高车速列车通过曲线轨道的弯道超高设计研究
曲线超高
曲线超高曲线超高（curve superelevation）为了平衡列车行驶在曲线上所产生的离心力，使曲线地段外股钢轨高于内股钢轨的数值。
列车在曲线上行驶时，由于离心力的作用，将列车推向外股钢轨，加大了外股钢轨的压力，也使旅客感到不适、货物产生位移等。
因此需要将曲线外轨适当抬高，使列车的自身重力产生一个向心的水平分力，以抵消离心力的作用，使内外两股钢轨受力均匀和垂直磨耗均等，满足旅客舒适感，提高线路的稳定性和安全性。
同时，曲线超高还是确定缓和曲线长度及曲线线间距离加宽值等相关平面标准的重要参数。
曲线超高的设置方法主要有外轨提高法和线路中心高度不变法两种。
外轨提高法是保持内轨高程不变而只抬高外轨的方法，为世界各国铁路所普遍采用。
线路中心高度不变法是内轨降低和外轨抬高各为超高值的一半而保证线路中心高程不变的方法，仅在建筑限界受到限制时才采用。
曲线超高的大小由列车通过时离心力的大小确定。
由于离心力与行车速度的平方成正比，与曲线半径大小成反比，因此曲线半径越小，行车速度越高，则离心力越大，所需设置的超高就越大。
在曲线半径R（m）和行车速度υ（km/h）都为已知的情况下，根据列车横向受力平衡条件，可推导出准轨铁路曲线超高h（mm）的计算公式为（mm）（1）由于通过曲线的各种列车的速度、质量和次数各不相同，高速列车偏磨外轨，低速列车偏磨内轨，速度高、质量大、通过次数多的列车对钢轨的磨耗程度甚于速度低、质量小、通过次数少的列车，因此为了使内、外轨磨耗均匀，一般应采用某种平均速度来计算曲线超高。
中国《铁路线路维修规则》（铁运[2001]23号）规定，在确定曲线外轨超高时，平均速度采用均方根速度，其值按下式计算：（km/h）（2）式中，V P为平均速度（km/h）；G为各种列车的重量（t）；υ为实测各种列车的行车速度（km/h）；N为一昼夜通过的各类别车次数（列）。
若按式（1）和式（2）确定了实设超高后，则当υ=υP时，平衡离心力所需的超高刚好与实际设置的超高相等，此时两股钢轨承受相同荷载，旅客也没有不舒适感觉。
铁路缓和曲线超高设置的分析
１２５ｍｍ。在双 线 上不 得大 于 １５０ｍｍ。 ２．２超 高顺 坡 《既有 线 提 速 ２００～２５０ｋｍ／ｈ 线 桥 设备 维 修 规
则》和 《铁路 线 路维修 规 则》规 定 ：普速 铁路 曲线 超 高 应在 整个 缓 和 曲线 内顺完 ，并满 足 ：允许 速度 大 于 １２０ ｋｍ／ｈ 的 线 路 ，顺 坡 坡 度 不 应 大 于 ｌ／ （１Ｏｖｍａｘ），其他 线 路不 应大 于 １／（９ｖｍａｘ）；如缓和 曲 线 长度 不足 ，顺坡 可延 伸至 直线 上 ；如 无缓 和 曲线 ， 允许速度 大 于 １２０ ｋｍ／ｈ的线 路 ，在 直线 上顺坡坡 度 不 应 大 于 １／（１Ｏｖｍａｘ），其 他 线 路 不 应 大 于 １／ （９ｖｍａｘ）；允许速度 大 于 １６０ ｋｍ／ｈ的线路 ，超 高必 须
２曲线超高 与超高顺坡
２．１确 定超 高 在线路 曲线地段 ，应 根据 曲线半径和实测行车速 度 ，在外股钢轨合理设置超高 （允许速度大于 １２０ｋｍ／ｈ
在 整 个缓 和 曲线 内顺 完 ；在 困难 条件 下 ，可适 当加 大顺坡 坡度 ，但 允许速度 大于 １２０ ｋｍ／ｈ的线路 不应 大 于 １／（８ｖｍａｘ）；其他线 路不应 大于 １／（７ｖｍａｘ），且不 得 大 于 ２‰ 即 ｉ＝ｈｏ／Ｌ。≤２％０（图 １）。
Ｉｎ ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ ｗｉｔｈ ｔ ｈｅ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｒａｉｌｗａｙ ｄｅｓｉｇｎ ｓｐｅｃｉｆ ｉｃａｔｉｏｎｓ，ｗｅ ｏｐｔｉｍ ｉｚｅｄ ｄｅｓｉｇ ｎ ｏｆ ｏｕｔｅｒ ｒａｉｌ ｓｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔ ｒａｎ— ｓｉｔｉｏｎ ｃｕｒｖｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔ ｈｅ ｌｉｎｅａｒ ｓｕｐｅｒｅｌｅｖａｔｉｏｎ ｓｌｏｐｅ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｗｈｅｅｌ ｒａｉｌ ｃｏｎｔａｃｔ ｓｔａｔｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｄｙｎａｍｉｃ ｒｅｓｐｏｎｓｅ．
铁轨转弯的原理及应用实例
铁轨转弯的原理及应用实例1. 简介铁轨转弯是铁路建设中常见的设计要素之一。
它是指铁轨在铁路线路中弯曲的部分，常用来引导列车沿着特定的路线行驶。
