钢铁企业铁路最小半径的选择

　　摘要：近年来，随着钢铁企业升级改造，以及用地的日益紧张，铁路曲线半径问题在钢铁企业总图运输设计中显得尤为重要。文章论述了钢铁企业铁路改造设计中，频繁面对的准轨铁路最小半径选择的理论依据，同时给出了相应的工程技术措施，以及在设计与生产管理中应侧重注意的问题。 　　关键词：最小半径；铁路；曲线；设计；应用 　　中图分类号：U216.42 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2016）007-0000-01 　　一、研究的背景 　　钢铁企业准轨铁路曲线半径选择的是否合理，对于改善线路质量，提高行车速度，延长钢轨和机车车辆的使用寿命，降低工程造价，节约工程投资，满足钢铁企业工艺流程和生产要求均有非常重要的意义。现就对准轨铁路最小半径选择的指导因素作如下阐述，以更好更明确的指导以后的钢铁企业铁路设计。 　　二、研究的意义 　　在厂内铁路上选择大半径曲线的优点是：曲度小，线路平顺，行车的条件好，同时会减少线路铺设长度。此外采用大半径曲线的缺点是：常使车间距离增大，扩大厂区用地面积，在场地受限的情况下很难实现；相比较而言，选择小半径曲线的缺点是：曲度大，行车速度较低，增加了线路铺设长度，增加了钢轨与机车车辆的磨耗，使机车的粘着系数减小，机车一般也只能选小型的，机车牵引重量不大。优点是：可以使各车间厂房布置紧凑，节约用地，使得铁路对场地的适应性加强。钢铁企业厂内铁路主要服务于内部生产流程中原燃材料、成品、半成品以及废物的传递与输送，种类多、品种杂，一般运量较小、速度慢、运输复杂、倒调频繁，既有热运，又有冷运，因此在钢铁企业厂内铁路设计中，如何确定Rmin就显得很重要。 　　三、影响Rmin确定的主要因素 　　1.行车速度 　　列车在曲线上行使时，由于离心力作用，即使外轨超高已达最大超高数值，列车仍会有未被平衡的离心力，这部分未被平衡的离心力就由外轨所允许的超负荷来承担，这就必须限制行车速度。当最大超高度为150mm，未被平衡的离心力最大容许到列车的5%时，容许最大速度为：Vmax=4.36km/h 　　2.钢轨与机车车辆的磨耗 　　列车行驶于曲线上时，外轮轮缘挤压外轨头内侧，产生摩擦。而且车轮在钢轨上有滑动，因而使钢轨与轮箍的磨耗增加。半径越小，磨耗越严重。据我国一些铁路局的调查统计资料显示，R800m，钢轨磨耗显著减小；R>1200m时与直线差别不大。 　　3.铁路上部构造的强弱 　　曲线半径R的大小将决定线路铁路上部构造的数量和设备的强弱。在R小的曲线上，由于列车行使时的离心力大，车轮对外轨的横向推力增加，为了防止轨道移动，需要加强轨道构造，如加厚道床、增加轨枕数量、加设轨撑（或轨距杆）等。这就加大了工程费用，也增加了日后维修工作量。 　　4.机车粘着系数的大小 　　随着曲线半径R的减小，机车动轮与钢轨间产生滑动，使机车粘着系数亦降低，降低的百分数随半径的减小而增大。机车粘着系数亦降低，最终使机车的粘着牵引力减小，使得列车的牵引重量降低。当R≤400m时，粘着系数的降低显著。 　　5.曲线轨距的加宽值 　　在曲线地段，为了使机车车辆能安全顺利通过曲线，轨距需要加宽，加宽值的大小与曲线半径R、机车车辆的固定轴距和行车车速有关。由于机车车辆的固定轴距是一定值，为了保证机车车辆不掉道，《冶金企业铁路技术管理规程》规定了最大加宽值为25mm。为了行车的安全，在曲线半径R小于120m时，还需要设置护轮轨。 　　6.总平面布置 　　不同的钢铁企业，总平面布置形式和现状条件也不尽相同。总平面布置是影响全局工艺流程方案的重要因素，而各个工艺车间之间是有机的联系在一起的。只有综合各种因素才能设计出好的或是可行的总平面布置，尤其是在一些改造项目中或现状条件受限制的情况下，还要考虑到不影响现有建构筑物和生产设施的情况下，Rmin的选择应服从整体方案的要求。 　　7.地形地貌 　　钢铁企业所选场地的地形地貌亦是决定Rmin的重要因素。平原地区的地形地貌比较简单，可以选用较大的Rmin。山丘地区的地形地貌比较复杂，可以选用较小的Rmin，以缩小厂区用地，减少工程数量，降低工程费用，节约投资。 　　8.特种运输 　　钢铁企业在其内部运输中有其特种车辆和特殊货物的运输，如热渣、铁水、热坯等的热运货物都属此类运输。这种运输的铁路技术条件，往往受到生产工艺布置和场地条件的限制，我们在选定其Rmin时，也应考虑这些因素。 　　9.远景规划 　　任何一个钢铁企业都有发展规划。随着新技术、新工艺的不断提高，企业的技术改造也在不断的进行。因此，在采用铁路最小半径时，也要适当综合考虑近期使用和远景规划，慎重确定，为企业的改建扩建留有改造余地。 　　四、实际应用情况 　　目前，我国钢铁企业规定铁路线路的最小曲线半径一般不得小于150m。在特别困难的地段，且固定使用机车轴距小于3500mm时，曲线半径可采用120m。 　　五、结论 　　在一般的铁路线路设计中，我们并不鼓励采用非常规的特小半径曲线，毕竟曲线半径越小，带来的不利因素就越多越显著。在非困难地段，尤其是在新建钢铁企业的铁路设计中，我们的设计应尽可能的使线路平顺，选用Rmin≥200m更为合理，以适应日后企业改建扩建中留有铁路线路改造的余地。在困难地段，可选用Rmin=150m，以适应场地和现状的要求。在特别困难地段，如不采用更小半径时，就会使工艺流程和总体方案无法成立，Rmin可根据实际情况采用120m、100m、80m等。 　　随着机车车辆技术的不断发展，会使得小半径曲线的某些缺点变的并不突出，相信未来的机车车辆能够更好的适应在小半径曲线上行使。当然，在注意到一种主要倾向的时候，也要注意可能掩盖着的另一种倾向。我们在选用小半径时，也必须注意工厂产量运量的增长，要充分保证生产发展的需要。总之，最小曲线半径是一个重要的设计因素，应该在充分调查研究与分析比较的基础上进行慎重选择。 　　参考文献： 　　[1]铁路轨道强度检算法.中华人民共和国铁道部标准TB2034-88. 　　[2]赵晓光，编著.工业铁路线路.陕西科学技术出版社，1996.