第一章鐵路能力ppt課件

1、易思榮.鐵路選線設(shè)計。西南交通大學(xué)出版社郝瀛。鐵道工程。中國鐵道出版社李成輝。軌道。西南交通大學(xué)出版社，中國鐵道出版社1 鐵路運量 牽引計算 鐵路通過能力與輸送能力 鐵路等級與主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)本章主要內(nèi)容：第一章 鐵路能力2第一節(jié) 鐵路運量 一、客貨運量的意義 新建與改建鐵路，設(shè)計前必須進行經(jīng)濟調(diào)查，以明確設(shè)計線的政治、國防和經(jīng)濟意義，確定設(shè)計線在鐵路網(wǎng)中的地位和作用；并提供鐵路總體設(shè)計和各種設(shè)施設(shè)計所需要的客貨運量資料?？拓涍\量的重要意義如下： 1客貨運量是設(shè)計鐵路能力的依據(jù)。 2客貨運量是評價鐵路經(jīng)濟效益的基礎(chǔ)。 3客貨運量是影響線路方案取舍的重要因素。 3 客貨運量在鐵路設(shè)計中具有重要作用。

2、若調(diào)查或預(yù)測的客貨運量偏大，則鐵路標(biāo)準(zhǔn)偏高，技術(shù)裝備能力也偏高，投資較大的方案中選，增大投資。但鐵路運營后，若實際運量偏小，則鐵路能力閑置，投資浪費，而運營收入偏少，鐵路投資效益必然降低；若調(diào)查或預(yù)測的運量偏小，雖初期投資省，但鐵路運營后，能力會很快飽和，引起鐵路過早改建，追加投資增大，也不經(jīng)濟合理。因此，鐵路設(shè)計必須十分重視客貨運量的調(diào)查和預(yù)測工作。 4 二、客貨運量的調(diào)查和預(yù)測 設(shè)計線客貨運量的確定，首先要劃定設(shè)計線的吸引范圍，然后在吸引范圍內(nèi)進行經(jīng)濟調(diào)查，以確定近期的客貨運量，并根據(jù)吸引范圍的建設(shè)規(guī)劃和經(jīng)濟統(tǒng)計資料，預(yù)測遠(yuǎn)期的客貨運量。吸引范圍直通吸引范圍地方吸引范圍 (一)劃定吸引范圍

3、 設(shè)計線的吸引范圍是設(shè)計線吸引客貨運量的區(qū)域界限，設(shè)計線客貨運量的調(diào)查和預(yù)測，都是在吸引范圍內(nèi)進行的。5直通吸引范圍 直通吸引范圍是路網(wǎng)中客貨運量通過本設(shè)計線運送有利的區(qū)域范圍。以運距最短來劃分范圍 6 (二)貨運量的調(diào)查和預(yù)測 直通貨運量可根據(jù)國家計劃部門制定的地區(qū)間物資交流規(guī)劃，分析直通吸引范圍內(nèi)的物資供求情況，分上、下行匯總得到。地方吸引范圍 地方吸引范圍是在設(shè)計線經(jīng)行地區(qū)內(nèi)，客貨運量要由設(shè)計線運送有利的區(qū)域范圍。 按運量由設(shè)計線運送運價最低的原則來確定(含水運、公路運輸?shù)谋容^)。7 (三)客運量的調(diào)查和預(yù)測 直通客運量占客運總量的比重一般并不很大，可進行客流的典型調(diào)查，找出直通客流量和

4、地方客流量的比值，根據(jù)地方客運量估算直通客運量。 地方客運量與吸引范圍內(nèi)的人口總數(shù)、工礦企業(yè)職工人數(shù)比重、人均收入、內(nèi)遷工廠多少、早期移民數(shù)量、旅游地多少等因素有關(guān)?？捎贸塑嚶?每人每年的平均乘車次數(shù))或多元回歸法預(yù)測。 將客流量匯總后，可按每列車定員估算旅客列車數(shù)；亦可比照和設(shè)計線條件相近的既有線，擬定設(shè)計線的旅客列車數(shù)。 8 三、鐵路選線設(shè)計所需要的運量參數(shù) (一)貨運量 貨運量C是設(shè)計線(或區(qū)段)一年內(nèi)單方向需要運輸?shù)呢浳飮崝?shù)，應(yīng)按設(shè)計線(或區(qū)段)分上、下行分別由下式計算： CCi (104ta) (11) 式中 Ci某種貨物的年貨運量。9 (二)貨物周轉(zhuǎn)量左圖為侯月線開行5000噸重載

5、列車 貨物周轉(zhuǎn)量CHZ是設(shè)計線(或區(qū)段)一年內(nèi)所完成的貨運工作量，可由單方向一年內(nèi)各種貨運量Ci (104ta)與相應(yīng)的運輸距離Li (km)按下式計算： CHZ(Ci Li) (104tkma) (12)10 (三)貨運密度104tkm/(kma) (13)LCCHZM=(14)ZQQZCC=l 式中 L設(shè)計線(或區(qū)段)的長度(km)。 設(shè)計線上、下行方向的貨運量不均衡時，應(yīng)區(qū)分為輕車方向和重車方向。貨流比QZ是輕車方向貨運量CQ與重車方向貨運量CZ的比值，即 (四)貨流比 貨運密度CM是設(shè)計線(或區(qū)段)每km的平均貨物周轉(zhuǎn)量：11全年月平均貨運量一年內(nèi)最大的月貨運量=b (15) (六)零