铁轨转弯的设计需要考虑列车的速度、载重以及牵引力等因素，以确保列车安全且顺利地通过转弯段。
2. 铁轨转弯的原理铁轨转弯的原理与牛顿力学中的离心力有关。
当列车在转弯轨道上行驶时，列车通过弯曲的轨道会产生一个向外的离心力。
这个离心力会产生一个向内的反作用力，使列车保持在铁轨上，并保持相对平稳的行驶。
为了使列车能够在转弯时保持稳定，铁轨转弯的设计需要考虑以下几个要素：•半径：转弯段的半径决定了列车在转弯时所需的转向力。
较小的半径将产生更大的转向力，因此转弯速度需要减小。
较大的半径则能够容纳更高的车速。
•超高：超高是指在转弯段内，铁轨外侧略高于内侧，从而提供额外的转动空间，减小侧向力对列车的影响。
超高的设计需要根据列车的速度和轨道半径来确定。
•曲线过渡：为了确保列车能够平稳地进入和离开转弯段，铁轨转弯处通常会设置曲线过渡段。
曲线过渡段是指从直线轨道逐渐过渡到曲线轨道的部分。
它可以减小列车的冲击力和侧向力，提供更舒适的乘坐体验。
3. 铁轨转弯的应用实例铁轨转弯的应用广泛，下面将介绍几个常见的实例：3.1 铁路交通铁路交通是最常见的铁轨转弯应用实例之一。
在铁路线路上，铁轨的转弯段用来引导列车沿着特定的路线行驶。
通过合理设计铁轨转弯的曲线半径、超高以及曲线过渡段，可以确保列车在转弯时的稳定性和安全性，提供高效的运输服务。
3.2 运动乐园设施运动乐园设施中常常会有模拟铁路的游乐项目，其中包括铁轨转弯。
这些项目利用铁轨转弯的原理，让游客体验类似于乘坐真实列车的刺激感受。
设计合理的铁轨转弯可以增加游乐项目的趣味性和刺激性，提高游客的参与度。
3.3 货物运输铁轨转弯也被应用于货物运输领域。
在大型港口和物流园区，铁轨转弯用来引导货运列车进出货物装卸区域。
通过设计合理的铁轨转弯，可以提高货物运输的效率，并减少货物在转弯过程中的损坏风险。
城市轨道交通曲线轨道超高有关问题探讨解读
城市轨道交通曲线轨道超高有关问题探讨摘要介绍城市轨道交通曲线超高的基本原理及欠超高与过超高的极限值,论述各种情况下超高的设置方法及注意事项。
关键词城市轨道交通曲线超高欠超高过超高钢轨磨耗1概述城市轨道交通区间线路长度一般为1～2km,车辆加速及减速较快,列车在同一线路曲线(特别是较长的曲线)范围内运行时,最高速度与最高速度差异较大,新版的地铁设计规范(GB501572003)仅给出了轨道曲线超高的计算公式及允许的最大欠超高,一些相关的设计手册及资料也未有论述,难以应对在设计工作中遇到的各种复杂情况,本文详细论述了曲线轨道超高的设置方法及设置超高时需注意的问题。
2曲线超高计算公式车辆在曲线轨道上运行时,产生离心力,为平衡离心力,在曲线轨道上设超高,借助车辆重力的水平分力以抵消离心力,达到内外两股钢轨受力均匀,垂直磨耗相等,减小离心加速度,增加乘客旅行舒适感,以及提高线路稳定性和行车安全。
超高计算采用《地铁设计规范》(GB501572003)中计算公式3 欠超高与过超高的极限值确定城市轨道交通曲线轨道超高时,由于规范对最大超高值的规定及列车在曲线上运行速度的变化,超高与行车速度不可能做到恰好匹配,因而不可避免会产生未被平衡的横向加速度,欠超高与过超高是未被平衡的离心加速度和向心加速度的另一种表示方法。
《地铁设计规范》第6 2 8条规定:曲线的最大超高值为120mm,当设置的超高值不足时,一般可允许有不大于61mm的欠超高(hq)。
论文论文参考网对于过超高,则没有相关的规定。
《铁路线路维修规则》第3 7 1条规定,未被平衡的过超高不得大于50mm。
据国际铁路联盟(UIC)有关资料,在列车运行速度为80～120km/h的线路上,一般可允许有不大于50mm的过超高(hg),允许的最大值为70mm。
城市轨道交通车车辆轴重轻,运行速度低,道床型式主要为整体道床,线路为客运专用,不存在客货混跑的情况,列车运行的外部条件优于国铁及国际铁路联盟各国国家铁路,所以,在设计工作中,可参考前述有关规定,即:在设置曲线轨道超高时,可允许有不大于50mm的过超高。
铁路缓和曲线超高设置的分析
铁路缓和曲线超高设置的分析【摘要】针对目前铁路缓和曲线直缓（或缓直）、缓圆（或圆缓）点超高设置不合理的做法，按照铁路相关设计规范要求，在直线型超高顺坡的基础上，通过对缓和曲线外轨断面的设置，改善轮轨接触状态，提高动力响应。
【关键词】超高顺坡；竖曲线；缓和曲线超高设置【 Abstract 】 In view of the present railway easement curve straight slow (or slow straight), slow (slow) or circle point ultra-high set unreasonable, in accordance with the relevant railway design specification requirements, on the basis of linear high slope, through to the easement curve rail profile Settings, improving the wheel/rail contact state, improving the dynamic response。
