Минималды теміржол қисығының радиусы - Minimum railway curve radius

Бұл мақала үшін қосымша дәйексөздер қажет тексеру. Өтінемін көмектесіңіз осы мақаланы жақсарту арқылы дәйексөздерді сенімді дерек көздеріне қосу. Ресурссыз материалға шағым жасалуы және алынып тасталуы мүмкін. Дереккөздерді табу: «Минималды теміржол қисығының радиусы»  – жаңалықтар  · газеттер  · кітаптар  · ғалым  · JSTOR (Желтоқсан 2019) (Бұл шаблон хабарламасын қалай және қашан жою керектігін біліп алыңыз)

Бойынша 90 фут (27.43 м) радиустары көтерілген 4 фут8 ¹⁄₂ жылы (1,435 мм) стандартты өлшеуіш Чикаго 'L'. Бұдан жоғары радиустарға орын жоқ көше қиылысу бұл кезде көлденең түйісу кезінде Уэллс және Көл көше қиылысу солтүстік-батыс бұрышында цикл

The минималды теміржол қисығының радиусы белгілі бір шарттар шеңберінде теміржол трассаларының орталық сызығы үшін ең қысқа рұқсат етілген жобалық радиусы болып табылады. Бұл құрылыс шығындарына және пайдалану шығындарына маңызды әсер етеді жоғары деңгей жағдайда (екі рельстің көтерілуіндегі айырмашылық) пойыз жолдары, қисықтың максималды қауіпсіз жылдамдығын анықтайды. Қисық сызығының минималды радиусы - дизайндағы бір параметр теміржол көлігі^[1] Сонымен қатар трамвайлар;^[2] монорельстер және автоматтандырылған бағдарлар минималды радиусқа да бағынады.

Тарих

Бірінші тиісті теміржол болды Ливерпуль және Манчестер теміржолы Ол 1830 жылы ашылды. Жүз жылдан астам уақыт өткен трамвай жолдары сияқты, L&M қисық сызықтары мен градиенттер. Бұл жұмсақ қисықтардың себептеріне жолдың беріктігінің жоқтығы жатады, егер олар қисықтар өте өткір болса, рельстен шығып кетуі мүмкін. Қисықтар неғұрлым нәзік болса, көріну соғұрлым үлкен болады, осылайша ахуалды жоғарылату арқылы қауіпсіздікті арттырады. Ең ерте рельстер қысқа ұзындықта жасалған соғылған темір, кейінірек сияқты бүгілмейді болат 1850 жылдары енгізілген рельстер.

Минималды қисық радиусына әсер ететін факторлар

Теміржолдардың минималды қисық радиустары басқарылатын жылдамдықпен және жылжымалы құрамның қисықтыққа бейімделуінің механикалық қабілетімен реттеледі. Солтүстік Америкада 288 футтық (87,8 м) радиусты орналастыру үшін теміржол компаниялары арасында шектеусіз айырбастауға арналған жабдықтар салынған, бірақ әдетте 410 футтық (125,0 м) радиус минимум ретінде қолданылады, өйткені кейбір жүк вагондары (жүк вагондары) ) өткір қисықтықты қабылдай алмайтын теміржолдар арасындағы арнайы келісім бойынша жүзеге асырылады. Ұзын жүк пойыздарын басқару үшін минималды 574 футтық (175.0 м) радиусқа артықшылық беріледі.^[3]

Ең өткір қисықтар ең кішіде болады тар калибр жабдықтар пропорционалды түрде аз болатын теміржолдар.^[4] Стандартты калибрде сондай-ақ тығыз қисықтар болуы мүмкін, егер ол үшін жылжымалы құрам жасалса, бұл стандартты калибрдің стандарттау артықшылығын жояды. Трамвай жолдарының қисық радиусы 100 футтан (30,5 м) төмен болуы мүмкін.

Паровоздар

Қуатты (бу) локомотивтерге деген қажеттілік өсе бастаған сайын, қозғалмалы доңғалақ базасында көп қозғалатын дөңгелектерге деген қажеттілік те артты. Дөңгелектің ұзын негіздері шағын радиустың қисықтарымен жақсы жұмыс істемейді. Әр түрлі түрлері буындық локомотивтер (мысалы, Балға, Гаррат, және Шей ) бірнеше экипажы бар бірнеше локомотивтерді басқарудан аулақ болу үшін ойлап тапты.

Жақында шыққан дизельдер мен электровоздарда доңғалақ базасының проблемасы жоқ, өйткені олар икемді сазға ие, сонымен қатар бір бригадада бірнеше рет басқарылады.