6、擔(dān)、摘掛、快運貨物和旅客列車 零擔(dān)列車是運送地方零散貨物的列車，在中間站辦理零擔(dān)貨物的裝卸，一般運行于一個區(qū)段內(nèi)。 (五)貨運波動系數(shù) 由于生產(chǎn)和消費的季節(jié)性等原因。設(shè)計線的貨運量在一年內(nèi)各月份并不相等。一年內(nèi)最大的月貨運量和全年月平均貨運量的比值稱為貨運波動系數(shù)，以表示。設(shè)計線必須能完成運量最大月份的運輸任務(wù)，所以在計算鐵路能力時，應(yīng)考慮貨運波動系數(shù)的影響12 摘掛列車是運送地方整車貨物的列車，在中間站辦理貨車甩掛和到貨場取送車作業(yè)，一般運行于一個區(qū)段內(nèi)。 快運貨物列車是運送鮮活或易腐貨物的列車，為縮短旅途時間，這種列車很少停站，其他普通貨物列車要停站待避，使其不停車通過。 旅客列車是運送旅

7、客的列車。 這些列車的對數(shù)，應(yīng)根據(jù)經(jīng)濟調(diào)查資料分析確定。 四、設(shè)計年度 設(shè)計線交付運營后，客貨運量是隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展逐年增長的，設(shè)計線的能力必須與之適應(yīng)。上述運量參數(shù)，也需分設(shè)計年度提供。13 鐵路的設(shè)計年度應(yīng)分為近期、遠(yuǎn)兩期。近期、遠(yuǎn)期分別為鐵路交付運營后第10年和第20年。近、遠(yuǎn)期運量均采用預(yù)測運量。 鐵路線下基礎(chǔ)設(shè)施和不易改、擴建的建筑物和設(shè)備的建筑物和設(shè)備，應(yīng)按遠(yuǎn)期運量和運輸性質(zhì)設(shè)計，并適應(yīng)長遠(yuǎn)發(fā)展的要求；對于易改、擴建的建筑物和設(shè)備，宜按近期運量和運輸性質(zhì)設(shè)計，并考慮預(yù)留遠(yuǎn)期發(fā)展條件。 隨運輸需求變化增減的機車、車輛等運營設(shè)備，可按交付運營后第3年或第5年的運量進行設(shè)計。14 五、

8、客貨運量調(diào)查不準(zhǔn)確或設(shè)計年度過短帶來的問題 多年來，我國許多干線鐵路一直處在不停地改、擴建之中，這些改、擴建工程包括增加車站、雙線插入、局部復(fù)線、軟化坡度、通信信號改造、增建第二線或電氣化等各種方式。 1南昆鐵路 體現(xiàn)20世紀(jì)90年代設(shè)計、筑路水平的西南大動脈南昆鐵路，東起南寧，西至昆明，北接紅果，全長898公里，為國家I級干線電氣化鐵路。1516 南昆鐵路設(shè)計年輸送能力，近期1000萬噸，遠(yuǎn)期2000至3000萬噸。南昆鐵路1997年開通運營，2001年大部分區(qū)段平圖能力利用率達(dá)到94，能力己處于飽和狀態(tài)。 造成南昆線能力飽和，及需改建的原因主要是由于運量調(diào)查的不準(zhǔn)確和設(shè)計年度過短造成。 2

9、西康鐵路 2001年1月8日，全長267.49公里的西安安康國家級電氣化鐵路干線開通運營。該線預(yù)留雙線，一次建成電氣化。年設(shè)計能力貨運量2000萬t，日均客車8對。 17全長18.46公里的秦嶺隧道 西康鐵路2001年1月開通運營當(dāng)年，限制區(qū)段的平圖能力利用率已達(dá)到100，需要開放原設(shè)計預(yù)留的車站。西康線設(shè)計預(yù)測運量近期2005年為1245萬t，遠(yuǎn)期2010年為1500萬t，實際開通兩年2002年已達(dá)到1400萬t。18 3寶中鐵路 1994年5月18日，全長498.19公里的寶雞中衛(wèi)電氣化鐵路干線開通。19 寶中線設(shè)計預(yù)測運量近期2000年為1028萬t，遠(yuǎn)期2005年為1500萬t，實際運

10、量2000年達(dá)到1499萬t，2002年達(dá)到1954萬t 。 4浙贛鐵路 浙贛鐵路全長942km起于杭州站，止于湖南株洲，橫跨浙、贛、湘三省。浙贛鐵路自20世紀(jì)80年代初開始，對既有線增設(shè)會讓站、雙插、結(jié)合整治水害進行復(fù)線改造，于1997年全部復(fù)線正式開通。 浙贛復(fù)線金華至株洲段設(shè)計預(yù)測運量近期2000年為2670萬t，遠(yuǎn)期2005年為3800萬t，實際運量2000年為3510萬t，2002年已達(dá)到3797萬t。20浙贛鐵路電氣化改造 21 以上實例都是按原規(guī)范規(guī)定的近期為交付運營后第5年，遠(yuǎn)期為交付運營后第10年作為設(shè)計年度。但是近年來隨著國民經(jīng)濟快速增長，對鐵路運輸需求急劇增加。為適應(yīng)運量

