運行在反向曲線上，因兩曲線超高方向不同，車體時而向左傾斜，時而向右傾斜。這兩種情況都會造成車體搖晃震動。夾直線愈短，搖晃振動愈大。 夾直線最小長度與列車運行速度有如下關(guān)系： ：列車速度(km/h)；:車輛左右振動的周期(T1.75)。根據(jù)運營實踐，為保證旅客舒適，夾直線長度應(yīng)保持 2 3 輛客車長度，困難條件下，也不應(yīng)短于 1 輛客車長度。因此鐵路線路設(shè)計規(guī)范規(guī)定各級鐵路線路兩相鄰曲線間夾直線最小長度，如下表所示。 表 各級鐵路線路兩相鄰曲線夾直線最小長度 （m）在行車速度較高的線路上，為保證列車運行平穩(wěn)，夾直線相應(yīng)要求較長，我國目前規(guī)定在最高行車速度 1

16、40km/h 的區(qū)段，兩相鄰曲線間的夾直線最小長度，一般地段宜為 90m ，困難地段為 60m 。 其它：中國鐵路設(shè)計規(guī)程規(guī)定夾直線的最小長度為8025米，視線路等級而定。外國鐵路的夾直線最小長度標(biāo)準(zhǔn)亦不一致，如美國不論同向或反向曲線都定為30米。歐洲、日本及國際鐵路聯(lián)盟所規(guī)定的夾直線最小長度皆和行車速度有關(guān)，如英國規(guī)定夾直線長度為（米），v為行車速度（公里/時）。6 鐵路勘測設(shè)計：由于新建或改建鐵路工程量、投資量很大，且技術(shù)復(fù)雜，涉及面關(guān)廣，所以在建設(shè)一條鐵路之前，必須進行深入細(xì)致的調(diào)查研究和勘測工作，并從若干個可供比較的方案中選出一個最優(yōu)方案來進行設(shè)計。 根據(jù)基建程序要求鐵路建設(shè)劃分為3個

17、階段： 1）前期工作階段：主要進行方案研究、初測和初步設(shè)計工作。 2）基建建設(shè)階段：主要進行定測、技術(shù)設(shè)計和施工圖設(shè)計，最后進行工程施工、驗交投產(chǎn)。 3）投資效果反饋：鐵路運行若干年后，由鐵路建設(shè)單位會同有關(guān)部門對工程質(zhì)量、技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟效益等考查驗證，以評價設(shè)計和施工質(zhì)量。7. 鐵路線路平面圖用一定比例尺，把線路中心線及其兩側(cè)的地面情況投影到水平面上，就是鐵路線路平面圖。鐵路中線在水平面上的投影。 線路平、縱斷面圖是鐵路設(shè)計的基本文件。在各個設(shè)計階段都需要編制要求不同、用途不同的各種平面圖。從平面圖中看出：線路的中心線和里程標(biāo)； 沿線的車站和橋隧建筑物等的數(shù)量、位置。 地面上高程相等各點的連

18、線的等高線，用以表示沿線的地形和地物。里程標(biāo)：采用公里標(biāo)和半公里標(biāo)表示。公里標(biāo)表示從鐵路線路起點開始計算的連續(xù)里程，每公里設(shè)個。半公里標(biāo)設(shè)于線路的每半公里處。1線路平面。圖中的粗實線為線路中心線，由圖可看出線路的走向及直、曲線情況。該段線路范圍包括三段直線、兩段曲線，虛線為隧道。 2 .線路里程標(biāo)和百米標(biāo)。線路自起點開始每整公里處，注有線路里程標(biāo)，如 K10 為設(shè)計的里程 10km 處。在整百米處，注有百米標(biāo)數(shù)。 3.曲線要素及起、終點里程。在各曲線內(nèi)側(cè)平行于線路注有曲線要素。曲線起點 ZH （直緩點）和終點 HZ （緩直點）， HY （緩圓點）和 YH （圓緩點）的里程數(shù)應(yīng)垂直于線路標(biāo)注在曲

