驼峰平面、纵断面设计

第1页第二部分驼峰平、纵断面设计第2页

第一节调车场头部平面设计一、设计要求

除对咽喉区设计的一般要求外(紧凑、安全等)

对于驼峰调车场头部平面设计还要求：

1.各溜放径路的溜放距离及总阻力接近(这为共同峰高及限定连挂速度所必须)；

2.各溜放钩车共同径路最短(以使钩车迅速分散，提高解体效率)；

3.为减速器设置妥当部位。二、具体规定1.采用道岔类型

主要采用6号对称道岔，以缩短咽喉长并使各线溜放阻力接近。第3页二、具体规定2.各岔应设道岔绝缘区段()

当前后钩车太近时，将发生后续钩车过岔中出现进路转换。为此应设。有车处于及时，道岔将不可转换。第4页二、具体规定2.各岔应设道岔绝缘区段()

的取值见教材P185，表5－2－1，其中第一分路道岔前的的较小，是因为初始速度较低。是前后钩车应有的最小间距。第5页3.线束的布置二、具体规定（1）调车场应两侧对称布置，以均衡各线的溜放阻力。（2）每线束前有一个制动位(II

制动位)。

若束内线少，总线束数增加，将增加制动位的个数；（3）当束内线数不等，线数较多的线束应处于车场中间，此处线路顺直、曲线阻力小，束内线多其边侧线路将有较长的曲线，可平衡各线束总阻力。若束内线多，总线束数可减少，并减少了制动位的个数，但使前后钩车的共同径路延长，不利于提高钩车密度，将降低解体能力，故束内线数及总线束数应适当。第6页二、具体规定（1）减速器不能与道岔或曲线直接相连，应有夹直线段，以免车辆对减速器侧向冲击，并便于设置护轮轨和复轨器等。4.减速器制动位的布置第7页二、具体规定（2）减速器一般应设在直线上，每台减速器由N节组成，除有效制动长度外，两端还有喇叭口的长度。（3）相邻线路上两减速器始端之间有最小线间距规定，以设置制动风缸等。4.减速器制动位的布置第8页二、具体规定4.减速器制动位的布置第9页二、具体规定4.减速器制动位的布置曲线入口入口出口出口第10页二、具体规定

类型T.JK1.80.1170.550.44.减速器制动位的布置每节长制动能高喇叭口长两台间距第11页二、具体规定T.JK34.减速器制动位的布置

类型1.20.1250.580每节长制动能高喇叭口长两台间距第12页二、具体规定T.JK2A16760249604.减速器制动位的布置

类型1.20.120.291.2每节长制动能高喇叭口长两台间距应有间隔第13页5.曲线设置二、具体规定（1）曲线取较小半径，以缩短调车场头部长度，一般采用200m，困难时180m，条件允许可取300m，450m。（2）岔后有曲线可不设g值，但反向曲线间要设d值。如无g值：轨距加宽可在曲线范围解决；

必须有d值：以防车辆的两转向架同时位于两反向曲线上。（3）为缩短咽喉长度，在连续两道岔间要设置曲线以尽快形成线间距，该曲线只能设在岔前的上（道岔不能设在曲线上）。能形成的最大转角取决于插入的短轨长及曲线半径的下限值。第14页6.推送线和溜放线二、具体规定

到发场与调车场横列时，峰前牵出线就是推送线。

无峰前到达场，调车场一侧有到发场设1条，调车场两侧有到发场设2条推送线。

有峰前到达场一般设2条，双推单溜；双溜放时可设3～4条，以便预推。推送线提钩段应为直线。在主提钩一侧应设铺面。

（1）推送线

（2）溜放线

调车线较多时设2条，较少时也可1条。

第15页二、具体规定7.峰顶至第一分路道岔间的距离此处不设制动位置，为使前后钩车在进入第一分路道岔时能形成必要的时间间隔，该距离取30～40m。第16页二、具体规定8.迂回线及峰顶禁溜线（1）迂回线供车辆或有跨装货物不能过峰和过减速器时使用。经迂回线绕行入外侧调车线，当这样的车辆少时，设一条迂回线于不提钩作业的一侧。第17页二、具体规定8.迂回线及峰顶禁溜线（2）禁溜线：暂存因车载货物原因不能溜放的车辆。