【 Key words 】 Ultra high slope; Vertical curve; Detente curve ultra high setting1 概述行驶在曲线轨道的机车车辆，出现一些与直线运行显著不同的受力特征，如转向力、离心力等。
为了上述力不至于突然产生和消失，需要在直线与圆曲线轨道之间设置一段曲率半径和外轨超高逐渐变化的曲线，我们称这段曲线为缓和曲线。
曲线超高是确定缓和曲线长度及曲线线间距加宽值等平面标准的主要参数，曲线超高的取值将对平面标准产生重要影响；影响列车行车速度、旅客舒适度和钢轨磨耗，甚至影响行车安全。
2 曲线超高与超高顺坡2.1 确定超高在线路曲线地段，应根据曲线半径和实测行车速度，在外股钢轨合理设置超高(允许速度大于120 km／h的线路宜按旅客的舒适条件进行检算和调整超高值)。
曲线超高计算
曲线超高曲线超高（curve superelevation）为了平衡列车行驶在曲线上所产生的离心力，使曲线地段外股钢轨高于内股钢轨的数值。
列车在曲线上行驶时，由于离心力的作用，将列车推向外股钢轨，加大了外...曲线超高（curve superelevation）为了平衡列车行驶在曲线上所产生的离心力，使曲线地段外股钢轨高于内股钢轨的数值。
列车在曲线上行驶时，由于离心力的作用，将列车推向外股钢轨，加大了外股钢轨的压力，也使旅客感到不适、货物产生位移等。
因此需要将曲线外轨适当抬高，使列车的自身重力产生一个向心的水平分力，以抵消离心力的作用，使内外两股钢轨受力均匀和垂直磨耗均等，满足旅客舒适感，提高线路的稳定性和安全性。
同时，曲线超高还是确定缓和曲线长度及曲线线间距离加宽值等相关平面标准的重要参数。
曲线超高的设置方法主要有外轨提高法和线路中心高度不变法两种。
外轨提高法是保持内轨高程不变而只抬高外轨的方法，为世界各国铁路所普遍采用。
线路中心高度不变法是内轨降低和外轨抬高各为超高值的一半而保证线路中心高程不变的方法，仅在建筑限界受到限制时才采用。
曲线超高的大小由列车通过时离心力的大小确定。
由于离心力与行车速度的平方成正比，与曲线半径大小成反比，因此曲线半径越小，行车速度越高，则离心力越大，所需设置的超高就越大。
在曲线半径R（m）和行车速度υ（km/h）都为已知的情况下，根据列车横向受力平衡条件，可推导出准轨铁路曲线超高h（mm）的计算公式为（mm）（1）由于通过曲线的各种列车的速度、质量和次数各不相同，高速列车偏磨外轨，低速列车偏磨内轨，速度高、质量大、通过次数多的列车对钢轨的磨耗程度甚于速度低、质量小、通过次数少的列车，因此为了使内、外轨磨耗均匀，一般应采用某种平均速度来计算曲线超高。
中国《铁路线路维修规则》（铁运[2001]23号）规定，在确定曲线外轨超高时，平均速度采用均方根速度，其值按下式计算：（km/h）（2）式中，V P为平均速度（km/h）；G为各种列车的重量（t）；υ为实测各种列车的行车速度（km/h）；N为一昼夜通过的各类别车次数（列）。
200250kmh铁路曲线超高设置原则
邓存宥
（中铁二院土建一院，四川成都６１００３１）
【摘要】 国内２００一２５０ ｋｍ／ｈ铁路普遍存在客货混运和高速与中低速共线的特点，根据运输模式和 列车运行速度匹配不同分为三类，根据三类铁路运营的特点总结出超高设置原则。
【关键词】铁路； 曲线；超高；原则
【中图分类号】Ｕ２１２．３３＋２
列车。 对于上述各类铁路线路，曲线超高的设置应同时满足动
车组及普通货车的运行需要，此外，在车站两端有曲线时，还 应同时兼顾直通列车与进出站列车的运行需要，合理配置未 被平衡超高，满足曲线超高对安全性和舒适性的要求。
ｌ最大设计超高允许值［Ｊ１１］
最大超高允许值［．ＩＩ］主 要取决于列车在曲线上停车 时的安全、稳定和旅客乘坐 舒适度要求。按照安全性要 求，列车停在曲线上时不会 发生倾覆如图１，则：ｅ＜Ｓ／２
（上接第２５页）续表ｌ
序 比较项目
号
北侧方案
南侧方案
双线桥（ｍ）
１１２０．４
１０７３
涵洞（ｍ）
３０ｍ（２座
３０ｍ（２座ｌ一７．Ｏｍ
１—７．０ｍ框架涵）
框架涵）
高 倒虹吸涵（ｍ） ４架
加ｍ（１座２一１１５ｍ） 加ｍ（１座２一１．５ｍ）
区
间
（１）挖土方：２８５ｌ
（１）挖土方：２１５１
支护工程（ｍ３） （２）ｃ３０钢筋混凝土： （２）ｃ３０钢筋混凝土：
在城市轨道交通的方案研究中，线路走向及站位设置要 综合考虑与规划结合的紧密性、工程的可实施性、换乘的便 利性、对客流的吸引能力、对周边构建筑物的影响程度及工 程投资等方面。设计中考虑周全，才能确保工程实施顺利、 工程投资较省，运营方便安全。
