緩和曲線
緩和曲線(transitioncurve)設(shè)置在直線與圓曲線或不同半徑的圓曲線之間的曲率連續(xù)變化的曲線。為使列車安全、平順、舒適地由直線過渡到圓曲線,在直線與圓曲線之間要設(shè)置緩和曲線。緩和曲線的作用是:在緩和曲線范圍內(nèi),其半徑由無限大漸變到圓曲線半徑,從而使車輛產(chǎn)生的離心力逐漸增加,有利于行車平穩(wěn);在緩和曲線范圍內(nèi),外軌超高由零遞增到圓曲線上的超高量,使向心力逐漸增加,與離心力的增加相配合;當曲線半徑小于350m,軌距需要加寬時,可在緩和曲線范圍內(nèi),由標準軌距逐步加寬到圓曲線上的加寬量。設(shè)計緩和曲線時,有線形選擇、長度計算、如何選用和保證緩和曲線間圓曲線或夾直線的必要長度三個問題。
緩和曲線線型一般根據(jù)行車速度選擇。直線型超高順坡的三次拋物線型緩和曲線線型簡單,便于測設(shè)、養(yǎng)護維修,長度短而實用,國外時速160km/h以下鐵路廣泛采用,中國鐵路在行車速度不大于160km/h的線路上一直采用這種線型。當行車速度大于200km/h時,也可采用曲線型超高順坡的高次緩和曲線。
緩和曲線長度緩和曲線必須有足夠的長度。其控制因素主要有三:①要保證超高順坡不致使車輪脫軌,即超高順坡不能過陡。中國鐵路的設(shè)計標準要求超高順坡不得大于2‰。②要保證超高時變率不致使旅客不適,即外輪的升降速度不宜過快。中國干線路的超高時變率容許值一般采用28~36mm/s。③要保證欠超高(未被平衡的離心加速度)時變率不致影響旅客舒適,即欠超高的增長速度不宜過快。中國干線鐵路的欠超高時變率容許值一般采用40~52.5mm/s。合理的緩和曲線長度應同時滿足上述三個條件,即緩和曲線的最小長度應取上述三個計算值中的較大者。中國《鐵路線路設(shè)計規(guī)范》(GB50090-99)中規(guī)定了不同的路段設(shè)計速度、曲線半徑和工程條件下的緩和曲線長度的設(shè)計標準,供設(shè)計時選用。
選用原則緩和曲線長度應根據(jù)地形、縱斷面及相鄰曲線、客貨列車比例、貨車速度、運輸要求以及將來發(fā)展的可能等條件按規(guī)定值選用。主要原則有:①地形簡易地段、自由坡地段、旅客列車對數(shù)較多和將來可能較大幅度提高客貨列車速度的路段應優(yōu)先選用較大數(shù)值。②地形困難、緊坡地段或停車站兩端、凸形縱斷面坡頂?shù)刃熊囁俣炔桓叩牡囟我约阿?、Ⅲ級鐵路中客車對數(shù)較少且貨車速度較低的路面和對行車速度要求不高的路段,可選用較小數(shù)值。③條件許可時,可采用較規(guī)定數(shù)值長的緩和曲線,以創(chuàng)造更好的運營條件。④設(shè)計線路平面時,若曲線偏角較小,設(shè)置緩和曲線后,圓曲線長度達不到規(guī)定值,則宜加大半徑增加圓曲線長度。如條件限制,不易加大曲線半徑或加大后仍不能滿足要求時,則可采用較短的緩和曲線長度,或適當改動路線平面。⑤若兩相鄰曲線的交點距離較短,設(shè)置緩和曲線后,夾直線長度達不到規(guī)定值,應修改線路平面。如減小曲線半徑或選用較短的緩和曲線長度,或改移夾直線的位置,以延長兩交點間的直線長度和減小曲線偏角;當同向曲線間夾直線長度不夠時,可采用一個較長的單曲線代替同向曲線。