求曲线地段建筑限界加宽的方法

1 前言

建筑限界是邻近线路的建筑物或设备(与机车车辆相互作用的设备除外)不得侵入的最小横断面尺寸轮廓。列车运行在曲线上时,转向架中心点沿铁路中心运行,车辆本身不随着线路弯曲而弯曲,车体中心线与轨道中心线不吻合,车辆两端向曲线外侧偏移一个量(W),而车辆中部向曲线内侧偏移一个量(W内1);由于曲线外轨设置超高,车辆向曲线内侧倾斜,使车辆限界的控制水平方向上移了一个量(W内2),

这是圆曲线限界加宽的计算依据[1]

现行规章规定的建筑限界计算都是针对圆曲线范围和线路平面限界加宽,对于缓和曲线段平面如何计算没有详细规定,垂向加高及降低计算方法仅介绍站台部分,其他建筑物没有规定,这样难以检算特殊情况下的建筑限界,这个问题有必要进一步研究。

2 曲线地段建筑限界常用计算方法

铁路建筑限界是一个闭合的包络轮廓线,由于受曲线平面及超高的影响,铁路建筑限界包络轮廓线对于线路中心,会发生平移和倾斜,曲线上的铁路建筑限界在横向必须加宽,在垂向必须加高或降低,故在曲线地段铁路建筑限界重分布,下面就这方面的规章规定进行分析。

2.1 《铁路技术管理规程》[2]关于建筑限界的规定

铁路线路曲线限界加宽计算公式如下:

$$W_内=W_{内1}+W_{内2}=\frac{40500}{R}+\frac{H}{1500}\times h\quad(公式1)\\W_外=\frac{44500}{R}\quad(公式2)\\W=W_外+W_内\quad(公式3)$$

\(\frac{40500}{R}\):车体中心与线路中心偏离值,转向架中心间距18m。

\(\frac{H}{1500}\times h\):曲线超高引起车体倾斜的加宽,其中 H为计算点自轨面算起的高度,h为圆曲线超高值。

\(\frac{44500}{R}\):车体端中心线偏离曲线中心,转向架间距18m,车体长度26m

根据以上公式可知,铁路曲线限界加宽主要是由内侧加宽和外侧加宽两部分组成:

一是内侧加宽:由车体中心线偏离线路曲线中心线产生的内侧加宽(mm)和因外轨超高引起车体向曲线内侧倾斜产生的内侧加宽两部分组成(公式1)

二是外侧加宽:车体中心线与线路曲线中心偏移产生的加宽(公式2)。

2.2 《铁路车站及枢纽设计规范》[3]关于建筑限界的规定

第3.1.3条规定:“……位于曲线内侧的旅客站台,如线路有外轨超高时,应降低站台高度,降低的数值为0.6倍外轨超高度”,这是对站台垂向加高及降低进行的规定。