第一章 铁路能力

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(三)客运量的调查和预测

直通客运量占客运总量的比重一般并不很大,可
进行客流的典型调查,找出直通客流量和地方客流量 的比值,根据地方客运量估算直通客运量。 • 地方客运量与吸引范围内的人口总数、工矿企业 职工人数比重、人均收入、内迁工厂多少、早期移民 数量、旅游地多少等因素有关。可用乘车率(每人每 年的平均乘车次数)或多元回归法预测。 • 将客流量汇总后,可按每列车定员估算旅客列车
平行于轨道的两个分力。
由图可知:
F2 = q · g ·sina (N) 因a很小,可以认为: sina = tan a 将机车、车辆的质量单位由(t)改为kg,可得下式: F2 = 1000 q ·g ·tana (N) 线路坡度值i一般以千分率表示,tana = i /1000,故 F2=q ·g · i (N)
单位基本阻力即单位机车或车辆质量所受的阻力。
• 机车单位基本阻力 • 车辆单位基本阻力
w0 w0
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经验公式中各阻力均表示为速度的函数。
(3)列车基本阻力与列车平均单位基本阻力
• 列车基本阻力为机车基本阻力与车辆基本阻力之和,
计算方法如下:
G w0 (N) W0 = P w0
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(二)货物周转量 • 货物周转量CHZ是设计线(或区段)一年内所完成的货 运工作量,可由单方向一年内各种货运量Ci (104t/a) 与相应的运输距离Li (km)按下式计算: CHZ=∑(Ci ×Li) (104t· km/a) (2—2)
左图为侯月线 开行5000吨重 载列车
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(三)货运密度 • 货运密度CM是设计线(或区段)每km的平均货物周
4
直通吸引范围
直通吸引范围
直通吸引范围是路网中客货运量通过本设计线运 送有利的区域范围。
以运距最短来划 分范围
5
地方吸引范围 地方吸引范围是在设计线经行地区内,客货运量 要由设计线运送有利的区域范围。

按运量由设计线运 送运价最低的原则来 确定(含水运、公路运 输的比较)。 (二)货运量的调查和预测 • 直通货运量可根据国家计划部门制定的地区间物 资交流规划,分析直通吸引范围内的物资供求情况, 分上、下行汇总得到。
四、设计年度
设计线交付运营后,客货运量是随着国民经济的发
展逐年增长的,设计线的能力必须与之适应。上述运 量参数,也需分设计年度提供。
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铁路的设计年度应分为近期、远两期。近期、远
期分别为铁路交付运营后第10年和第20年。近、远
期运量均采用预测运量。 • 铁路线下基础设施和不易改、扩建的建筑物和设 备的建筑物和设备,应按远期运量和运输性质设计, 并适应长远发展的要求;对于易改、扩建的建筑物 和设备,宜按近期运量和运输性质设计,并考虑预 留远期发展条件。 • 随运输需求变化增减的机车、车辆等运营设备,
横跨浙、赣、湘三省。浙赣铁路自20世纪80年代初开
始,对既有线增设会让站、双插、结合整治水害进行复 线改造,于1997年全部复线正式开通。 • 浙赣复线金华至株洲段设计预测运量近期2000年为 2670万t,远期2005年为3800万t,实际运量2000年为 3510万t,2002年已达到3797万t。
昆铁路,东起南宁,西至昆明,北接红果,全长898公 里,为国家I级干线电气化铁路。
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南昆铁路设计年输送能力,近期1000万吨,远期
2000至3000万吨。南昆铁路1997年开通运营, 2001年大部分区段平图能力利用率达到94%,能力 己处于饱和状态。 • 造成南昆线能力饱和,及需改建的原因主要是由 2.西康铁路 • 2001年1月8日,全长267.49公里的西安—安康国 家Ⅰ级电气化铁路干线开通运营。该线预留双线, 一次建成电气化。年设计能力货运量2000万t,日均 客车8对。
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牵引力,称为粘着牵引力限制。
运行速度(横轴)相互关系的曲线,通常由试验得到。
SS3型电力机车牵引特性曲线
SS4型电力机车牵引特性曲线
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机车牵引力可
根据牵引状况由牵
引特征曲线得出。
DF4B型内燃机车牵引特性曲线
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我国电力与内燃部分主型机车主要技术参数
参数
机型 韶山1 韶山3 VJmin(km/h) 43.0 48.0 FJmin(kN) 301.2 317.8 Fq(kN) 487.3 470 P、Pμ(t) Vg(km/h) LJ(m) 138 138 95 100 20.4 21.7
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于运量调查的不准确和设计年度过短造成。
全长18.46公 里的秦岭隧道