出岔位置：当禁溜线从推送线出岔，辙叉应设在平台上；当溜放线坡度较小，尖轨可设在峰顶平台上。有效长150m左右。禁溜车较少时，禁溜线可与迂回线合设。

第18页三、调车场头部设计

1.看懂附录图5－2－4；

2.图上标出各控制点(岔心、曲线切点等)间的长度及线间距；

3.对峰顶还标出平台长及净平台长；

4.对减速器标出每台的节数；

5.对各曲线的要素图中不标而用曲线表集中表达；

6.线右端的表示该线的计算点(它体现出对峰高的要求)。第19页

第二节驼峰高度计算一、能高线原理1.能量与功的转换

（1）物体具有的初始能量

（2）物体在运动中克服阻力作的功第20页一、能高线原理

（3）物体走行L距离后剩余能量

如物体此时在K处，其势能为，动能为

前式可表达为：第21页2.能高线原理一、能高线原理（1）H和Hk既可表示单位重力(1KN)的物体的势能，也表示地势的不同高度。故可照此，用一定的高度表示hvk、h推和hrk。

事实上，当物体以v1的速度处于H高度时与物体处于(H+h推)的高度而v1=0时的能量相等。第22页一、能高线原理

（2）用能高线表示功与能的转换关系

①上图为“能高线图”，体现了能量守恒关系。曲线MD为能高线。第23页一、能高线原理

（2）用能高线表示功与能的转换关系②下滑力F滑与反向阻力F阻的大小关系，决定了物体下滑速度的变化趋势（加速还是减速）及动能状态（增加还是减少）。第24页二、峰高计算1.峰高及其确定的原则（1）驼峰高度，简称“峰高”，是指峰顶与特定计算点之间的高差。

（2）确定峰高的原则

驼峰峰高应保证在不利条件下以7km/h的速度推峰时，难行车能溜至特定计算点停车。①难行车

②难行线：溜放总阻力最大的线，这种线常位于调车场的外侧，溜放径路上有最多的曲线和道岔。

③不利条件：指有最大逆风和最低气温的自然条件，此时风阻力最大，也增加了基本阻力（低温对轴箱影响，加大基本阻力），推峰速度v推＝1.4m/s。

第25页二、峰高计算④有利条件：无风，气温为27oC，

由以上分析可知，“特定计算点”实际上是难行线上难行车在不利条件下的停车点（溜放中不制动调速），对该计算点位置的指定实际上就是对峰高的限定。

计算点具体位置规定：

简易驼峰：难行线警冲标内方50m处。

机械化驼峰：难行线警冲标内方100m处。

减速器—减速顶点连式调速的半自动化、自动化驼峰：难行线第三制动位100m左右处。第26页（2）点连式驼峰高度：应保证以1.4m/s推峰时，在不利条件下，难行车溜到打靶区段末端仍有1.4m/s的速度进入减速顶的控制区。二、峰高计算第27页（4）计算中注意事项

①认为曲线阻力和道岔阻力及其做功与溜放速度无关，即在不同条件下其取值恒定。二、峰高计算

在溜放部分及车场部分数值不同，应分段计算阻力功，当v溜取平均速度而不分段计算时，所求出的H峰，其实际产生的平均速度（）未必与起初取定的值相同，由于v溜与H峰的值互为因果，于是在H峰与v溜均值之间有调整迭代过程，以使两者对应不悖。

②r基和r风的取值与溜放速度（

）有关。可以按不同条件对

取值（见教材P191表5-2-3及表5-2-4）,而完成对H峰的计算。第28页三、峰高计算举例1.已知条件(1)驼峰调车场头部平面图见图5－2－4。调车线36条，难行线为2道（1道存放禁止过峰车，一般无车溜入）。2道连接曲线末端距车场制动位始端有15m直线段。车场制动位长25m，打靶长度100m。(2)道岔为6号对称双开，转辙机为ZK型。(3)减速器溜放部分采用T·JK型，调车场头部采用T·JK2A型车辆减速器。(4)气象资料：①不利溜放条件：气温t＝－7℃，风速V风＝5m/s,风向与溜车方向的夹角β=30o；②有利溜放条件：气温t=27℃，无风。(5)V车＝4.5m/s。第29页三、峰高计算举例2.对基本阻力r基的计算