铁路转弯处的外轨超高问题分析
铁路转弯处的外轨超高问题分析摘要：铁路转弯处的外轨超高问题是高中物理圆周运动部分与生活实际紧密联系的重点内容之一。
本文用惯性离心力的概念结合铁路设计的相关参数对这一问题进行定量分析，以便大家对外轨超高问题有较为全面的认识。
关键词：外轨超高铁路转弯圆周运动铁路的弯道是高中物理圆周运动部分与生活联系的重点实例。
火车的车轮有凸出的轮缘（如图1），且有轮缘的一边在轨道的内侧（如图2），这种结构有助于固定火车的运动轨迹。
火车转弯时做圆周运动，如果内外轨道高度相同，则所需的向心力靠外侧轨道对外车轮的侧压力提供，外轨道就会受到同样大小的侧压力。
侧压力大小与车速的平方成正比，与轨道半径成反比。
当火车高速转弯时，不仅会使外轨道磨损很大，而且行车稳定和安全也得不到保障。
因此，在铁路弯道处，常把路基的外侧垫高，使外轨道高于内轨道，以避免外轨道受到侧压力，称之为轨道超高。
下面，用惯性离心力的概念并结合铁路设计的相关参数对外轨超高问题进行定量分析。
一、外轨和内轨等高的情况根据物理学原理，要使物体做圆周运动，必须时时给物体一个与线速度方向垂直并且沿半径指向曲率中心的向心力。
那离心力是什么呢？在分析问题时，我们需要选取不同的参考系，离心力是选取非惯性系时虚拟出来的一个力。
我们选取随车体绕弯道的曲率中心转动的参考系。
从这个非惯性系来看，车体是静止的，它在惯性离心力、重力以及轨道的作用力下达到“平衡”。
外轨和内轨等高（如图3），则沿水平方向，惯性离心力Fn与外轨道对外侧车轮的侧压力平衡。
设两车轮间距为s，车体重心离轨道平面的高度为h，外轨的侧压力为F1，支持力为FN1，内轨道的侧压力为F2，支持力为FN2。
则有由竖直方向的平衡条件得根据力矩平衡条件，取车轮与外轨的接触点A为参考点，有由此解得，设，可见外轨的支持力比大，内轨的支持力比小。
常称为增减载量。
车速越大，质量越大，重心越高，轨距越小，曲率半径越小，就越大。
这样不但外轨磨损大，而且也影响行车安全。
曲线外轨超高计算公式
曲线外轨超高计算公式
曲线外轨超高计算公式，是指在铁路铺设过程中，为确保列车行驶的安全与稳定，需根据曲线半径、列车速度和弯道超高等参数，计算出适当的超高值，以保证列车在曲线通行过程中实现平稳转弯。
具体而言，曲线外轨超高计算公式如下：
超高值 =v^2/ (127 × R)
其中，v代表列车速度（单位：km/h），R代表曲线半径（单位：m）。
这个计算公式的原理是基于牛顿运动定律和切线加速度的理论基础。
随着列车速度的增加和曲线半径的减小，列车需要更大的超高值来保持平稳的行驶姿态，以克服离心力带来的侧向力。
通过使用曲线外轨超高计算公式，铁路工程师能够准确计算出每个曲线段的维护或建设所需的超高值。
这将有助于设计出符合安全标准、能够确保列车行驶稳定的曲线轨道。
总而言之，曲线外轨超高计算公式在铁路工程中起到至关重要的作用，它为工程师们提供了一种有效的方式来确保曲线铁路的安全性和运行稳定性。
这个计算公式的使用将有助于优化铁路设计和维护，提高列车运行的安全性和舒适性。
高速铁路设计原理
高速铁路设计原理高速铁路的设计原理关系到其运行的安全、舒适与效率。
在设计高速铁路时，需要考虑多个因素，包括轨道线形、列车车辆、供电系统以及信号与通信系统等。
本文将探讨高速铁路设计的主要原理及其关键要素。
一、轨道线形设计原理1. 直线与曲线的设置：高速铁路的设计中，直线段的设置尽可能多，以确保列车的高速运行。
在需要设立曲线段时，需要尽量使曲率半径大，以减小列车在弯道行驶时所受的侧向加速度，提高乘车的舒适性。
2. 坡度和超高：为了实现高速列车的平稳运行，高速铁路的轨道坡度和超高设计需要满足一定的要求。
坡度的设置应适当，过大的坡度会增加列车的运行阻力和能耗，对乘车体验有不利影响；超高的设计需满足列车运行安全和舒适性的要求。
3. 铁路弯道转向半径：高速铁路的弯道转向半径需要较大，以减小列车在弯道行驶时所受的侧向力，提高行车的稳定性和乘车的舒适性。
二、列车车辆设计原理1. 车辆结构：高速列车车体的结构应具有良好的刚度和强度，以确保列车的安全性。
车体的轻量化设计可以降低列车的能耗和运行成本。
2. 悬挂系统：高速列车的悬挂系统需要具备较高的稳定性与舒适性，以保证列车运行的平稳性和乘车的舒适感。
3. 制动系统：高速列车的制动系统需要具备快速响应和高效制动的特点，以确保列车的制动距离符合要求。
三、供电系统设计原理1. 高速铁路的供电系统采用的是无级变电供电模式，以保证列车在高速运行中的供电质量和稳定性。
2. 特高压输电线路：高速铁路供电系统的输电线路应采用特高压输电，减少能量损耗和线路损耗，提高供电的可靠性和经济性。
四、信号与通信系统设计原理1. 信号系统：高速铁路的信号系统需要实现列车间的间距控制和运行速度的控制，以保证列车运行的安全性和稳定性。