• The Тасмания үкіметтік теміржолдары К класы болды
  • 610 мм (2 фут) өлшеуіш
  • 30 фут радиустық қисықтар
• Гарратт мысалы
  • 1000 мм (3 фут3 ³⁄₈ жылы) метр өлшеуіш
  • 25 кг / м (50,40 фунт / жд) рельстер
  • Негізгі желі радиусы - 175 м (574 фут)
  • Қабырға радиусы - 84 м (276 фут) ^[5]
• 0-4-0
  • GER сыныбы 209
  • 1,435 мм (4 фут8 ¹⁄₂ жылы) стандартты өлшеуіш

Муфталар

Барлығы емес қосқыштар өте қысқа радиусты басқара алады. Бұл әсіресе еуропалықтарға қатысты буферлік және тізбекті муфталар, мұндағы буферлер рельс вагонының корпусының ұзындығын ұзартады. Максималды жылдамдығы 60 км / сағ (37 миль / сағ) үшін буферлік және тізбекті муфталар минималды радиусты шамамен 150 м-ге дейін арттырады (164 йд; 492 фут). Қалай тар табанды теміржолдар, трамвай жолдары, және жедел транзит жүйелер әдетте магистральдық теміржолдармен алмастырылмайды, Еуропадағы осы типтегі теміржолдардың мысалдары көбінесе буферсіз орталық байланыстырғыштарды пайдаланады және қатаң стандартқа сәйкес келеді.

Пойыздың ұзындығы

Ұзын ауыр жүк пойызы, әсіресе вагондары аралас жүк тиейтін вагондар, қысқа радиустық қисықтарда күресе алуы мүмкін жинағыш күштер рельстерден аралық вагондарды тартып алуы мүмкін. Жалпы шешімдерге мыналар жатады:

• пойыздың артындағы жеңіл және бос вагондарды маршалдау
• аралық локомотивтер, оның ішінде қашықтықтан басқарылатын
• қисықтарды жеңілдету
• төмендетілген жылдамдықтар
• жылдам жолаушылар пойыздары есебінен төмендетілген кант (супереверация)
• көп, қысқа пойыздар
• вагондарды теңестіру (көбіне жұмыс істейді) бірлік пойыздар )
• жүргізушілерді жақсы даярлау
• тарту күштерін көрсететін басқару элементтері
• Электронды басқарылатын пневматикалық тежегіштер

Осыған ұқсас мәселе градиенттердің қатты өзгеруімен (тік қисықтар) орын алады.

Жылдамдық

Ауыр пойыз жылдамдықпен бұрылысты айналып өтіп бара жатқанда центрге тарту күші жағымсыз әсерлерді тудыруы мүмкін: жолаушылар мен жүктер жағымсыз күштерді сезінуі мүмкін, рельстердің ішкі және сыртқы жақтары бірдей емес тозады, ал аз бекітілген жолдар қозғалуы мүмкін.^{[күмәнді – талқылау]} Бұған қарсы тұру үшін, а мүмкін емес (жоғары деңгей) қолданылады. Ең дұрысы, пойызды осылай еңкейту керек нәтиже беретін күш пойыздың төменгі бөлігі арқылы тігінен төмен қарай әрекет етеді, сондықтан доңғалақтар, жол, пойыз және жолаушылар бүйірлік күшті аз сезінеді немесе сезінбейді («төмен» және «бүйірлік» жол мен пойыз жазықтығына қатысты беріледі). Кейбір пойыздар қабілетті еңкейту жолаушылардың жайлылығы үшін бұл әсерді жақсарту. Жүк және жолаушылар пойыздары әртүрлі жылдамдықта қозғалатын болғандықтан, теміржол қозғалысының екі түрі үшін де өте қолайлы бола алмайды.

Жылдамдық пен көлбеу арасындағы байланысты математикалық жолмен есептеуге болады. Біз теңгерім формуласынан бастаймыз центрге тарту күші: θ - пойыздың қисаюына байланысты бұрылған бұрыш, р қисық радиусы метрмен, v - бұл секундына метрдегі жылдамдық, және ж болып табылады стандартты ауырлық күші, шамамен 9,81 м / с²-ге тең:

${ displaystyle tan theta = { frac {v ^ {2}} {gr}}}$

Қайта құру р береді:

${ displaystyle r = { frac {v ^ {2}} {g tan theta}}}$

Геометриялық, сарғыш θ білдіруге болады (көмегімен Шағын бұрыштық жуықтау ) тұрғысынан жол өлшеуіш G, мүмкін емес сағ_а және жетіспеушілік сағ_б, барлығы миллиметрмен:

${ displaystyle tan theta approx sin theta = { frac {h_ {a} + h_ {b}} {G}}}$

Тотығу үшін бұл жуықтау θ береді:

${ displaystyle r = { frac {v ^ {2}} {g { frac {h_ {a} + h_ {b}} {G}}}} = { frac {Gv ^ {2}} {g (h_ {a} + h_ {b})}}}$

Бұл кестеде қисық радиустардың мысалдары көрсетілген. Теміржолдарды салуда қолданылатын мәндер әр түрлі болады және қажетті тозу мен қауіпсіздік деңгейлеріне байланысты.