11、的增長，鐵路頻繁改建、擴建，不僅增加施工費用和施工對運營的干擾，而且影響鐵路的正常運輸效率的發(fā)揮。 為適應(yīng)國民經(jīng)濟快速發(fā)展的需要，節(jié)約投資，避免建成的鐵路頻繁改造而影響鐵路正常運輸，提高鐵路運輸?shù)姆?wù)質(zhì)量，力求達(dá)到鐵路建設(shè)項目綜合投資效益最佳，新規(guī)范對原“設(shè)計年度”內(nèi)容進行了修訂。22第二節(jié) 牽引計算 一、作用于列車上的力 作用于列車上的力有機車牽引力、列車運行阻力及列車制動力。 (一)機車牽引力 1機車牽引力的形成 機車牽引力是依靠輪軌問的粘著產(chǎn)生由鋼軌作用于動輪輪周上的反作用力。23 2粘著牽引力的限制 牽引力的大小可由司機通過變換操縱方式改受轉(zhuǎn)矩來調(diào)節(jié)。但其最大值為動輪荷載的重力乘輪軌間

12、的粘著系數(shù)。而粘著系數(shù)受很多因素影響，包括動輪輪踏面和鋼軌材質(zhì)與表面狀況、行車速度、機車有關(guān)部件狀態(tài)等。粘著系數(shù)一般由試驗確定。 機車的輪周牽引力不能大于機車所能產(chǎn)生的粘著牽引力，稱為粘著牽引力限制。 3機車牽引性能曲線 機車牽引性能曲線是表示機車輪周牽引力(縱軸)與運行速度(橫軸)相互關(guān)系的曲線，通常由試驗得到。24 SS3型電力機車牽引特性曲線 SS4型電力機車牽引特性曲線25DF4B型內(nèi)燃機車牽引特性曲線 機車牽引力可根據(jù)牽引狀況由牽引特征曲線得出。26我國電力與內(nèi)燃部分主型機車主要技術(shù)參數(shù) 參數(shù)機型VJmin(km/h)FJmin(kN)Fq(kN)P、P(t)Vg(km/h)LJ(m

13、)韶山143.0301.2487.31389520.4韶山348.0317.847013810021.7韶山451.5431.6649.829210032.8韶山748.0353.3487.313810022.0韶山7C76.0220.0310.013212522.0韶山7D96.0171.0245.012616022.0韶山899.7127.0230.08817717.5韶山999169.0286.012617022.2東風(fēng)4(貨)20.0302.1401.713510021.1東風(fēng)4(客)24.0251.6346.313512021.1東風(fēng)4B(貨)21.8313.0442.2138100

14、21.1東風(fēng)4B(客)29.0235.2325.313812021.1東風(fēng)4C(貨)24.5301.5442.213810021.1東風(fēng)831.2307.3432.613510022.0東風(fēng)1165.6160.0253.013517021.327(二)列車運行阻力列車運行阻力基本阻力附加阻力機車單位基本阻力車輛單位基本阻力起動阻力坡道附加阻力曲線附加阻力隧道空氣附加阻力 1基本阻力 機車牽引一定質(zhì)量的列車在線路上運行，即使在平直坡道上，由于輪軌之間，機車車輛各活動部分之間，以及車體與四周空氣之間的摩擦、沖擊、振動必然會產(chǎn)28 (2)基本阻力的表示方法 單位基本阻力即單位機車或車輛質(zhì)量所受的阻力

15、。 機車單位基本阻力 車輛單位基本阻力 經(jīng)驗公式中各阻力均表示為速度的函數(shù)。生一定的阻力，這種阻力稱為列車運行的基本阻力。 (1)基本阻力影響因素 列車運行速度 線路狀況 機車車輛構(gòu)造29 (3)列車基本阻力與列車平均單位基本阻力(N / t) 2附加阻力 當(dāng)列車在坡道上、曲線上、隧道內(nèi)運行時，還會產(chǎn)生一定的附加阻力，稱為坡道附加阻力、曲線附加阻力、隧道空氣附加阻力。 列車基本阻力為機車基本阻力與車輛基本阻力之和，計算方法如下： (N) 全列車的平均單位基本阻力為：30 (1)坡道附加阻力 列車在坡道上運行時，其重力產(chǎn)生垂直于軌道的與平行于軌道的兩個分力。由圖可知:F2 = q g sina

16、(N)因a很小，可以認(rèn)為：sina = tan a 線路坡度值i一般以千分率表示，tana = i /1000，故F2=q g i (N) 將機車、車輛的質(zhì)量單位由(t)改為kg，可得下式： F2 = 1000 q g tana (N)31 因單位阻力的定義為單位質(zhì)量阻力，故坡度單位附加阻力wi為： (N/t)32 (2)曲線附加阻力 曲線附加阻力是由于列車在曲線上運行，加劇了輪緣與鋼軌之間的摩擦，同時，車輪與鋼軌之間產(chǎn)生縱向的和橫向的滑動，所以引起額外的阻力。 注：曲線附加阻力大小和曲線半徑R(m)直接相關(guān)。33 曲線附加阻力的計算一般采用經(jīng)驗公式： = A/R (N/t) 現(xiàn)行規(guī)范中采用：