19、線內(nèi)側(cè)。 4 .各種主要建筑物。鐵路沿線的橋梁、涵洞、隧道、車站等建筑物，應(yīng)以規(guī)定的圖例符號表示，并注明其所在位置的中心里程、類型及有關(guān)尺寸等。5.地形。圖中用等高線來表示鐵路線經(jīng)過地的地面起伏形狀。大橋、長隧道及車站處的線路平面 較長的大橋、隧道和車站都宜設(shè)在直線上。曲線橋梁的設(shè)計和施工復(fù)雜得多，鋼軌更換和整形也都較困難，特別在無道碴的橋梁上，線路不易固定，設(shè)置外軌超高也有困難，直接影響行車安全。如大橋必須設(shè)置在曲線上，曲線半徑也要盡量放大（例如1000米以上）。在同一座橋梁上，更不能設(shè)置反向曲線,以免列車過橋時，左右搖動劇烈,嚴(yán)重影響安全和舒適。隧道如必須設(shè)在曲線上時，應(yīng)采用較大

20、的曲線半徑,并盡量避免把隧道設(shè)在反向曲線上,以改善運營、養(yǎng)護和通風(fēng)條件。曲線車站不利于了望，直接影響通過能力和作業(yè)安全，由于曲線阻力，也不利于列車起動，如車站必須設(shè)在曲線上，也應(yīng)盡量采用較大半徑的曲線和減小轉(zhuǎn)向角度，以縮小影響。反向曲線的車站平面，上述影響更嚴(yán)重，非有充分依據(jù)，不得采用。 8 鐵路線路的縱斷面線路中心線(展直后)在垂直面上的投影，稱為鐵路線路的縱斷面，表明線路的坡度變化 。根據(jù)鐵路中線平面位置反映的地面標(biāo)高，繪制鐵路線中線的地形縱斷面，然后在上面設(shè)計坡度線，即得出線路縱斷面圖。為保證坡度的可行性，縱斷面設(shè)計必須和平面設(shè)計緊密配合，互相協(xié)調(diào)，逐段地交替進行。線路縱斷面的設(shè)計對鐵路

21、工程指標(biāo)或運營指標(biāo)都有重要影響。平道和坡道是鐵路線路的縱斷面的組成要素。線路縱斷面由平道、坡道及設(shè)于變坡點處的豎曲線組成?？v斷面設(shè)計的基本內(nèi)容包括：坡度、坡段長度、坡道的連接。1）坡道的坡度 坡度的坡率在中國以千分率表示，即指1000米水平距離的線路上升或下降的以米計的高度?？v斷面由各種坡度的坡道組成。坡度是一段坡道兩端點的高差 與水平距離 之比，用 表示，如下圖所示。 坡道坡度及坡道附加阻力示意圖 ：坡度值； ： 坡道段線路中心線與水平線夾角。鐵路線路根據(jù)地形的變化，有上坡、下坡和平道。上、下坡是按列車運行方向來區(qū)分的，通常用“”號表示上坡，用“”號表示下坡，平道用“ 0 ”表示。例如，+4

22、 是表示線路每 1000m 的水平距離升高 4m ；-4則表示線路每 1000m 的水平距離降低 4m 。2）變坡點線路縱斷面上坡度的變化點。相鄰變坡點間的距離，叫坡段長度。從運營角度來看，縱斷面坡段應(yīng)盡量長些，以利行車平順和減少變坡點。但也應(yīng)考慮地形條件及工程量的大小。一般情況下，縱斷面坡段長度不短于遠期列車長度的一半，使一個列車長度范圍內(nèi)不超過兩個變坡點，以減少變坡點附加力的疊加影響所引起列車運行的不平穩(wěn)。3） 豎曲線車輛經(jīng)過變坡點時，將產(chǎn)生振動和豎向加速度，引起旅客不舒適，同時由于坡度變化，車鉤會產(chǎn)生一種附加應(yīng)力，車輛經(jīng)過凸凹地點時，相鄰車輛處在不同坡道上，易產(chǎn)生車鉤上下錯移。當(dāng)相鄰坡段

23、坡度代數(shù)差過大，附加應(yīng)力過大，兩車鉤上下錯移量過大，可能發(fā)生斷鉤、脫鉤等事故，因此當(dāng)相鄰坡段的坡度代數(shù)差超過一定數(shù)值，為保證列車運行平穩(wěn)，防止脫鉤、斷鉤，應(yīng)在相鄰坡段間用一曲線連接，使列車順利地由一個坡段過渡到另一個坡段，這個縱斷面上變坡點處所設(shè)的曲線，叫做豎曲線。 豎曲線有兩種類型：圓弧形：中國規(guī)定在坡度代數(shù)差大于3（、級鐵路）和4（級鐵路）時要分別加入半徑相應(yīng)為 10000米及5000米的圓弧形豎曲線。拋物線形：根據(jù)縱斷面連接情況（凸形或凹形）按規(guī)定的變坡率連接。凹型斷面的變坡率要比凸形的小一半，即凹型豎曲線的敷設(shè)要比凸形的長一倍。英、美、加等國均采用拋物線形豎曲線。中國部分鐵路也采用過。