2. 通信系统：高速铁路的通信系统需要具备高速率、大容量和可靠性高的特点，以满足列车之间和列车与指挥中心之间的信息传递需求。
综上所述，高速铁路设计原理是通过几个关键要素的优化配置来实现高速列车的安全、舒适和高效运行。
火车拐弯的知识点总结归纳
火车拐弯的知识点总结归纳火车在行驶过程中需要根据轨道的布置和行驶路线进行转弯操作。
火车拐弯是一个复杂的过程，涉及到物理原理、工程设计以及操作技巧等方面的知识。
本文将对火车拐弯的相关知识点进行总结归纳，以帮助读者更好地理解火车拐弯的原理和技术。
一、火车拐弯的原理火车拐弯时，需要克服来自弯曲轨道的向心力，保持车厢内外物体相对静止。
这要求车轮具备一定的横向力，能够提供向心力以抵消弯道产生的分离力。
以下是一些火车拐弯的原理和相关知识点：1. 向心力和分离力当火车在弯道上行驶时，车厢内部和外部的物体会产生相对的移动，这是由于弯道所带来的向心力和分离力的作用。
向心力指的是车轮对车体产生的向内的力，使车体趋向于向弯道中心移动；而分离力则是车体对地面的反作用力，与向心力相反，使车体趋向于远离弯道中心。
通过合理的设计和操作，可以使向心力和分离力达到平衡，保持车厢内外物体相对静止。
2. 车轮的设计为了使火车能够拐弯，车轮的设计起着重要的作用。
车轮通常采用凸轮形状，边缘较高，这样在行驶过程中，车轮可以产生横向力，提供向心力以抵消分离力。
此外，车轮的材料和制造工艺也会对火车拐弯性能产生影响。
3. 轨道的布置火车拐弯时，轨道的布置也需要考虑，以保证列车可以平稳地通过弯道。
轨道的布置应符合一定的几何标准，包括曲线半径、超高等参数。
合理设置曲线半径可以减小对轨道的磨损和车体的侧倾，提高行驶的舒适性和安全性。
二、火车拐弯的工程设计为了确保火车在拐弯过程中的安全和稳定，拐弯段的工程设计必不可少。
以下是火车拐弯工程设计的一些要点：1. 曲线等级根据拐弯段的曲线半径，可以对曲线进行等级划分。
曲线等级的高低与车速、曲线半径和线路类型等因素相关。
一般来说，等级越高，要求调车速度越低，曲线半径越大，线路质量要求越高。
2. 超高超高是指轨道在弯道中心线以上凸起的高度。
足够的超高可以减小列车的离心力，降低发生侧倾的可能性，提高行驶的稳定性。
超高的设计需要考虑列车的速度、曲线半径、车体的侧倾程度等因素。
高速铁路轨道系统的设计与优化
高速铁路轨道系统的设计与优化一、引言随着人们对于高速交通需求的增加，高速铁路成为了现代交通系统的重要组成部分。
而高速铁路轨道系统的设计与优化则是保障高速铁路运行稳定、安全、高效的重要环节。
本文将从以下几个方面对高速铁路轨道系统的设计与优化进行探讨。
二、高速铁路轨道系统的设计原则高速铁路轨道系统的设计应遵循以下原则：安全性、稳定性、舒适性和经济性。
1. 安全性：高速铁路系统的安全性是首要考虑因素。
轨道的设计应满足列车行驶的稳定性和防止意外事故的要求。
在设计过程中，要合理考虑列车的横向稳定性和纵向稳定性，确保运行的安全性。
2. 稳定性：高速铁路系统的稳定性是保障运行效率和安全的重要基础。
轨道的设计应考虑列车的运行速度、曲线半径、纵断面形状等因素，以实现列车的稳定行驶和减少动态荷载对轨道和车辆的影响。
3. 舒适性：高速铁路系统的舒适性是乘客体验的重要因素。
轨道的设计应考虑减小列车行驶时对乘客的振动、噪音等不良影响，提高运行时的平稳性和舒适性。
4. 经济性：高速铁路系统的经济性是必须考虑的因素。
轨道的设计应与线路工程的整体投资成本相匹配，同时在使用寿命内保证运行维护成本的可控制与降低。
三、高速铁路轨道系统的设计要素高速铁路轨道系统的设计包括以下要素：线路选线、轨道类型、基床结构、道岔设计和轨距选择。
1. 线路选线：高速铁路线路选线需要考虑地质地貌、河流等自然条件，以及交通流动关系和经济社会因素等。
对于复杂地域，需要进行隧道、桥梁等特殊设施的设计。
2. 轨道类型：高速铁路轨道类型分为混凝土及复合材料轨道和钢轨混凝土轨道两种，考虑到高速列车的行驶速度和受力要求，混凝土及复合材料轨道更适合高速铁路的设计。
3. 基床结构：基床结构要保证足够的稳定和承载能力。
常见的基床结构包括自抗式以及混凝土基床，要根据实际情况选择最合适的基床结构。
4. 道岔设计：为了提高高速铁路的运行效率和灵活性，需要合理规划和设计道岔。
道岔的设计应考虑到转辙速度、安全性和运行可靠性等方面，以确保高铁列车能够准确地转向，并在高速行驶状态下保持稳定。
火车弯道缓和曲线模型
火车弯道缓和曲线模型摘要火车行驶过程中会不可避免的遇到弯道问题，我们可以根据物理上的方程，火车m很大，v大多数情况也会超过100km/h，故F是一个很大的值，同时，m，v不变的情况下，R的增长虽然使F降低，但在现实生活中，R不可能无限扩大，按照我国规定，R一般稳定在4000m以内，故为了降低F，需抬高外轨，来平衡离心力。