①计算公式见教材P169式5－1－2；

②以难行车为前提；

③式中参数σ的取值见教材P170表5－1－2（若表中无值，按线性关系调整取值），σ为基本阻力的均方差。第30页三、峰高计算举例3.对风阻力r风的计算

①求a(合力风与车组运行方向夹角)依据见P171，公式5－1－4；②的取值见P171表5－1－3（按难行车取，表中无值时按线性关系调整取值）③求r风的公式见教材P171式5－1－6

其中使用的参数值f(受风面积)取P172表5－1－4。第31页三、峰高计算举例4.H峰的计算

（1）求H峰的公式依据见P191式5－2－10；（2）求曲线转角和时注意：

①除曲线转角还需将道岔导曲线的转角计入；

②对称道岔导曲线转角取道岔辙叉角之半。

（3）求过岔数量(n)时，顺向过岔折算为0.5个道岔；

（4）推峰速度v推=5km/h=1.4m/s应以m/s的数值列入计算。

在打靶区末端的连挂速度v挂，按教材P180的规定取v挂=1.4m/s；（5）在车场中无蛇行，单位阻力少0.4N/KN，少作阻力功0.4×l靶=0.4×100m＝40(Nm/KN)=0.04(Nm/N),即可使H峰减少0.04m。第32页

第三节驼峰纵断面设计

该图表明：峰高相同，纵断面不同，在各地点的瞬时速度不同。若钩车在各处的瞬时速度较高，则解体效率较高。但钩车在特定部位（如减速器、道岔等）有速度限制，故纵断面应有合理构成。第33页一、设计要求1.减速器既能将车夹停，又可在缓解后车组能自行溜行，即减速器所在坡的坡度有下限要求。2.道岔所在坡的坡度有上限要求，以求车组过岔时运行平稳,不超过限定速度。3.最陡坡段（加速区第一坡段）有上限要求，以求调机能上峰；4.减速器、道岔尖轨及辙叉不能处于变坡点的竖曲线上，变坡点前后为竖曲线。其切线长为：

式中，为相邻坡段的坡度代数差；为竖曲线的圆心角；R为其半径。第34页一、设计要求

5.既能适合难行车的溜行特点，使之能溜行至计算点；又能适合易行车的溜行特点，使之经调速后不超过指定地段的速度限制。

6.前后钩车有必要的时间间隔(距离)而能使之分别通过溜经的减速器和道岔，尤其是不利前后钩车组合时(前难后易)；该时间间隔也不能过大，以保证解体效率。第35页二、点连式驼峰溜放纵断面设计

溜放纵断面分四个区：加速区、高速区、减速区和打靶区。每一区中所含坡段未必唯一。相邻两区的分界点并非是变坡点。1.划分坡区及坡段：（一）准备工作第36页（一）准备工作各坡区均以制动位有效端部(不含喇叭口)为分界点。对各坡区的设计不完全按顺序进行，以便于确定有特定要求的坡段。1.划分坡区及坡段：第37页（1）I区应使易行车加速，以允许的vmax入I制动位。2.各坡区的设计目的及设计思想（2）I区和II区应使难行车加速，以允许的vmax入II制动位。I区II区III区IV区（一）准备工作m/s第38页（3）III区的坡度下滑力等于易行车阻力，使之匀速溜行；其下滑力小于难行车阻力，使之减速溜行。2.各坡区的设计目的及设计思想I区II区III区IV区（一）准备工作m/s第39页（4）IV区坡缓，其下滑力小于钩车溜行阻力，使钩车减速溜行，其末速度不大于允许连挂速度v挂。2.各坡区的设计目的及设计思想I区II区III区IV区（一）准备工作m/s第40页（5）易行车（虚线）在三个制动位均发生制动调速，前两级制动是为控制其下一个入口速度，第三级制动是为其在计算点的速度不超过v挂。2.各坡区的设计目的及设计思想I区II区III区IV区（一）准备工作m/s第41页（6）难行线（实线）在各制动位不制动，自由溜放，溜放阻力应使其最终速度不超过v挂。2.各坡区的设计目的及设计思想I区II区III区IV区（一）准备工作m/s第42页3.画难行线平面展开图

此图是按图5－2－4绘出。

图中反映从峰顶变坡点至难行线计算点范围内各基点(Pi)的距离，基点表示曲线切点、岔心和制动位端部。制动位的长度含两端喇叭口长。曲线反映转角及走向。（一）准备工作第43页