Трамвай жолдары төмен жылдамдыққа байланысты, әдетте, көрінбейді. Оның орнына олар пайдаланады бағыттаушы ретінде рельстердің сыртқы ойықтары тығыз қисықтарда.

Өтпелі қисықтар

Қисық бірден түзуге айналмауы керек, бірақ уақыт өте келе радиусы біртіндеп ұлғаюы керек (максималды жылдамдығы 100 км / сағ болатын сызық үшін арақашықтық 40м-80м). Өтпелі қисықтардан гөрі нашар кері қисықтар аралықсыз тікелей жолсыз. The жоғары деңгей ауысуы керек. Жоғары жылдамдықтар ұзағырақ өтуді қажет етеді.

Тік қисықтар

Пойыз қисық сызықты келісіп жатқанда, жолдағы күш өзгереді. Тығыз қисық сызық поездың астынан түсіп бара жатқанда жолдан кетуіне әкелуі мүмкін; тым қатты «шұңқыр» болса, пойыз рельстерге түсіп, оларды зақымдайды. Дәлірек айтқанда қолдау күші R қисық радиустың функциясы ретінде пойыздағы жолмен жүзеге асырылады р, пойыз массасы мжәне жылдамдық v, арқылы беріледі

${ displaystyle R = mg pm { frac {mv ^ {2}} {r}}}$

екінші термин шұңқырларға оң, кресттерге теріс. Жолаушыларға ыңғайлы болу үшін арақатынасы гравитациялық үдеу ж дейін центрге тартқыш үдеу v²/ r мүмкіндігінше аз мөлшерде ұстау керек, әйтпесе жолаушылар салмағындағы үлкен өзгерістерді сезінеді.

Пойыздар тік беткейлерге көтеріле алмайтындықтан, олардың вертикалды қисықтардан өтуге мүмкіндігі аз. Алайда, жүрдек пойыздардың қуаттылығы жеткілікті, сондықтан көлбеу қисықтарда кедергілер бойынша қозғалу үшін қажетті құлдырау жылдамдығынан гөрі тік көлбеуді немесе олардың үстінен өтуге немесе олардың үстінен өтуге қажет құрылыс шығындары жоғары. Жоғары жылдамдық 1 (2-бөлім) Ұлыбританияда минималды тік қисық радиусы 10000 м (32.808 фут) құрайды^[6] және Жоғары жылдамдық 2 жоғары жылдамдықпен 400 км / сағ (250 миль / сағ), 56000 м (183,727 фут) радиусты әлдеқайда үлкен деп болжайды.^[7] Бұл екі жағдайда да салмақтың өзгеруі 7% -дан аз.

Теміржол құдық машиналары сонымен қатар тәуекел төмен клиренс тығыз шыңдардың басында.

Проблемалық қисықтар

• The Австралиялық стандарт Гарратт болған флангасыз өткір қисықтарда рельстен шығуға бейім жетекші жетекші дөңгелектер.
• Сұйық қисықтар Порт Августа дейін Хоукер сызығы Оңтүстік Австралия темір жолдары үлкен және ауыр болған кезде рельстен шығу проблемаларын тудырды X сынып қисық сызықты жеңілдету үшін қайта бағыттауды қажет ететін локомотивтер енгізілді.^[8]
• 5 тізбекті (101 м; 330 фут) қисықтар Оберон, Батлоу, және Дорриго желілері, Жаңа Оңтүстік Уэльс шектелген паровоздар 0-6-0 19 сынып.

Таңдалған минималды қисық радиустарының тізімі

Бұл бөлім үшін қосымша дәйексөздер қажет тексеру. Өтінемін көмектесіңіз осы мақаланы жақсарту арқылы дәйексөздерді сенімді дерек көздеріне қосу. Ресурссыз материалға шағым жасалуы және алынып тасталуы мүмкін. (Маусым 2019) (Бұл шаблон хабарламасын қалай және қашан жою керектігін біліп алыңыз)

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

Сыртқы сілтемелер

• Хилтон, Джордж В .; Джон Фицджералдтың арқасында (1 қаңтар 2000). Америкадағы электрлік қалааралық теміржолдар. Стэнфорд университетінің баспасы. ISBN  978-0-8047-4014-2. Алынған 10 маусым 2014.