17、A=6000，則： = 6000/R (N/t) 如果用圓曲線長度與曲線轉(zhuǎn)角表示半徑，則：經(jīng)驗公式rwrwyrLaw5.10=(N/t)列車平均單位曲線阻力 設(shè)列車長度為 LL(m)，列車每延米的質(zhì)量為q(t/m)，則列車的質(zhì)量為LLq(t)，則有：34 當(dāng)曲線長度大于列車長度(LLLy)時LyLL(N)(N / t)(N / t)其中：LL q 為列車質(zhì)量。35 當(dāng)曲線長度小于列車長度(LLLy)時(N)(N / t)(N / t)LLLy或36 如果列車處于n個曲線上，且列車全長范圍內(nèi)的曲線轉(zhuǎn)角總和為a，則(N / t)37 列車在隧道內(nèi)運行時，由于空氣受隧道約束，不能向四周擴散，前面的空

18、氣壓力增大，尾部空氣稀薄，空氣與列車表面及隧道表面產(chǎn)生摩擦。因之，作用于列車上的空氣阻力遠(yuǎn)郊空曠地段為大，增加的空氣阻力稱為隧道附加空氣阻力。(3)隧道空氣附加阻力 單位隧道空氣附加阻力以ws 表示，計算式由試驗確定。38(4)附加阻力換算坡度及加算坡度同理，隧道內(nèi)： ir、is 分別稱為曲線、隧道附加阻力換算坡度，或稱為曲線、隧道當(dāng)量坡度。因為坡道附加阻力 wi =10i(N/t) i=wi /10 可以認(rèn)為列車在曲線上行駛所產(chǎn)生的曲線附加阻力是在一個坡度ir 的坡道上行駛時產(chǎn)生，且：39 線路縱斷面上每一坡段的坡度 i 與該坡道上的曲線、隧道等附加阻力換算坡度之和稱為加算坡度 i j，即：

19、 加算坡度：( ) ( N / t ) 加算坡度 對應(yīng)的單位加算阻力為：40 (5)起動阻力 我國采用如下的試驗公式來計算列車、車輛的起動阻力。 貨車的單位起動阻力 ( N / t ) (滑動) 如果： ( N / t ) ，取 50 ( N / t )。 機車單位起動阻力 ( N / t )41 二、牽引質(zhì)量 牽引質(zhì)量就是機車所牽引的車列質(zhì)量，也稱牽引噸數(shù)(牽引定數(shù))。 在新線設(shè)計及運營線上，一般是按列車在限制坡道上，以機車的計算速度作等速運行為條件來確定牽引質(zhì)量；快速線上，有時按列車在平直道上的最高速度運行，并保有一定的加速度余量為條件來確定牽引質(zhì)量；在舊線改建設(shè)計及某些運營線上，有時需要

20、按動能闖坡方式來確定。42則總阻力為：1牽引質(zhì)量的計算基本阻力 附加阻力10ix基本阻力 附加阻力10ix機 車車 輛質(zhì)量P 質(zhì)量G機車的牽引力為Fj， 在限坡ix上以Vj等速運行時，可知： (N)43牽引質(zhì)量計算式為：( t )( t )多機牽引或補機推送時：44例21韶山3型電力機車，牽引滾動軸承貨車，求限制坡度為9時的單機牽引質(zhì)量。解：查表21得到： Vj=48km/h，F(xiàn)j=317800N，P=138t45 起動條件的限制； 車站到發(fā)線有效長的限制； 車鉤強度限制。 2牽引質(zhì)量檢算 起動檢算 由 得 GqG時，列車可以啟動；否則應(yīng)適當(dāng)降低G或減小iq。46 按車站到發(fā)線有效長度檢算 按

21、車鉤強度檢算牽引質(zhì)量 已知車站到發(fā)線有效長為Lyx，可按下式檢算到發(fā)線長度允許的牽引質(zhì)量Gyx。 ( t ) 如果GyxG，則牽引質(zhì)量不受到發(fā)線有效長限制。 多機牽引時，需檢算第一臺機車的車鉤強度是否滿足要求。47 如果GcG，則應(yīng)考慮采用補機推送的方式。 3牽引凈載和列車長度的計算 (1)一般計算 貨物列車牽引車輛數(shù) n n = (Gqs) / qp +1 (輛) 包括守車 n = G / qp (輛) 不包括守車 qp每輛貨車平均總質(zhì)量( t )，取78.998t。 貨物列車牽引凈載 ( t ) 包括守車 ( t ) 不包括守車 qJ每輛貨車平均凈載( t )，取56.865t。48 貨物

22、列車長度 LL=LJ + (n1) Lp + Ls (m) 有守車 LL=LJ + n Lp (m) 無守車 LS 每輛貨車平均長度( m )，取13.914m。 (2)新線設(shè)計中簡化公式 貨物列車牽引輛數(shù)n： (輛) 貨物列車牽引凈載：GJ = KJ G ( t ) KJ 貨物列車凈載系數(shù)，取0.72 。 貨物列車長度： (m) q 貨車平均每延米質(zhì)量( t / m)，取5.677 t / m。 49第三節(jié) 鐵路通過能力與輸送能力 鐵路能力指通過能力和輸送能力。通過能力與輸送能力是鐵路本身具備的設(shè)計能力；要求鐵路完成的運輸任務(wù)，稱為需要的能力。 一、列車運行圖 列車運行圖是表示列車運行情況的