24、鐵路線路設(shè)計規(guī)范規(guī)定：線路相鄰坡段坡度代數(shù)差的絕對值 I 、級鐵路大于 3 ，級鐵路大于 4 時，應(yīng)以豎曲線連接。其豎曲線半徑 I 、級鐵路 R 10000m ，級鐵路 R 5000m 。 圓曲線形豎曲線 由上圖可知，豎曲線切線長 為： 式中 相鄰坡段坡度代數(shù)差的絕對值。 豎曲線曲線長。4） 坡道附加阻力 列車在坡道上行駛時其重置 Q 可以分解為 F1 和 F2 兩個分力， F2 平行于坡面即為坡道的坡度引起的坡道附加阻力，用來表示。 （ N ） 坡道附加阻力與列車重量之比，叫做單位坡道附加阻力，用 來表示。當(dāng)列車整列位于坡道上時： （N/kN）當(dāng)列車一部分位于坡道上，而另一部分位于平道上時：

25、 （N/kN）列車在線路上運行，有時上坡，有時下坡，所以坡道附加阻力也有正、負(fù)。上坡時，坡道附加阻力與列車運行方向相反，坡道附加阻力為正；下坡時，坡道附加阻力與列車運行方向相同，坡道附加阻力為負(fù)，負(fù)阻力也就是加速力。 換算坡度： 如果在坡道上有曲線，列車在坡道上運行時所遇到的單位附加阻力應(yīng)為單位曲線附加阻力與單位坡道附加阻力之和。由于曲線附加阻力無負(fù)值，而坡道附加阻力有正、負(fù)之分，所以總單位附加阻力： （NKN ）。根據(jù)前述的（NkN ）的對應(yīng)關(guān)系，將總的單位附加阻力換算為坡度，則有 如此求得的坡度，稱為換算坡度 ，又稱加算坡度。由此可知，當(dāng)坡道上有曲線時，列車上坡運行時坡道就顯得更陡；而下坡

26、運行時，坡道則顯得更緩了。限制坡度： 限制坡度（ ）是指在一個區(qū)段上，用一臺機車牽引規(guī)定重量的貨物列車，以規(guī)定的計算速度作等速運行時所能爬上的最大坡度。 它是鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之一。 如果在坡道上又有曲線那么這一坡道的坡道阻力值和曲線阻力值之和，不能大于該區(qū)段規(guī)定的限制坡度的阻力值，即： 一條鐵路線路的限制坡度愈小，機車牽引重量將愈大，運營效率亦愈高。但采用過小的限坡，又可能造成土石方工程量的過大，提高線路造價。因此，按我國鐵路技術(shù)管理規(guī)程，線路的限制坡度應(yīng)根據(jù)鐵路等級、地形類別和牽引種類比選確定，并應(yīng)與其銜接鐵路的限制坡度、牽引定數(shù)相協(xié)調(diào)，且其數(shù)值不應(yīng)大于下表的規(guī)定。 區(qū)間線路最大限制坡度（）

27、 對單機牽引起著限制牽引重量的坡度。在一個區(qū)段內(nèi)限制坡度一定是最長最陡的坡道。設(shè)計線路縱斷面時，限制坡度是最重要的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之一。在一定機車類型下，列車牽引重量是以限制坡度為依據(jù)的，所以它能影響鐵路的輸送能力。限制坡度的選定是選線工作中的一個核心問題。選定限制坡度有兩個基本條件：一是地形，二是運量。運量是考慮限制坡度標(biāo)準(zhǔn)的前提，地形則是決定限制坡度標(biāo)準(zhǔn)的根據(jù)。在地形復(fù)雜的自然環(huán)境中，如何正確處理好運量和大自然的關(guān)系，以取得最佳的經(jīng)濟效果，是線路縱斷面設(shè)計中一項頭等重要的任務(wù)。均衡坡度，加力坡度，動能坡度，一般坡度，最大坡度的折減均衡坡度：在線路設(shè)計中，上下行方向的限制坡度，一般是一致的。但是有些