为使等高的直线轨道与外轨超高的圆弧平缓衔接，同时避免离心力的突然出现，要在弯道与直道间加设一段曲线，以使列车受到的离心力从零均匀地增大到F，外轨超高也从零逐渐增大到h。
所加曲线称为缓和曲线。
问题一我们求的是变速前后的缓和曲线，显而易见，在半径、时速和缓和曲线长度都为定值的条件下，我们可以直接通过方程求解得出缓和曲线的方程。
根据以上要求，我们先建立回旋线模型。
问题二，车速由120km/h提速到200km/h，而外轨超高不改变，这就是说为了平衡离心力，我们必须扩大转弯半径，同时，缓和曲线也一并延长。
和第一题相同，我们仍采用回旋线模型。
对于问题三，由于外轨超高的改变，所以转弯半径和外轨超高成为不确定值，在此，我们先定义欠超高/过超高，即实际中内外轨不受压力时的高度与速度恒定对应的高度的差值，然后假设火车的速度v为一个误差在5%的值，可得R、k，然后通过matlab软件进行模拟，以求出最优解。
综合考虑了内外轨受压程度和曲线长度，由已知的值和处超高差和欠高差均值与曲线长度的方程。
并设定权数，找出两个方程“权值和”最小时的k，从而使内外轨受压程度和曲线长度都得到优化，使其更符合实际情况。
在我们建立的模型中，我们假设火车的运行速度、转弯半径、外轨超高和缓和曲线是影响列车安全运行的主要因素。
经过分析可得到列车在过弯道时安全系数与外轨超高、缓和曲线及列车速度有关的表达式，及弯道设计和列车安全运行有关因素之间的关系。
一．问题重述、火车驶上弯道时，根据力学原理，会产生离心力F，在轨道的直道与弯道（圆弧）的衔接部，列车受到的离心力由零突变到F，会损坏线路和车辆，并使乘车人感到不适，甚至发生危险。
关于道路设计中超高和加宽值的探讨分析
关于道路设计中超高和加宽值的探讨分析摘要：虽然我国关于道路的相关规范中提供了道路设计中最大超高和加宽值与设计速度对应关系的通用表，但是在道路实际设计过程中仍然存在一定的问题。
比如，随着计算机技术及信息技术的快速发展，道路类的计算软件也大量出现，在极大的方便了道路超高和加宽值计算的同时，部分道路超高加宽计算人员因为过分依赖道路类计算软件，进而造成对道路超高和加宽的认识有误，出现对道路设计中的超高和加宽值原理本质认识不够的情况。
笔者根据自身多年相关从业经验并结合广泛的社会实践研究，就道路设计中超高和加宽值展开了相关探讨，望能提供有效借鉴。
关键词：道路；超高过渡段；加宽；探讨0引言随着社会经济的不断发展，我国城市化进程不断推进，交通道路发展的重要性不言而喻，经济的迅猛发展对交通道路建设提出了更高的要求，而道路设计中的超高和加宽值的计算及设计的规范与否，直接关系到道路的建设与发展，所以要重视道路设计中的超高和加宽值的探讨分析，以促进我国交通道路网的发展。
本文结合我国交通道路的相关设计规范并结合道路设计中的发展实际，就道路设计中超高和加宽值的设置，提出了应该按照横向力系数、两侧用地、道路纵坡和建筑环境等相关因素的明确规定[1-2]。
1道路设计中超高的相关概述1.1超高的设定意义在道路的弯道上，车辆在双向横坡的车道外侧的行驶过程中，如果车重的水平分力能增大横向侧滑力，那么利用的圆曲线半径不能比不设定超高的最小半径还小，因此为了让车辆在曲线道路段行驶过程中产生的离心力消失，就必须在曲线路线的外侧路面横坡构成和内侧路面同坡度的单坡横断面。
1.2超高的计算公式按照规范的圆曲线半径计算公式，可以得出道路设计中的超高计算公式，具体如下：其中V表示设计速度，单位为km/h；R表示圆曲线半径，单位为m；表示横向系数，以轮胎和路面计算i表示路面横坡或者高横坡，并用小数来表示。
当确定了设计速度、圆曲线半径时，在同一设计速度及圆曲线半径下能得出不同的道路超高。
对曲线超高合理设置,满足铁路安全的需要
对曲线超高合理设置，满足铁路安全的需要摘要:针对当前铁路迅速发展的紧迫形势和诸多不利作业因素,以较小的投入来解决曲线综合病害,本文以京广线小半径曲线为例,通过对动检车、添乘仪数据进行分析,并对当前列车允许通过速度、曲线半径与超高、必要安全系数和旅客舒适度等制约因素进行探讨,对面临的新问题提出自己的看法与建议,使在当前高标准、高强度、下道距离提前和夜间天窗修等不利作业条件下用最少的投入来取得最大效益。
关键词:曲线超高安全全国铁路又好又快发展的新形势,给运输安全带来了全新挑战和严峻考验,促使铁路企业向快速化、重型化、现代化方向转变,同时也给工务设备的维修质量提出了更高、更全面的标准要求。
针对当前铁路迅速发展的紧迫形势和诸多不利作业因素,本文以京广线小半径曲线为例,通过对动检车、添乘仪数据进行分析,结合维修修程方式的变化和工作理念的转变对曲线超高设置进行浮浅的探讨。
1 曲线超高设置标准及现场要求1.1 实设超高的规范标准《铁路线路设计规范》和《铁路线路修理规则》规定,最大超高为150 mm,在单线铁路上、下行列车速度相差悬殊的地段,最大超高为125 mm;均采用允许欠超高和允许过超高来表示未被平衡离心加速度的限值。