23、示意圖，它是組織鐵路各部門共同完成國家運輸任務(wù)的基礎(chǔ)。 如下圖所示：5069124812497435125336125422512022單線非平行運行圖51 列車運行圖能反映列車運行的狀況，當(dāng)列車停車時會出現(xiàn)會讓和待避兩種運行情況。單線鐵路列車會讓、待避示意圖52 列車車次和上、下行的規(guī)定： 進京方向或是支線開往干線、干線開往樞紐則稱為上行方向，相應(yīng)的上行列車車次為偶數(shù)(雙數(shù))；反之離京方向或是從干線開往支線、樞紐開往干線被稱為下行方向，相應(yīng)的下行的列車車次為奇數(shù)(單數(shù))。 從現(xiàn)場來看，順線路方向里程增大方向為下行方向；反之里程減小方向為上行方向； 我國現(xiàn)有干線鐵路名稱大多為下行方向。53K2

24、28 例如：某些列車在運行途中會因為線路上下行的改變而改變車次。如K228/225、K226/227次，是運行蘭州到廣州區(qū)間內(nèi)的，從蘭州始發(fā)是開向北京的，所以上行車次為K228次，車經(jīng)停鄭州后開始向離京方向行駛，改為下行，所以車次同時改為K225次；反之車次分別為K226、K227次。同時在改車次前后的區(qū)間內(nèi)，車次自成一對。K225K226K227K22854長征570657035704570555 現(xiàn)場識別上下行方向的方法： (1)根據(jù)里程標(biāo)識別。我國單線鐵路的里程標(biāo)都設(shè)置在順里程增大方向的左側(cè)，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。雙線鐵路有時兩側(cè)都設(shè)有里程標(biāo)，同樣里程增大

25、方向為下行方向，反之是上行方向。 (2)根據(jù)鋼軌內(nèi)側(cè)標(biāo)記。為養(yǎng)護維修方便，每公里鋼軌都在左內(nèi)側(cè)每25m都打有軌號。有縫線路標(biāo)在接頭以后第二個軌枕空內(nèi)；無縫線路標(biāo)在相應(yīng)每25m的軌枕空內(nèi)。軌號是增大的即為下行方向，減小為上行方向。56下行下行下行57 鐵路系統(tǒng)對數(shù)字的特殊稱謂：0、1、2、7。 鐵路列車車次編定規(guī)定： 一、旅客列車 1特快旅客列車 1)直達(dá)特快旅客列車 Z1Z998 2)特快旅客列車 T1T998 跨局特快旅客列車 T1T298 管內(nèi)特快旅客列車 T301T998 2快速旅客列車 跨局快速旅客列車 K1K998 管內(nèi)快速旅客列車 N1N998 其中蘭州局管內(nèi) N901N94020

26、04年鐵路列車車次編定表583普通旅客列車 10018998 1)普通旅客快車 10015998 跨三局及以上 10011998 跨兩局 20013998 管內(nèi) 40015998 蘭州局管內(nèi) 57015798 2)普通旅客慢車 60018998 跨局 60016198 管內(nèi) 62018998 蘭州局管內(nèi) 870187984臨時旅客列車 L1L998 跨局 L1L498 管內(nèi) L501L99859 5臨時旅游列車 Y1Y998 跨局 Y1Y498 管內(nèi) Y501Y998 6回送客車底列車 00100298 7因故折反旅客列車 原車次前冠“0”二、行包（郵）快運專列 X1X998三、貨物列車 1五

27、定班列 8000181998 蘭州局始發(fā) 8120181248 2快運貨物列車 8270182798 3煤炭直達(dá)列車 8300183998 4石油直達(dá)列車 8400184998607技術(shù)直達(dá)列車 10001199988直通貨物列車 20001299989區(qū)段貨物列車 300013999810摘掛列車 400014499811小運轉(zhuǎn)列車 450014999812超限貨物列車 700017099813重載貨物列車 710017299814保溫列車 730017499815軍用列車 9000191998 軍用跨局 9010191498 蘭局始發(fā) 9120191298 軍用油龍 9155191588

28、蘭局始發(fā) 915819158816自備車列車 6000169998 蘭局始發(fā) 690016949861 在鐵路運營中，采用的是非平行運行圖。 在鐵路設(shè)計中，采用的是平行成對運行圖，便于直接計算通過能力。二、列車運行速度 旅客列車設(shè)計行車速度 走行速度62 技術(shù)速度 旅行(區(qū)段)速度鐵路等級旅客列車設(shè)計行車速度160、140、120120、100、80 2走行速度 是指普通貨物列車在區(qū)段內(nèi)運行，按所有中間車站不停車通過所計算的區(qū)段平均速度，可由牽引計算得到。 1旅客列車設(shè)計行車速度 它是根據(jù)運輸需求、鐵路等級、正線數(shù)目、地形條件及機車類型、線路平縱斷面運營條件所確定的旅客列車行車速度。63 3技