西康铁路2001年1月开通运营当年,限制区段的平
图能力利用率已达到100%,需要开放原设计预留的车 站。西康线设计预测运量近期2005年为1245万t,远期 2010年为1500万t,实际开通两年2002年已达到1400 万 t。
第一章 铁路能力
本章主要内容:
铁路运量 牵引计算 铁路通过能力与输送能力
铁路等级与主要技术标准
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第一节
一、客货运量的意义

铁路运量
新建与改建铁路,设计前必须进行经济调查,以明确
设计线的政治、国防和经济意义,确定设计线在铁路网 中的地位和作用;并提供铁路总体设计和各种设施设计 所需要的客货运量资料。客货运量的重要意义如下: 1.客货运量是设计铁路能力的依据。 2.客货运量是评价铁路经济效益的基础。 3.客货运量是影响线路方案取舍的重要因素。
(六)零担、摘挂、快运货物和旅客列车 零担列车是运送地方零散货物的列车,在中间站办 理零担货物的装卸,一般运行于一个区段内。
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摘挂列车是运送地方整车货物的列车,在中间站办 理货车甩挂和到货场取送车作业,一般运行于一个区
段内。
快运货物列车是运送鲜活或易腐货物的列车,为缩 短旅途时间,这种列车很少停站,其他普通货物列车 要停站待避,使其不停车通过。 旅客列车是运送旅客的列车。 这些列车的对数,应根据经济调查资料分析确定。
可按交付运营后第3年或第5年的运量进行设计。
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五、客货运量调查不准确或设计年度过短带 来的问题
• 多年来,我国许多干线铁路一直处在不停地改、扩 建之中,这些改、扩建工程包括增加车站、双线插入、
局部复线、软化坡度、通信信号改造、增建第二线或
电气化等各种方式。 1.南昆铁路

体现20世纪90年代设计、筑路水平的西南大动脉南
CM =
C HZ [104t· km/(km· a)] L
转量:
(2—3)
式中 L——设计线(或区段)的长度(km)。 (四)货流比 • 设计线上、下行方向的货运量不均衡时,应区分为 轻车方向和重车方向。货流比λQZ是轻车方向货运量
CQ与重车方向货运量CZ的比值,即
lQZ =
CQ CZ
(2—4)
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• 因单位阻力的定义为单位质量阻力,故坡度单位 附加阻力wi为:
q gi wi = = i g (N/t) q
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(2)曲线附加阻力
• 曲线附加阻力是由于列车在曲线上运行,加剧了轮 缘与钢轨之间的摩擦,同时,车轮与钢轨之间产生纵 向的和横向的滑动,所以引起额外的阻力。
(五)货运波动系数

由于生产和消费的季节性等原因。设计线的货运
量在一年内各月份并不相等。一年内最大的月货运量 和全年月平均货运量的比值称为货运波动系数,以β
表示。设计线必须能完成运量最大月份的运输任务,
所以在计算铁路能力时,应考虑货运波动系数的影响
b=
一年内最大的月货运量 全年月平均货运量
(1—5)
韶山4
韶山7 韶山7C 韶山7D
51.5
48.0 76.0 96.0
431.6
353.3 220.0 171.0
来自百度文库
649.8
487.3 310.0 245.0
2×92
138 132 126
100
100 125 160
32.8
22.0 22.0 22.0
韶山8
韶山9 东风4(货) 东风4(客)
99.7
99 20.0 24.0
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3.宝中铁路 1994年5月18日,全长498.19公里的宝鸡—中卫电 气化铁路干线开通。
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宝中线设计预测运量近期2000年为1028万t,远期
2005年为1500万t,实际运量2000年达到1499万t, 2002年达到1954万t 。 4.浙赣铁路 • 浙赣铁路全长942km起于杭州站,止于湖南株洲,
数;亦可比照和设计线条件相近的既有线,拟定设计
线的旅客列车数。
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三、铁路选线设计所需要的运量参数
(一)货运量 • 货运量C是设计线(或区段)一年内单方向需要运输的 货物吨数,应按设计线(或区段)分上、下行分别由下式 计算: C=∑Ci (104t/a) (2—1)
式中 Ci——某种货物的年货运量。
• 全列车的平均单位基本阻力为:
G w0 P w0 W0 w0 = = (N / t) P G P G
2.附加阻力