《铁路线路设计规范》采用值为:欠超高一般取70 mm,困难时取90 mm,既有线提速改造后可取110 mm;过超高一般取30 mm,困难时取50 mm。
《铁路线路修理规则》采用值为:允许欠超高,一般不应大于75 mm,困难情况应不大于90 mm,但允许速度大于120 km/h线路个别特殊情况下已设置90(不含)～110 mm的欠超高可暂时保留;未被平衡过超高不应大于30 mm,困难情况下不应大于50 mm,允许速度大于160 km/h线路的个别特殊情况下不应大于70 mm。
1.2 过超高和欠超高对行车和线路设备造成的危害1.2.1 低速列车行驶于超高很大曲线时的危害低速列车行驶于超高很大的曲线轨道时,主要存在向内倾覆的危险性;欠超高和过超高统称为未被平衡的超高,未被平衡超高使内外轨产生偏载,引起内外轨不均匀磨耗,并影响旅客的舒适度。
公路设计中圆曲线超高值的计算方法分析
ｆ ＜ ０ ． １ ０时 ， 不感 到有曲线存在 ， 很平稳 ；
ｆ ＝ ０ ． １ ５时 ， 略感 到 有 曲线 存在 ， 但 尚平稳 ； ｆ ＝ ０ ． ２ ０时 ， 已感 到 有 曲线 存 在 ， 并 感到 不平 稳 ；
ｆ ＝ ０ ． ３ ５时 ， 感 到有 曲线存 在 ， 并感 到不平 稳 ；
笔 者 近年 来 查 阅 国 内的相 关 论文 与书 籍 ， 并 没
有找到平 曲线半径与超高数值的对应计算关系。但
是在 国外 的相 关 资料 中 ， 有 关 于 圆 曲线 半 径 与 超 高 值 的计算 方法 ， 本论 文将 介绍 《 Ａ Ｐ ｏ ｌ ｉ ｃ ｙ ｏ ｎ Ｇ ｅ ｏ ｍｅ ｔ ｉ ｒ ｃ Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ Ｈ ｉ ｇ ｈ ｗ ａ ｙ ｓ ａ ｎ ｄ Ｓ ｔ ｒ ｅ ｅ ｔ ｓ ｝（ Ａ Ａ Ｓ Ｈ Ｔ Ｏ ２ ０ ０ １ ） 中
时， 横 向力 系数与乘 客感 觉 的关 系如下 ：
４ ｅ或 ｆ 在 曲线 范 围的分 配 对 于某 一既 定 的设 计 速度 ， 采 用 ｅ或 ｆ 或 两 者
来 抵消行 驶 在 曲线 上 的离心 力 ， 共 有 ５中方 法 ， 得 出
２ ０ １ ４年
第１ ０期
卢艳 坤 ： 公路设计 中圆曲线超高值 的计算方 法分 析
（ １ ） 方 法一 ： 图 １ 各 图 中所 示 的① 表 超 高或 ０ 鲁 ｏ 暑 ＞ 主 ～ ａ ｄ ｊ ∞ 量童 ， 口 ０ 示 ｕ Ｊ Ｐ ｌ ｓ ●
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道岔连接曲线超高设置研究
道岔连接曲线超高设置研究超高设置必须满足安全条件、舒适条件和养路条件三大基本原则。
列车在曲线上停车或低速通过曲线时，在外轨超高和侧向风力的共同作用下，应保证车辆不致向内侧倾覆。
列车高速通过曲线时，在内侧风力、离心力和外轨超高的共同作用下，应保证车辆不致向外侧倾覆。
当列车以高于或低于超高设置速度（即均衡速度）的速度通过曲线时，将产生未被平衡超高（即欠超高或者过超高）。
未被平衡超高过大会使旅客感觉不适，故需限制未被平衡超高在一定允许值以内，以确保旅客乘坐舒适度要求。
标签：道分岔连接曲线;超高设置;原理;偏心距从养路条件考虑，对有砟轨道而言，若超高过大，势必增大道床外侧道砟厚度，边坡变陡，砟肩道砟就不易保持完好，将会增大道床边坡作业量，因此超高也不宜過大。
但就无砟轨道而言却无此问题，只要扣件的扣压力和纵横向阻力满足一定的要求便可。
这里，体现出了铺设无砟轨道的优越性。
1 超高基本原理（1）偏心距图1 无超高如图1所示，假设曲线无超高（即h=0），车体为刚体，不考虑车辆弹簧的影响，则车体离心力J与重力P的合力Q的作用线偏离轨道中心线指向外方，合力作用线与轨顶面连线的交点至轨道中心线的距离为偏心距e。
按静态理论计算，由dt?相似关系可得：（1.1）式中：e——偏心距（mm）;S1——轨头中心距（mm）;V——行车速度（km/h）;R——曲线半径（m）;H——车体重心高度（mm）。
（2）稳定系数车辆在曲线上的稳定条件，一般用稳定系数n表示，即（1.2）则偏心距e为：（1.3）（3）e与n的分析图1表明，此时的合力Q作用线偏离轨道中心线而指向外方，与轨顶面连线的交点至轨道中心线的偏心距e的大小，直接关系到车辆在曲线上的稳定性。
由式（1.2）可知：当时绝对稳定。
表明合力Q作用线通过轨道中心线，左右轮载相等;时稳定平衡。
表明合力Q作用线指向距轨道中心线S1/2以内，左右轮载不等，外轨增载，内轨减载;时n=1 极限平衡。
铁路弯道的设计原理
铁路弯道的设计原理铁路弯道的设计原理是为了确保列车在行驶过程中能够稳定、安全地通过曲线轨道，有效减少摩擦和横向力，保证列车的运行平稳和乘坐舒适。