29、術(shù)速度 指普通貨物列車在區(qū)段內(nèi)運行，計入中間車站停車的起停附加時分所計算的區(qū)段平均速度，也可由牽引計算得到。 4旅行(區(qū)段)速度 普通貨物列車在區(qū)段內(nèi)運行，計入中間車站停車的起停附加時分和中間車站停車時分所計算的區(qū)段平均速度。64 (一)單線鐵路通過能力 單線鐵路通過能力按平行成對運行圖考慮，用一對普通貨物列車占用區(qū)間的總時分(稱運行圖周期TZ)來計算，它包括一對列車在區(qū)間的往、返走行時分t W、t F 和兩端車站接發(fā)列車的作業(yè)間隔時分t B、t H。 單線平行成對運行圖的通過能力N可用下式計算： 三、通過能力計算 鐵路每晝夜可以通過的列車對數(shù)(雙線為每一方向的列車數(shù))稱為通過能力。65平行成

30、對運行圖周期66( 對/d )式中：1440 每一晝夜的分鐘數(shù)； TT 日均綜合維修“天窗”時間(min)：電力牽引取90min，內(nèi)燃牽引取60 min； tW、tF 站(區(qū))間往、返走行時分(min)，與站間距離、平縱斷面情況、牽引質(zhì)量以及機車類型和制動條件等因素有關(guān)，可通過牽引計算獲得； tB 對向列車不同時到達(dá)的間隔時分(min)，即一列車到達(dá)車站中心起到對向列車到達(dá)或通過車站中心的最小間隔時分；67 tH 車站會車間隔時分(min)，即一列車到達(dá)或通過車站中心起到該車站向原區(qū)間發(fā)出另一列車時的最小間隔時分； tB和tH與車站信聯(lián)閉類型、股道數(shù)目和作業(yè)性質(zhì)等因素有關(guān)，選線設(shè)計時，可采用表

31、17數(shù)據(jù)。閉塞方式tBtH電氣路簽（牌）5634半自動閉塞4623自動閉塞3512自動閉塞與調(diào)度集中350.51.0表17 車站作業(yè)間隔時分（min） 68 全線(或區(qū)段)的各個站間，其站間距離、行車速度各不相同，車站間隔時分也不相同，故一對直通貨物列車在各站間的運行圖周期也互有差異，各站間的通過能力也有大有小。運行圖周期值最大的站間，通過能力最小，全線(或區(qū)段)的通過能力要受到它的控制，稱為控制站間。全線(或區(qū)段)的通過能力，應(yīng)按控制站間的運行圖周期計算。 (二)雙線鐵路通過能力 雙線鐵路通過能力按平行運行圖考慮，因上、下行的列車分線單向運行，所以通過能力應(yīng)分方向計算，單位為列d。69 1半

32、自動閉塞 采用半自動閉塞時，同向列車可連發(fā)運行，通過能力N為：( 列/d )式中 TT 日均綜合維修“天窗”時間(min)：電力牽引取120 min，內(nèi)燃牽引取70 min； t普通貨物列車站間單方向走行時分(min) ； tL同向列車連發(fā)間隔時分(min)：若前后列車都通過前方鄰接車站，則tL46min；若前一列車通過后一列車停站，則tL23min。70 2自動閉塞 采用自動閉塞時，同向列車可追蹤運行，通過能力N為：( 列/d )式中 I 同向列車追蹤間隔時分，其數(shù)值根據(jù)運營條件決定，一般采用I810 min。 通過能力計算取值到小數(shù)點后一位。以列數(shù)表示時，不足1列舍去；以對數(shù)表示時，不足0

33、.5對者舍去，大于等于0.5對者按0.5對取值。71 四、鐵路輸送能力 鐵路輸送能力是鐵路單方向每年能運送的貨物噸數(shù)。設(shè)計線各設(shè)計年度的輸送能力不應(yīng)小于經(jīng)濟調(diào)查得到的相應(yīng)年度的貨運量。 輸送能力C可用下式計算 ( Mt / a ) 式中 NH 折算的普通貨物列車對數(shù)(對d) ； Gj 普通貨物列車凈載； 貨運波動系數(shù)，由經(jīng)濟調(diào)查確定，通?？扇?.15。 72 折算的普通貨物列車對數(shù)NH為： (對d) 普通貨物列車對數(shù)NPT用下式求得 ： 式中 NPT、NKH、NL、NZ 普通貨物、快運貨物、零擔(dān)、摘掛列車對數(shù)(對d)； KH、L、Z 快運貨物、零擔(dān)、摘掛列車的貨物質(zhì)量與普通貨物列車的貨物質(zhì)量的

34、比值，稱為滿軸系數(shù)，其值可根據(jù)設(shè)計線的具體情況擬定，一般取KH0.75，L0.5，Z0.75。 73 (對d)式中 N通過能力(對d)； 通過能力儲備系數(shù)，單線0.20， 雙線0.15； K、KH、L、Z 旅客、快貨、零擔(dān)、摘掛列車的扣除系數(shù)。 綜合兩式得： (對d)74 扣除系數(shù)是開行1對(或1列)旅客、快貨、零擔(dān)、摘掛列車，在平行運行圖上占用的時間與1對(或1列)普通貨物列車占用時間的比值。 通過能力計算結(jié)果無其他要求。正線數(shù)目閉塞方式旅客列車快貨列車零擔(dān)列車摘掛列車附注單 線自 動1.01.01.52.01.31.5追蹤系數(shù)為0.5半自動1.11.31.21.52.01.31.5雙 線自