当列车在坡道上、曲线上、隧道内运行时,还会
产生一定的附加阻力,称为坡道附加阻力、曲线附 加阻力、隧道空气附加阻力。
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(1)坡道附加阻力

列车在坡道上运行时,其重力产生垂直于轨道的与
曲线附加阻力
隧道空气附加阻力
1.基本阻力 起动阻力

机车牵引一定质量的列车在线路上运行,即使在平
直坡道上,由于轮轨之间,机车车辆各活动部分之间, 以及车体与四周空气之间的摩擦、冲击、振动必然会产
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生一定的阻力,这种阻力称为列车运行的基本阻力。
(1)基本阻力影响因素
• • • 列车运行速度 线路状况 机车车辆构造 (2)基本阻力的表示方法
442.2
325.3 442.2 432.6
138
138 138 135
100
120 100 100
21.1
21.1 21.1 22.0
东风11
65.6
160.0
253.0
135
170
21.3
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(二)列车运行阻力
列 车 运 行 阻 力
基本阻力
机车单位基本阻力 车辆单位基本阻力 坡道附加阻力
附加阻力
避免建成的铁路频繁改造而影响铁路正常运输,提
高铁路运输的服务质量,力求达到铁路建设项目综 合投资效益最佳,新规范对原“设计年度”内容进 行了修订。
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第二节

牵引计算
一、作用于列车上的力
作用于列车上的力有机车牵引力、列车运行阻力及 列车制动力。
(一)机车牵引力
1.机车牵引力的形成 • 机车牵引力是依靠轮轨问的粘着产生由钢轨作用于 动轮轮周上的反作用力。
3
二、客货运量的调查和预测
• 设计线客货运量的确定,首先要划定设计线的吸引 范围,然后在吸引范围内进行经济调查,以确定近期
的客货运量,并根据吸引范围的建设规划和经济统计
资料,预测远期的客货运量。 (一)划定吸引范围 • 设计线的吸引范围是设计线吸引客货运量的区域界 限,设计线客货运量的调查和预测,都是在吸引范围 内进行的。 吸引范围 地方吸引范围
127.0
169.0 302.1 251.6
230.0
286.0 401.7 346.3
88
126 135 135
177
170 100 120
17.5
22.2 21.1 21.1
东风4B(货)
东风4B(客) 东风4C(货) 东风8
21.8
29.0 24.5 31.2
313.0
235.2 301.5 307.3
2

客货运量在铁路设计中具有重要作用。若调查
或预测的客货运量偏大,则铁路标准偏高,技术装
备能力也偏高,投资较大的方案中选,增大投资。
但铁路运营后,若实际运量偏小,则铁路能力闲置, 投资浪费,而运营收入偏少,铁路投资效益必然降 低;若调查或预测的运量偏小,虽初期投资省,但 铁路运营后,能力会很快饱和,引起铁路过早改建, 追加投资增大,也不经济合理。因此,铁路设计必 须十分重视客货运量的调查和预测工作。
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浙赣铁路电气化改造
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以上实例都是按原规范规定的近期为交付运营
后第5年,远期为交付运营后第10年作为设计年度。 但是近年来随着国民经济快速增长,对铁路运输需 求急剧增加。为适应运量的增长,铁路频繁改建、 扩建,不仅增加施工费用和施工对运营的干扰,而 且影响铁路的正常运输效率的发挥。 • 为适应国民经济快速发展的需要,节约投资,
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2.粘着牵引力的限制 • 牵引力的大小可由司机通过变换操纵方式改受转
矩来调节。但其最大值为动轮荷载的重力乘轮轨间的
粘着系数。而粘着系数受很多因素影响,包括动轮轮 踏面和钢轨材质与表面状况、行车速度、机车有关部
件状态等。粘着系数一般由试验确定。
• 机车的轮周牵引力不能大于机车所能产生的粘着 3.机车牵引性能曲线 • 机车牵引性能曲线是表示机车轮周牵引力(纵轴)与
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