铁路弯道的设计主要涉及曲线半径、超高设计、超高补偿等方面。
首先，曲线半径是铁路弯道设计中最重要的参数之一。
曲线半径越大，列车在弯道上行驶时对轨道的压力越小，摩擦和横向力也相对减小，对轨道和车轮的磨损减少，列车的运行平稳性和乘坐舒适性增加。
一般来说，铁路弯道的曲线半径应根据列车运行速度和轨道的地形条件来合理选择，以保证列车能够在弯道上平稳行驶。
其次，超高设计是指在弯道上通过提高内轨、降低外轨，使轨道中央线产生一定的超高，以平衡列车在弯道上产生的向心力。
通过超高设计，列车在弯道上行驶时会产生向心力，该力会通过轮轨之间的摩擦力传递给轨道，从而保证列车的稳定性。
超高设计的大小与曲线半径、列车运行速度、轨道结构等因素有关，需要进行详细的计算和分析，以确保超高设计的合理性和安全性。
此外，超高补偿是铁路弯道设计的另一个重要参数。
由于车轮在行驶过程中存在切向力和径向力的差异，会导致内外轨之间的摩擦变化，进而影响列车的稳定性和乘坐舒适性。
为了补偿这种影响，设计师会在铁路弯道上适当增加超高补偿，使轨道中央线与车轮之间的相对高度逐渐递增。
超高补偿设计的目的是尽量平衡内外轨之间的摩擦力，使列车在弯道上行驶时能够更加平稳。
在铁路弯道的设计中，还需要考虑到轨道的布置和弯道过渡的问题。
轨道的布置应考虑列车的行驶方向、接触网的布置、道岔的位置等因素，以确保列车能够顺利通过弯道。
弯道过渡是指将直线轨道与弯道连接起来的过渡曲线段，有效减小了列车在弯道上由直线运动到曲线运动时产生的冲击和摩擦力，使列车的过渡更加平稳。
总结起来，铁路弯道的设计原理主要包括合理选择曲线半径、超高设计、超高补偿以及轨道布置和弯道过渡。
这些设计原理旨在确保列车的运行平稳和乘坐舒适，减少摩擦和横向力，提升铁路运行的安全性和效率。
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高车速列车通过曲线轨道的弯道超高设计研
究
高速铁路的发展一直是人们关注的焦点。
随着科技的不断进步，高铁列车的最
高运行速度也在不断提升。
然而，在高速行驶中，列车在弯道上的运动轨迹会受到限制，需要进行一定的曲线轨道设计，才能保证列车安全地通过弯道，保证旅客的安全和舒适性。
本文主要探讨高车速列车通过曲线轨道的弯道超高设计的研究，以及该技术对高铁列车的运行效率和安全性能的影响。
一、曲线轨道的通常设计原则
曲线轨道的常见设计原则包含了曲线长度、曲线半径、曲线倾角和线性长度等
多个方面。
具体来说，曲线轨道应该尽可能的平缓，以提高列车在曲线上的平稳性。
弯道的半径应该足够大，使列车的向心加速度较小，不至于引发列车离轨。
曲线倾角的大小也应该根据实际情况进行合理分配，以减少列车在曲线上的横向加速度。
二、曲线超高的设计理念和目的
曲线超高设计即是指在弯道上超出轨道中心高度，以便改善车辆的曲线通过性。
曲线超高的设计目的是防止列车行驶时出现意想不到的垂直震动，保证列车的运行平稳和安全性。
同时，曲线超高还可以减少弯道的曲率，提高高铁列车的运行速度和运动稳定性。
三、曲线超高的影响因素
曲线超高的大小主要受到以下因素的影响：
1.列车速度。
速度越高，曲线超高设计的要求越高。
2.曲线半径。
弯道的半径越小，曲线超高设计的要求也就越高。
3.轨道横向坡度。
在弯道上发生变化的轨道横向坡度越大，则曲线超高的要求
也越高。
4.弯道倾角。
弯道倾角较大，需要做较大的曲线超高。
四、曲线超高的计算方法
曲线超高的计算方法主要包括三种方式：试算法、迭代法和计算机仿真。
试算法是指通过人工试算，计算出曲线超高的设计值。
该方法精度较低，速度
较慢。
迭代法是指通过人工迭代计算，以优化曲线超高的设计值。
该方法精度较高，但需要较长的计算时间。
计算机仿真是指通过数学模拟、计算机建模等技术，对列车通过弯道的运动过
程进行模拟计算。
该方法精度和速度都相对较高，适合用于工程实际应用中。
五、曲线超高的设计标准和要求
曲线超高设计的国际标准有ASCE 4-16，该标准规定了曲线超高的计算方法和
要求。
根据该标准，曲线超高的设计应满足以下要求：
1.列车通过弯道时，不应产生可感知的震动和较大的横向加速度。
2.在不影响列车正常运行的情况下，尽可能提高高铁的运行速度。
3.在弯道长度和车站位置不变的情况下，以最小限度的土方挖掘和路床加固来
满足曲线超高的要求。
4.满足国家标准和规范要求的其他技术指标。
六、曲线超高的实际应用
曲线超高技术已经在全球范围内被广泛应用。
例如，日本的新干线列车，采用了曲线超高技术，使得列车在弯道上行驶时可以达到高速平稳行驶。
在中国，广州-深圳-香港高速铁路建设中，也采用了曲线超高技术，使列车在弯道上行驶更加平稳和安全。
七、结语
曲线超高技术在高铁列车运行中起到了重要的作用，提高了列车的运行稳定性和安全性。
在未来，曲线超高技术将继续得到推广和应用，为高铁列车的发展提供更加可靠和稳定的技术支持。