平面展开图的作用：（1）根据每个坡段应含设备确定相应坡段长；（2）便于计算曲线总转角及道岔数以求相应阻力。3.画难行线平面展开图（一）准备工作第44页

限制因素：易行车在有利条件下，以1.94m/s的推峰速度，溜到I制动位有效始端时，其速度不超过容许的最大入口速度Vmax。1.计算I区高度（h1）（二）设计步骤易行车到I制动位有效始端的总阻力高(m)为

注：I区只求峰高，其各坡段的坡度迟后进行。第45页（二）设计步骤2.II区设计限制因素：使难行车在不利条件下在II区一坡加速至vmax，在二坡保持该速度。

注意：II区有两个坡段,其变坡点距II制有效始端大于（喇叭口长）。第46页2.II区设计（二）设计步骤（1）II区一坡设计：第47页（2）II区二坡设计：2.II区设计高速区的第二坡段应使难行车继续保持原速溜行。因此，应使其坡度i22下滑力等于难行车总阻力。该坡段无曲线及道岔（二）设计步骤第48页（2）II区二坡设计：2.II区设计i22不应小于8‰，以形成钩车的夹停起动条件。当把较小的i22调高为8‰时，i21应相应减少△i

，以免钩车进入二坡后速度大于Vmax，即：

式中，是二坡取8‰时钩车增加的动能。（二）设计步骤第49页I区分成3个坡段

（1）I区一坡（l11，i11）设计：I区第一坡段应尽可能陡，使钩车尽快加速且与后续钩车形成间隔，但该坡段的上限值应能使调机爬得上去，故其坡度值i11可取定，I区一坡的变坡点在第一分路道岔之前(P4点前)。（二）设计步骤3.反向设计I区

（2）I区三坡(l13，i13)设计：

为了不在I制动位始端变坡，应使I区三坡的坡度i13＝i21。I区三坡l13i13与二坡l12i12变坡点一般设在I制与顺向道岔之间。若如此设置，在两变坡点间放不下两条T竖，则两变坡点合一设在I区一坡的变坡点处(此时I区为两段坡)。第50页（3）I区二坡（l12，i12）设计：

若i12<i13，为避免出现反坡，则应调整减小i11，使i12≥i13，但h1的总高度不变。若因故须降低峰高时，可减缓I区的坡度，此时钩车(易行车，有利条件下)进入I制的入口速度小于vmax。

由以上分析可知，I区的一坡为取定值，三坡为延伸取值，故先确定，再最后设计二坡。（二）设计步骤3.反向设计I区第51页

l4是从Ⅲ制有效始端至计算点止。由Ⅲ制的长度l制和打靶距离l靶两部分组成。（二）设计步骤4.IV区设计第52页（二）设计步骤4.IV区设计①作用：实现目的制动，“打靶”实质上是按溜放距离而对溜速的调节，以实现安全连挂，故“打靶”与目的制动的含义相同。I、II制主要实现间隔制动。②设置位置：设在每条调车线始端，离岔后曲线尾端（切点）至少有一辆车长的直线。以使钩车进入减速器时两个转向架都处在直线段上，平顺入III制。设测阻区段时，该直线段应加长。（1）Ⅲ制动位设置位置第53页4.IV区设计（二）设计步骤（2）Ⅲ制动位坡度及长度：

不考虑车辆夹停后的起动坡度。此段坡的坡度一般采用2‰～3‰，高寒地区采用3‰

～

4‰，制动位的长度宜采用25～30m（Ⅲ制的过车密度较小，且有I、II制防护，钩车夹停后易于处置，影响面小，若考虑夹停起动条件，Ⅲ制所在坡将较陡，这招致打靶区延长，影响调车线的连挂区长度）。第54页(3)打靶长度：

打靶长度一般为80～150m，寒冷地区适当减少其长度。难行车冬季离开减速器的溜行速度为4～4.5km/h，其溜行的距离称为难行车控制的打靶长度。易行车夏季以低速离开减速器后逐渐加速至安全连挂速度，其溜行的距离为易行车控制的打靶距离。(4)打靶区段坡度：

