动车组运行速度限制研究
时间：2020-12-13 08:07:57 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
(北京交通大学交通运输学院，北京 100044)
摘 要：从曲线、道岔、桥梁、隧道、气象等不同条件下分析了动车组各自的限速情况，为正确合理的限制动车组的运行速度提供了重要参考。
关键词：动车组；
运行速度；
限速
中图分类号：U212 文献标识码：A 文章编号：1007—6921(2008)06—0282—02
随着我国客运专线的大量建设和既有线的大力提速，动车组随即成为铁路运输的新品牌，它以高速和安全深受广大旅客喜爱。由于我国幅员辽阔，铁路经过的地方差别迥异，时而平原，时而高山，时而河流，在实际运行中，为确保安全，应该在不同的条件下限速运行。动车组正常运行需要考虑的速度限制包括：曲线限速、道岔限速、线路(维修或状态不良)限速、桥梁限速、隧道限速、气象条件限速。
1 曲线限速
1.1 曲线半径不足引起的限速
曲线限速主要是曲线的超高不足，与普速列车相同，动车组在曲线上运行会产生离心力，离心力大小与切线半径成反比。通常采用曲线外轨超高来平衡离心力，能够使得离心力均衡的超高可用式1计算。
C=11.8v2R-1（1）
式中：C—使离心力达到均衡的超高，mm；
v—曲线通过速度，km/h；
R—曲线半径，m。
从旅客舒适度考虑，曲线实设超高不等于均衡超高时可能造成列车限速，但允许线路的过超高、欠超高、或二者之和在一定的范围之内。根据试验数据，欠超高和过超高一般应在40～80mm范围内，最大不超高110mm；
欠超高与过超高之和一般应不＞110mm，困难时不超过140mm；
曲线实设超高与欠超高之和一般应不＞220mm，困难时不超过260mm，京沪高速铁路实设最大超高允许值为180mm。最小曲线半径按式2计算：
Rmin=11.8v2［h+hq］-1（2）
式中：Rmin—最小曲线半径，m；
V—最高通过曲线速度，km/h；
h—曲线实设超高,mm；
hq—欠超高，mm。
因曲线实设超高与欠超高之和一般不＞220mm，由此可导出曲线限速：
既有线提速线路曲线半径是限速因素，正常情况下，区间线路最小曲线半径3 500m，困难条件下不＜2 800m，既有线半径2 500m的曲线通过速度可为200km/h。曲线半径＜2 500m、＞2 200m的地段允许速度需要超过180km/h时，须经铁道部批准。坡度代数差＞1‰时须设圆曲线型竖曲线，竖曲线最小长度不宜＜25m，速度200km/h时竖曲线半径不得＜15 000m。允许速度＞200km/h的地段，竖曲线半径应不＜20 000m，特别困难条件下应不＜15 000m并经铁道部批准。
1.2 缓和曲线长度不足引起的限速
曲线的缓和曲线长度也是动车组运行限速因素之一。为了保证乘坐舒适度，高速铁路要求超高时变率、未被平衡的横向加速度时变率等条件需要在限定的范围之内，因此缓和曲线长度应满足运行要求，如果缓和曲线短于规定值，则需限速。
根据旅客舒适度允许的欠超高时变率［β］限值，一般条件下取23mm/s，困难条件下取38mm/s，因此，缓和曲线应满足l缓≥0.5848vmax；
否则，缓和曲线限速：
v≤1.71l缓（4）
式中：v—缓和曲线引起的限速，km/h；
l缓—缓和曲线长度，m。
根据超高时变率［f］限值，一般条件下取25mm/s，困难条件下取31mm/s，因此，缓和曲线应满足l缓≥.6129vmax；
否则，缓和曲线限速：
v≤0.62l缓（5）
式中：v—缓和曲线引起的限速，km/h；
l缓—缓和曲线长度，m。
2 道岔限速
道岔是轨道的薄弱环节，道岔直向和侧向通过速度均有限制，直向通过限速应根据试验数据确定，侧向通过限速一般按下列数据确定：①30、38号道岔最高侧向通过速度不大于140km/h；
②18号道岔，当导曲线半径为860m及以上时最高侧向通过速度不＞80km/h；
当导曲线半径为800m时最高侧向通过速度不＞75km/h；
③12号道岔，当导曲线半径为350m时最高侧向通过速度不＞50km/h；
当导曲线半径为300m时最高侧向通过速度不＞45km/h；
④9号道岔最高侧向通过速度不＞30km/h。客车与货车侧向通过道岔的速度有差别，可动心轨道岔与固定心轨道岔侧向通过速度也有差别，应按设计规范中提供的数据确定。
3 隧道和桥梁限速
桥梁限速根据桥梁的稳定状态和试验确定。
隧道限速根据隧道净空面积确定。根据铁科院的研究报告，在隧道净空面积为100m时最大行车阻力比明线增大15%～30%，会车时的空气阻力比明线的增大值不超过30%。当隧道净空面积不足时，阻力明显增大，并且洞口受微气压波的作用可能产生爆炸声，因此，条件不满足要求时需考虑限速。
既有线提速线路的隧道是限速因素之一，速度200km/h线路隧道内轨顶面以上净空面积单线隧道应不＜52m2，双线隧道应不＜80m2；
允许速度＞200km/h的单线隧道，隧道内轨顶面以上净空面积单线隧道应不＜58m2，双线隧道应不＜90m2。净空面积不满足要求的应采取限速措施。
4 气象条件限速
气象条件限速主要指大风、雨雪、地震等条件下对列车速度的限制。日本新干线规定在风速为20、25、30m/s时，动车组行车速度为160、70km/h和停运；
规定在地震加速度为40～80gal、80～120gal和＞120gal时，动车组行车速度分别为70、30km/h或停运；
大雪天气根据积雪厚度及接触网状态确定运行速度。
提速200km/h线路，动车组在环境风风速不＞25m/s时，可以正常速度运行。当环境风风速在25～30m/s时，运行速度不＞120km/h。当环境风风速＞30m/s时，严禁动车组进入风区。
5 动车组限速
在下列情况下，动车组限速运行：①动车组制动系统故障切除25%制动力时，限速160km/h运行；
切除50%制动力时，限速120km/h运行。②空气弹簧故障时，限速160km/h运行。③车窗玻璃破损导致车厢密封失效时，限速160km/h运行。④动车组在调车作业时一般采用自走行方式，最高限速40km/h。如果线路处于维修后开通初期或经动态检查后确认线路状态不良，均可能引起区段限速，限速指令和相关信息由地面列控中心确定和发送，车载系统收到后执行。
6 结语
动车组在实际运行中的速度，可能是几个限制条件共同作用的结果，具体到哪一段路线，需要深入细致的分析其限制条件，如果速度限制的太低，增加旅客的乘车时间，降低动车组利用效率，如果速度限制不到位，则可能发生严重的事故。
［参考文献］
［1］ 铁道部运输局.CRH2型动车组司机手册［S］. 北京:中国铁道出版社，2006.
［2］ 中华人民共和国铁道部.京沪高速铁路设计暂行规定［S］. 北京:中国铁道出版社，2005.
［3］ 中华人民共和国铁道部.铁道技术管理规程［M］. 北京:中国铁道出版社，2006.
［4］ 铁道部.时速200和300公里动车组主要技术条件［S］.铁运函［2006］462号，2006.
［5］ 中华人民共和国铁道部.铁路200～250km/h既有线技术管理暂行办法［S］.北京:中国铁道出版社，2007.