35、動I=102.02.32.03.04.02.03.0NZ3時，取相應(yīng)的低限值I=82.32.52.33.54.52.53.5半自動1.31.51.42.03.01.52.075第四節(jié) 鐵路等級與主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 一、鐵路等級 鐵路等級是區(qū)分鐵路在國家鐵路網(wǎng)中的作用、性質(zhì)、旅客列車設(shè)計行車速度和客貨運量的標(biāo)志。它是鐵路的基本標(biāo)準(zhǔn)，也是確定鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備類型的依據(jù)。設(shè)計鐵路時需先確定鐵路等級，然后選定其他主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和各種運輸裝備的類型。 (一)鐵路等級劃分的重要性 在于體現(xiàn)國家對各級鐵路的運營質(zhì)量和運行安全等不同要求，有區(qū)別地規(guī)劃不同鐵路的運輸能力。76 (二)鐵路等級劃分的規(guī)定 線規(guī)規(guī)定：新建

36、和改建鐵路(或區(qū)段)的等級，應(yīng)根據(jù)其在鐵路網(wǎng)中的作用、性質(zhì)旅客列車設(shè)計行車速度和近期客貨運量按下列規(guī)定確定： I級鐵路 鐵路網(wǎng)中起骨干作用的鐵路，或近期年客貨運量大于或等于20 Mt者； 級鐵路 鐵路網(wǎng)中起骨干作用的鐵路，或近期年客貨運量小于20Mt且大于或等于10 Mt者； 級鐵路 為某一地區(qū)或企業(yè)服務(wù)的鐵路，近期年客貨運量小于10 Mt者且大于或等于5Mt者；77 級鐵路 為某一地區(qū)或企業(yè)服務(wù)的鐵路，近期年客貨運量小于5Mt者。 注：年客貨運量為重車方向的貨運量與由客車對數(shù)折算的貨 運量之 和。1對/d旅客列車按1.0Mt年貨運量折算。 鐵路的等級可以全線一致，也可以按區(qū)段確定。如線路較長

37、，經(jīng)行地區(qū)的自然、經(jīng)濟條件及運量差別很大時，便可按區(qū)段確定等級。但應(yīng)避免同一條線上等級過多或同一等級的區(qū)段長度過短，使線路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)頻繁變更。78 二、鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是指對鐵路輸送能力、工程造價、運營效率、運行安全和經(jīng)濟效益以及其他有關(guān)技術(shù)條件有顯著影響的基本標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備類型。 線規(guī)中規(guī)定各級鐵路的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有：正線數(shù)目、限制坡度、最小曲線半徑、到發(fā)線有效長度、牽引種類、機車類型、牽引質(zhì)量、機車交路、閉塞類型。 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)根據(jù)遠(yuǎn)期運量或國家要求的年輸送能力、客車對數(shù)和確定的鐵路等級在設(shè)計中經(jīng)綜合比選后確定。79 新線規(guī)取消了“車站分布”，增加了“牽引質(zhì)量”，使得主要技術(shù)

38、標(biāo)準(zhǔn)更加具體化。 因車站分布是與各項技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)密切相關(guān)的綜合性指標(biāo)，而不是一項單一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)計中應(yīng)根據(jù)國家要求的年輸送能力和確定的鐵路等級，通過各項技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的綜合比選確定。 其中正線數(shù)目、限制坡度、最小曲線半徑、到發(fā)線有效長度屬工程標(biāo)準(zhǔn)(固定設(shè)備標(biāo)準(zhǔn))，建成后很難改變；而牽引種類、機車類型、牽引質(zhì)量、機車交路、閉塞類型則屬技術(shù)裝備類型，可隨著運量的增長逐步進行更新改造。 80 (一)影響牽引噸數(shù)的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 鐵路輸送能力由貨物列車牽引噸數(shù)和通過能力決定，并受列車運行速度的影響。主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對三者都有不同程度的影響。 (1)蒸汽牽引 蒸汽機車構(gòu)造簡單，造價低廉，但熱效率低，每4060 km

39、需設(shè)置給水站，機車整備時間長，利用率低，機車功率小，輸送能力低，乘務(wù)員工作條件差。 1牽引種類 電力 機車牽引動力的類別 內(nèi)燃 蒸汽 81 中國蒸汽機車于2005年12月在內(nèi)蒙集通線上正式停運，標(biāo)志著我國干線鐵路蒸汽時代的結(jié)束。主要干線上蒸汽機車己被電力和內(nèi)燃機車所取代。8283 (2)內(nèi)燃牽引 內(nèi)燃機車熱效率高達(dá)2228。機車不需供電設(shè)備，獨立性好。但需消耗液體燃料，機車構(gòu)造復(fù)雜、造價較高。高溫、高海拔地區(qū)牽引功率降低，使用效率低。 (3)電力牽引 電力機車熱效率高，火力發(fā)電為1418%，水力發(fā)電可達(dá)60，整備一次走行距離長，機車功率大、速度高、牽引力大，利用率高。除噪聲外，不污染環(huán)境，且工