28、線路上，上下行兩方向的貨運量差別很大而又較穩(wěn)定時，在地形條件也合適的情況下，則可按重、輕車方向分別采用不同的限制坡度。即輕車方向的最大坡度可大于重車方向的限制坡度，以節(jié)省工程量。這種，按輕車方向設(shè)計的最大坡度，稱為均衡坡度。 加力坡度：按照平均自然坡度設(shè)計縱斷面時，有時會遇到突然升高的越嶺地段，就需要設(shè)計超越限制坡度的加力坡度。加力坡度就是加掛輔助機車把列車推挽上坡的一段特殊的坡道。 在個別越嶺地段，采用限制坡度會引起巨大工程時，經(jīng)過比選，也可以采用比限制坡度更陡的坡度，在牽引重量不變的條件下，采用兩臺或多臺機車牽引，這種坡度稱為加力牽引坡度 。加力牽引坡度值應(yīng)根據(jù)限制坡度、采用的機車類型和加

29、力牽引方式計算確定。根據(jù)我國鐵路運營經(jīng)驗：加力牽引坡度最大值，內(nèi)燃機車牽引不超過 25 ，電力機車牽引不超過 30 。 在中國鐵路上有不少加力坡度的實例。較著名的有1909年修通的京張鐵路以 33.33的“之”字坡通過了險峻的八達嶺，還有20世紀(jì)40年代抗日戰(zhàn)爭時期修通的黔桂鐵路，以27的坡度通過了桂黔兩省分界處的鳳凰山脈。1949年以后修建的鐵路中，有于1952年修通的天蘭線，在跨過隴山時采用20的坡度；1953年興建的蘭新線，在穿越烏鞘嶺的路段中采用了20的坡度；1956年修通的鷹廈線，在通過武夷山和戴云山時分別采用了20及22的坡度；1957年修通的寶成線，在穿越秦嶺時采用了30的坡度等

30、等。 動能坡度：利用列車在高速運行中所儲備的勢能以克服超過限制坡度的特殊坡度稱為動能坡度。用來克服不太長的局部困難地段，是單機牽引區(qū)段內(nèi)的最陡的坡度。在縱斷面上的適當(dāng)?shù)囟危贾靡欢伪匾L度的下坡或平道，以保證列車在達到相當(dāng)速度以后順利地通過動能坡度。 一般坡度：凡是小于限制坡度的所有坡度，不影響鐵路運輸能力，均可列入一般坡度。一般坡度又可分為無害坡度和有害坡度。無害坡度的坡率較小，列車下坡運行時不需要制動，運營費用最省。有害坡度較無害坡度陡，列車下坡運行時，需要制動，運營費較大。 最大坡度的折減：在線路縱斷面上，有以下幾種情況：遇到平面曲線和坡道重疊時，要考慮曲線阻力的影響。在較長的隧道內(nèi)（4

31、00米以上），由于軌面潮濕,線路維修較困難,使輪軌間粘著系數(shù)降低,因而減少了輪周牽引力。列車在隧道內(nèi)運行時，空氣阻力也有所增加。為了保證列車按計算速度通過這些地段而不致減少牽引重量，都必須相應(yīng)地減緩坡度。橋梁、隧道和車站處的線路縱斷面 ：有道碴的橋梁可放在任何縱斷面上。不鋪道碴的鋼橋，應(yīng)盡量放在平道上，因為在坡道上的鋼軌容易產(chǎn)生縱向移動，造成病害，不利于行車安全和養(yǎng)護工作。隧道處的縱斷面，可設(shè)置單向坡或人字坡，坡度一般不小于3,以利于排水。但人字形坡通風(fēng)不良，采用內(nèi)燃機車或蒸汽機車牽引時，機車排出的廢氣或煤氣會污染隧道內(nèi)的空氣，影響旅客及乘務(wù)人員的健康，故宜用單向坡。不過，人字坡對施工是有利的，需要時也可采用。車站原則上應(yīng)設(shè)在平道上；如地形困難，不可避免時，也可設(shè)在坡道上；但應(yīng)保證下列條件：列車能起動；停放的單獨車輛或列車不致溜走；在車站范圍內(nèi)縱斷面的平順性。因此，站內(nèi)坡度一般不得超過2.5,以保證列車起動。只有在地形條件十分