双道起坡甩车场斜面线路计算

2021-08-23苏国星武春阳

科学技术创新 2021年23期

苏国星武春阳

（吉林省工程技术有限公司，吉林长春 130012）

1 概述

甩车场线路包括甩车场交岔点的线路、斜面线路、斜、竖曲线，以及平巷存车线路。甩车场的设计应计算出由甩车场交岔点至存车线路的整个线路的平、斜、立面尺寸及相互之间关系，并画出平面图及线路坡度图。甩、提车线路都在斜面上，因此用斜面尺寸表示线路各段长度，便于掌握设计尺寸，也给现场施工带来方便。

那么在斜面上的双轨中心距如何表示呢？本文以双道起坡分车道岔向外分岔斜面线路二次回转方式为例，如图1 所示。图1 中，α1为一次斜面回转角，α2分车道岔角，β 为轨道上山倾角，β2为二次为倾斜角，θ2为二次水平投影角，点E、E1分别为提车线和甩车线的竖曲线的切线交点。先作辅助线，由D 点作平行于MG 的水平线DH，由G 点作DH 的垂线GG1，GG1=S 是平面双轨中心距，再由D 点作O2G 的垂线DP1，DP1=S1是斜面双轨中心距。已知条件：GG1=S、∠DGG1=θ2、∠P1DG=α1+α2。求：S1。求证：DP1=DG cos (α1+α2)，DG=GG1/cosθ2=S/cosθ2。∴DP1=S1=S cos(α1+α2)/ cosθ2。

在计算公式：S/S1=cosθ2/cos(α1+α2)，可看出平、斜面双轨中心距与平、斜面线路转角之间有一定的关系。

2 设计参数

2.1 平面双轨中心距DP 与斜面双轨中心距DP1 所形成的夹角ω

在图1 中，先作辅助线，从分车道岔连结双轨线路时所确定的连结点D（提车线斜面曲线的切线交点）作直线DP 和DP1垂直于MG 和O2G，连结点P 和P1，形成一个Rt△DPP1，并Rt△DPP1⊥垂直面MGO2。在Rt△DPP1中，DP=S 为水平双轨线路中心距，DP1=S1为斜面双轨线路中心距，其两边形成的角就是∠ω。

2.2 斜面双轨线路中心距S1

斜面双轨线路中心距为S1=S/ cosω。

2.3 斜面双轨线路中心距的自然高差Δh

在图1 中点P1作MG 的垂线P1P2，P1P2是斜面线路中心距的自然高差Δh。Δh= P1P2= DP tgω cosβ2= S tgω cosβ2。

图1 线路计算图

2.4 甩车场的高低道最大高差ΔH

双道起坡甩车场由重、空车线两个相反的坡度而形成高低道标高之差ΔH。也就是提车线路竖曲线切线交点E 与甩车线路竖曲线切线交点E1的标高之差。根据线路的长度和坡度确定。见图2。

图2 线路坡度图

2.5 实际甩、提高差Δh3

由于双轨线路中心距的自然高差Δh 的存在，甩、提车线路竖曲线切线交点之间应有的标高之差就是实际甩、提高差。根据最大高差，甩车线路竖曲线切线交点实际抬高的标高Δh3。Δh3=ΔH－Δh 见图2。

2.6 水平超前距离ΔL 和斜面超前距离Δl

斜面双轨线路中心距投影到水平面，甩车线路的投影点比提车线路投影点（或水平面双轨中心距）往前的水平长PP2，就是水平超前距离ΔL，ΔL=PP2= S tgω sinβ2。

水平超前距离ΔL 在斜面甩车线路上的斜长D1P1，就是斜面超前距离Δl。

Δl= D1P1=S tgω tgβ2。

2.7 甩、提车线路的投影平行线垂直距离h

把提车线路投影到甩车线路的垂直面时，其形成的两个平行线的距离PP1就是甩、提车线路的投影平行线垂直距离h，PP1⊥O2G。h= PP1= S tgω。

2.8 斜面双轨线路的铅垂（垂直）高差Δh2

把提车线路投影到甩车线路的垂直面时，其形成的两个平行线的铅垂（垂直）线段D1P 就是斜面双轨线路的铅垂（垂直）高差Δh2。Δh2=S tgω/cosβ2。

3 甩车场的线路布置及计算

甩车场的线路是自甩车道岔至存车场的道岔之前的线路。其具体线路布置如下：

在斜面交岔点中安设一组甩车道岔和一组分车道岔之后，布置斜面双轨线路。分车道岔开始到常规双轨线路之前有一段双轨线路过渡段。其过渡段分别为提车线的斜线线路和甩车线的直线线路。这两个线路和双轨线路中心距DP1形成一个Rt△O2DP1。其斜线线路长度为m1=O2D=S1/sinα2，直线线路长度为m1=O2P1=S1/tgα2，DP1=S1。过渡段线路之后布置以S1为双轨线路中心距的平行甩、提线路。

在过渡段中要看到一个问题，就是过渡段的斜线线路及常规提车线路投影到甩车线路的垂直面时，斜线线路终点D 投影到平面双轨线路中心距的点P 上，投影后的斜面双轨中心距变成PP1=h= S tgω，由PP1⊥O2G，而从点P 开始往下提车线路的投影是以垂直距离为h 的与甩车线路平行线路。见图1 中虚线。

另一个注意的问题是画线路坡度时，线路过渡段的斜线线路与直线线路只相交而不是平行的。因此，斜线投影到直线甩车线路时，其斜线线路长度及倾角不是真实的数值，如需要按下式计算：

投影角∠γ=tg-1(m2sinβ2+Δh)/ (m2cosβ2－ΔL)

投影线路斜长m3=O2P= (m2sinβ2+Δh)/sinγ=(m2cosβ2－ΔL)/cosγ

双轨线路过渡段之后线路布置首先研究提车线线路，在过渡段终点D 往上设置斜面曲线切线T1，其点D 往下开始提车线线路的方位和坡度改为平行于甩车线线路。布置斜面曲线切线T1、缓和直线段d 和提车线线路竖曲线切线TD。其切线交点为点E，从点E 往前开始布置线路坡度为水平的竖曲线切线TD和水平过渡段，其长度为1000mm。其目的是便于设计和施工。见图2。再往前布置重车存车线路，本文不再论述。

这样提车线线路的主要斜面线路是已知的直线长度DE，lD=DE=T1+d+TD。

甩车线路布置是先在甩车场线路坡度图上确定各数据的位置，然后从上到下线路连结起来就成为甩车线路。

我们要确定的位置是由下至上找出关系位置。从提车线路的竖曲线切线交点E 开始，点E 作甩车线路的垂线EF，EF 在线路坡度图上看就是甩、提车线路的投影平行线垂直距离h，见图2。EF=PP1=h，且DE=P1F=lD=lG，其数值都是已知的。EF 线在斜面线路上看就是斜面双轨线路中心距EF=DP1。见图1。

甩、提线路的竖曲线切线交点E、E1之间存在实际甩、提高差Δh3，从而确定甩车线路的竖曲线的切线交点E1的位置，l=E1F=Δh3/sinβ2。点E1前后布置甩车线路竖曲线切线的水平、斜线长度TG。

甩车线路竖曲线终点到点P1的线路长度为L3= lG－l－TG。甩车线路竖曲线起坡点到提车线路缓冲段前面的距离L5=L2+1000。那么甩车线路的结束点为方便设计及施工，和提车线路一起至点W 结束。再往前布置空车存车线路，本文不再论述。

下面计算一下甩车、提车线路竖曲线之间的尺寸如下：