40、作條件好。與內(nèi)燃機車相比，機車造價低，但需用接觸網(wǎng)供電，機車獨立性稍差，且投資大。84 2機車類型 機車類型系指同一牽引種類中機車的不同型號。我國大功率電力、內(nèi)燃機車已形成了4、6、8、12軸數(shù)系列和B-B、Bo-Bo、Bo-Bo-Bo、Co-Co、2(Bo-Bo)、2(Co-Co)軸式系列(B、C分別表示二軸和三軸轉(zhuǎn)向架。o表示電力傳動) 。 電力機車已行成韶山型機車系列，內(nèi)燃機車已行成東風(fēng)型系列，可根據(jù)不同運營條件選用。 機車類型應(yīng)根據(jù)牽引種類、牽引質(zhì)量、列車設(shè)計行車速度等運輸需求，按照與線路平、縱斷面技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相協(xié)調(diào)的原則，結(jié)合車站分布，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比選確定。 85韶山1型韶山3型韶山4型韶

41、山5型86韶山6型韶山7C型韶山7D型韶山8型87韶山9型東風(fēng)4E型東風(fēng)7型東風(fēng)8型88東風(fēng)9型東風(fēng)10D型東風(fēng)10F型東風(fēng)11型東風(fēng)12型89 3限制坡度 限制坡度是設(shè)計線單機牽引時限制列車牽引質(zhì)量的最大坡度。不僅影響線路走向、線路長度和車站分布，而且直接影響行車安全、行車速度、運輸能力、工程投資、運營支出和經(jīng)濟效益，是鐵路全局性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 4到發(fā)線有效長度 到發(fā)線有效長度是車站到發(fā)線能停放貨物列車而不影響相鄰股道作業(yè)的最大長度。它對貨物列車長度(即牽引噸數(shù))起限制作用，從而影響列車對數(shù)、運能和運行指標(biāo)，對工程投資、運輸成本等經(jīng)濟指標(biāo)有較大影響。當(dāng)安全停車附加距離不足時，還會影響行車安全。9

42、0 由圖可知到發(fā)線有效長為：出站信號機（警沖標(biāo)）至另一端出站信號機或警沖標(biāo)距離最短的長度。 貨物列車到發(fā)線有效長度應(yīng)根據(jù)運輸需求和貨物列車長度確定，且宜與鄰接線路的貨物列車到發(fā)線有效長度相協(xié)調(diào)，并應(yīng)采用1050、850、750、650m等系列值。 91警 沖 標(biāo)92 改建既有線和增建第二線的貨物列車到發(fā)線有效長度采用上述系列值引起較大工程時，可根據(jù)實際需要計算確定。 5牽引質(zhì)量 貨物列車的牽引質(zhì)量與機車類型、限制坡度、車站到發(fā)線有效長度等鐵路主要技術(shù)指標(biāo)密切相關(guān)，直接影響鐵路的輸送能力，并對工程投資、運營成本、運輸效率等技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)有很大影響。 牽引質(zhì)量應(yīng)根據(jù)運輸需求、限制坡度及機車類型等因素

43、，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比選確定，并宜于相鄰線牽引質(zhì)量相協(xié)調(diào)。93 (二)影響通過能力的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 1正線數(shù)目 正線數(shù)目是指連接并貫穿車站的線路的數(shù)目。按正線數(shù)目可把鐵路分為單線鐵路、雙線鐵路和多線鐵路。 單線和雙線鐵路的通過能力懸殊很大。單線半自動閉塞鐵路的N約為4248對/d；雙線自動閉塞則為144180對/d。雙線的通過能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過兩條單線的通過能力，而雙線的投資比兩條平行單線少約30，旅行速度比單線高30，運輸費用低20。可見，運量大的線路修建雙線是經(jīng)濟的。 94 線規(guī)規(guī)定：新建鐵路近期年客貨運量分別大于或等于35Mt的平原、丘陵地區(qū)和大于或等于30Mt的山區(qū)，宜一次修建； 遠(yuǎn)期年客貨運量達(dá)到上

44、述標(biāo)準(zhǔn)者，其正線數(shù)目宜按雙線設(shè)計，分期實施； 遠(yuǎn)期年客貨運量雖末達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn)，但按國家要求的年輸送能力和客車對數(shù)折算的年客貨運量大于或等于30Mt時，宜預(yù)留雙線。 問題：雙線鐵路通過能力為什么不是單線鐵路的兩倍？ 95 回答：因為單線鐵路一般采用半自動閉塞，采用公式： (對/d)，而我國單線鐵路站間距離一般為815公里，普通貨物列車單程運行時分在1015min，加上車站作業(yè)間隔時分，公式中的分母(運行圖周期)一般在30min以上；而雙線鐵路一般采用自動閉塞，采用公式： (列/d)，分母I =810min，由兩公式可以看出分子相同，分母不是簡單的2倍關(guān)系。HBFWTttttTN+-=1440ITNT-=144096 2閉塞方式 鐵路為了保證行車安全、提高運輸效率，利用信號設(shè)備等來管理列車在區(qū)間運行的方法，稱為閉塞方式。閉塞方式?jīng)Q定車站作業(yè)間隔時分，從而影響通過能力。 閉塞方式 電氣路簽半自動閉塞自動閉塞電話閉塞 (1)電氣路簽 是在一個區(qū)間兩端的車站上，各裝設(shè)一個路簽機，彼此間有電氣鎖閉關(guān)系。列車進入?yún)^(qū)間的憑證是配屬于該區(qū)間的路簽。電氣路簽閉塞在我國干線已不用。 97 (2)半自動閉塞 半自動閉塞是閉塞機與信