其坡度的上限值应使易行车出打靶区后不超速，其下限值应使难行车在打靶区内不中停。一般采用0.6‰～1.0‰的下坡，必要时可以采用平坡。4.IV区设计由上可知，IV区的两坡段是根据使用条件取定，故可先行设计。（二）设计步骤第55页范围：Ⅱ制动位有效末端至Ⅲ制动位有效始端。这是最后设计的坡区，有：h3＝H峰－h1－h2－h45.III区设计（二）设计步骤第56页5.III区设计（二）设计步骤本坡区应使易行车在有利条件下降低溜速，或使之加速但在III制入口不超速。由于这是最后设计的坡区，当I区取坡陡且长时，会使III区成为反坡(上坡)。此时应减少I区一坡或II区一坡的坡度、坡长(它们的坡度较大，有调整空间)，使III区不为反坡，或为不大于0.6‰的反坡。第57页5.III区设计（二）设计步骤(1)III区一坡设计：它是相邻的II区二坡的延伸，即实际上，该坡段是II制有效末端所在地段，有，使i31与i32变坡时，其竖曲线的切线不侵入Ⅱ制范围内。可见，为推知或取定，为了避免纵断面各坡段的长度出现米以下的小数，应将同坡段的的小数进整。，第58页5.III区设计（二）设计步骤i均取四位小数，如第四位数字小于等于5取5，大于5进一取三位小数。如i均＝0.0017，取0.002。III区二坡的坡度取i均，即i32＝i均，三坡可稍缓，即i33＝i32－1‰(或0.5‰

)（2）III区二、三坡设计：

该两坡段的平均坡度为：第59页5.III区设计（二）设计步骤ABCD31l32l33l33i32i31i31h3h（2）III区二、三坡设计：第60页5.III区设计（二）设计步骤ABCD31l32l33l33i32i31i31h3h（2）III区二、三坡设计：注意：III区三坡的长度应稍短，使与相邻的IV

区一坡的变坡点左移，以在该变坡点与III制动有效入口之间能放入。即应先对延伸，定出的终点后，再设计。但当的长度宽余，III制可右移时，前述过程可略。第61页（三）结论综上所述，点连式驼峰溜放纵断面设计的特点：

(1)在有利条件下，按易行车从峰顶溜到I制有效入口时，其速度不超过容许速度7m/s为约束条件，进行I区的设计；

(2)在不利条件下，按难行车从峰顶溜到Ⅱ制有效入口时，其速度不超过容许速度7m/s为约束条件，进行II区的设计；第62页（三）结论

(3)III区的坡度一般等于或小于易行车在有利条件下的阻力当量坡，使易行车溜出高速区之后不加速；(4)IV区的坡度一般采用0.6‰～

1‰，使钩车减速最终不超过V挂；

(5)先设计按运用条件应取定的坡段，再设计须经计算才能确定的坡段。当各坡段不能合理衔接时，先取定的坡段可以再度调整取值。第63页三、驼峰纵断面设计示例（一）画平面展开图，求峰顶至计算点的距离(L计)及H峰1.平面展开图如图5-2-7第64页2.L计是各基点间距之和，可求原点P1至各P点横坐标3.H峰的计算过程见教材P193（一）画平面展开图，求峰顶至计算点的距离(L计)及H峰第65页（二）计算I区（加速区）的高（）1.求的前提：易行车有利条件下在I区终端以Vmax入I制；2.求的公式(2)计算公式见P171式5－1－6；(4)曲线转角中注意加入道岔导曲线转角；(5)过岔数量n中注意顺向过岔取半个。(1)计算公式见P169式5-1-2(教材P199对的求值有误，应为1.38N/kN)；(3)溜行距离的取值见P199表5－2－6中基点P6的横坐标，但调整；第66页（三）先对II区（高速区）设计1.设计II区一坡（）

（1）据平面展开图及各P点横坐标。求II区长度及II区的两坡段长度(和)

（2）求II区一坡的高度h21

（3）求II区一坡的坡度度注意：（1）平面展开图中制动位的长含；

（2）制动位有效端部距变坡点不小于；

（3）求时参数（邻坡坡度差）未知，须对的预设值调整试算，或对预估。

注意共坡的和，其长度合计数凑整。

注意坡度的“千分点值”以0.5为最小步长。坡度按此取定后，应反求新的坡高。第67页（三）对II区（高速区）设计2.设计II区二坡（）

（1）据和可求出；

（2）小于8‰

时取8‰；

（3）取8‰后应调（减小）II区一坡；

（4）的值前已求出。