(一)区段站分布
区段站是划分机车牵引区段的车站。其主要任务之一是为邻接区段及时供应机车,此外还有通过列车的接发作业、区段和摘挂列车的解编作业以及机车整备检修和车辆检修等作业。除车站运转需要的人员与设备外,区段站还设有客货运业务设备、机务段、车辆段。因此,区段站分布对线路的方向选择和工程、运营条件,特别是对机车运用效率有很大影响,必须结合机车交路设计,对区段站位置认真进行技术经济比较,从而得出经济合理、运营方便的优化方案。
影响区段站分布的因素较多,主要应考虑以下几个方面:
(1)结合路网布局和相邻铁路机务段布局,并适应车流的需要,合理分布区段站。区段站设置应与接轨站结合考虑,可利用既有线的机务基本段或折返段[图10-8(a)],或设计线新建机务基本段而在既有线区段站折返[图10-8(b)]。方案需根据车流情况、既有线机务段的负荷与改建条件以及设计线设置区段站的条件比选后确定。
图10-8 各种接轨情况下的机车交路和区段站设置示意图
(2)尽量采用长交路、轮乘制,以加速机车车辆周转,提高运营经济效益,并节约区段站投资。
(3)区段站分布要满足机车乘务员工作不超劳的要求。按规定,机车乘务组一班一次连续工作时间(包括出退勤)一般以10h为宜,最长不得超过12h。因此,区段站分布要结合机车交路要求,相互适应、相互配合。
(4)尽量靠近较大城镇和工矿企业所在地设置区段站,以满足客货流集散的需要,并可改善铁路员工的生产与生活条件。区段站站址要与城镇发展规划相配合。
(5)区段站应设在地形平坦、地质条件较好、占用农田少、便于“三废”(废气、废水、废渣)处理和水源、电源较为方便的地点。
(6)尽可能在列车换重、补机摘挂地点设置区段站,以减少列车改编设备和补机设备的投资。
(二)中间站、会让站、越行站分布
中间站的功能主要有两个:一是进行列车会让、越行及其他技术作业,以满足行车及通过能力的要求;二是进行客货运作业,以满足地方客货运需求。办理客货运业务的中间站分布应结合城市或地区以及交通规划进行合理设置,以方便地方客货运输,为多种运输方式的联合运输创造条件。
随着铁路发展,集中化运输不再站站办理客货运业务。对不办理客货运业务、仅办理列车会让和越行且没有其他技术作业的车站,单线铁路称为会让站,双线铁路称为越行站。车站分布首先必须满足国家规定的客货运量要求,即通过能力N必须大于需要通过能力Nx。对于客货共线铁路,Nx 可按式(10-1)计算:
式中 α——通过能力储备系数;
Nzt,Nk,Nkh,Nld,Nzg——按行车组织设计确定的直通货物、旅客、快货、零担、摘挂列车对数,对/d;
εk,εkh,εld,εzg——旅客、快货、零担、摘挂列车的换算系数。
1.单线铁路
对于单线半自动闭塞铁路(图10-9),其通过能力要求为
式中 tw,tf——上、下行列车区间往和返走行时分,min;
tb,th——车站到达间隔和会车间隔,min;
——单线铁路维修天窗,min,不应小于90 min。
分布车站时,应使相邻车站之间的列车往返走行时分之和的最大值(tw+tf)max 不大于按Nx 计算得出的最大区间走行时分。变换式(10-2)可得
图10-9 单线平行成对运行图(www.xing528.com)
图10-10 双线追踪运行图
2.双线铁路
双线铁路一般采用自动闭塞,上、下行列车在双线上可实现单方向追踪运行(图10-10),其通过能力要求为
式中 ——双线铁路维修天窗,min,不应小于120 min;
I——同向前后两列车由同一车站发车的追踪间隔时分,min。
双线自动闭塞铁路车站分布的疏密与该线的平行运行图能力没有直接的关系,但当客货列车运行速度差增大时,在一个区间内,客货列车会形成一定的走行时差,使货物列车避开旅客列车的概率增加,影响实际的(非平行)运行图能力。因此,双线铁路车站的站间距离可以超过20km,但最长以不大于30km为宜。
(三)单线铁路规划纵断面
根据地形特点并考虑通过能力要求,对一段线路的车站分布进行总体安排,概略地估计各车站位置、标高和区间坡度,其线路纵断面称为规划纵断面。对于单线普速铁路,规划要求是各车站位置满足式(10-3)的要求。根据实际地形的变化,规划纵断面区间有多种类型(图10-11)。
图10-11 规划纵断面区间类型
1.单面坡
如图10-11(a),(b)所示,当区间为单一坡度i时,可先按允许的最大区间往返走行时分(tw+tf)max 求得允许的站间距离Ly,若车站分布的站间距离不大于Ly,则一般可满足要求。
如图10-11(a)所示,设车站站坪坡度为iz,站坪长度为Lz,按均衡速度法计算站坪范围内和区间的加算坡度上每公里往返走行时分为twf(z)和twf(i),并考虑一对列车起、停各一次(时分为tq 和tt)。那么,区间的往返走行时分将有:
对于紧坡地段[图10-11(b)],为了缩短线路的总长度,除站坪范围内设计较缓坡度外,其余地段需用足最大坡度设计纵断面。由于平面上不可避免地会有曲线或隧道(≥400m),故最大坡度imax 应予以减缓(Δi)。定线坡度id 为
式中,Δi根据定线的经验,视地形、地质困难情况取0.05imax~0.15imax。
2.平坡
如图10-11(c)所示,当地形平坦时,车站及区间坡度可取平坡(i=0)。两相邻车站的高差h=0。若平坡的每公里往返走行时分为twf(0),由式(10-6)可得允许的最大站间距为
3.多坡段组合
如图10-11(d)所示,当缓坡地段的区间取为若干个地段的平均坡度(均小于最大坡度)时,应按式(10-10)验算区间走行时分:
式中 n——该区间的坡段数;
Li(m)——区间内第m个坡道的坡段长度,m;
twf(m)——区间内第m个坡道按加算坡度求得的每公里往返走行时分,min。
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