最小曲線半徑高速鐵路的最小曲線半徑

因列車在高速通過(guò)彎道時(shí)由于離心力作用向彎道的外側(cè)產(chǎn)生橫向力，會(huì)對(duì)鋼軌產(chǎn)生擠壓，外翻。（參看：2008年膠濟(jì)鐵路列車相撞事故），為了保證列車的行駛安全，在鐵路的設(shè)計(jì)和建造時(shí)，國(guó)家《修規(guī)》對(duì)不同速度等級(jí)的鐵路規(guī)定 了車輛可以安全通過(guò)的圓曲線的最小半徑，就是線路的最小曲線半徑。高速鐵路和平原地區(qū)干線鐵路一般比較平直，用較大的曲線半徑；山區(qū)鐵路、工廠支線、車輛段道岔的咽喉區(qū)、編組站、城市地鐵等受地形的制約較大的地段，只能使用較小的曲線半徑，列車必須限速通過(guò)。

較大的最小曲線半徑的鐵路線路的例子

京津城際鐵路，最小曲線半徑：5500m，最大縱坡：20‰。

臺(tái)灣高速鐵路，最小曲線半徑：6250m，最大縱坡：35‰。

較小的最小曲線半徑的鐵路線路的例子

阿里山森林鐵路，最小曲線半徑：40m。

上海軌道交通4號(hào)線，最小曲線半徑：150m～300m。

廣州地鐵5號(hào)線，最小曲線半徑：260m。

最小曲線半徑既有車輛段內(nèi)最小曲線半徑設(shè)置情況

車輛段內(nèi)設(shè)置曲線的地方主要在咽喉區(qū)岔群、試車線、燈泡線等，分析國(guó)內(nèi)外車輛段最小曲線半徑的選擇，對(duì)車輛段最小曲線半徑并無(wú)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

1992、1999年地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范及建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于車輛段最小曲線半徑的標(biāo)準(zhǔn)主要是以北京地鐵1號(hào)線的建設(shè)、運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析為基礎(chǔ)的，反映了我國(guó)20世紀(jì)七八十年代的城市建設(shè)、車輛及鋼軌發(fā)展水平的綜合結(jié)果。20世紀(jì)七八十年代，我國(guó)地鐵工程借鑒國(guó)外建造經(jīng)驗(yàn)，選取的曲線半徑較小，車輛段制造水平低，鋼軌材質(zhì)較差，對(duì)鋼軌磨耗影響評(píng)估不足。隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平的不斷提高，如今車輛段最小曲線半徑標(biāo)準(zhǔn)提高，主要因?yàn)榭紤]列車通過(guò)曲線帶來(lái)的噪聲和磨耗，適當(dāng)提高曲線半徑有助于降低營(yíng)運(yùn)成本。

美國(guó)、日本、法國(guó)等國(guó)地鐵車輛段并無(wú)統(tǒng)一的最小曲線半徑標(biāo)準(zhǔn)。紐約地鐵最小曲線半徑為107 m，芝加哥和波士頓地鐵為100 m;東京、大阪等城市地鐵最小曲線半徑大部分不足200 m ；巴黎地鐵最小曲線半徑僅為75 m 。

最小曲線半徑車輛段最小曲線半徑影響因素

車輛段最小曲線半徑的確定，是綜合考慮車輛的轉(zhuǎn)向架型式、工程的可實(shí)施性，工程與運(yùn)營(yíng)的經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境影響等各個(gè)方面平衡的結(jié)果。主要包括以下幾個(gè)方面：

1）車輛的轉(zhuǎn)向架型式

轉(zhuǎn)向架是地鐵車輛的重要技術(shù)部件，它除了發(fā)揮支承、導(dǎo)向和隔振等重要作用外，還要起傳遞牽引力和制動(dòng)力的作用，對(duì)車輛的運(yùn)行性能起著決定性的作用。

轉(zhuǎn)向架本身的結(jié)構(gòu)、懸掛參數(shù)等對(duì)地鐵車輛系統(tǒng)的輪對(duì)橫移量、輪對(duì)搖頭角、輪軌橫向力、脫軌系數(shù)、輪重減載率等有很大的影響。也就是說(shuō)轉(zhuǎn)向架的型式制約著地鐵車輛所能通過(guò)的最小曲線半徑。

2）工程的可實(shí)施性

車輛段設(shè)計(jì)和施工中，任何小半徑曲線均可實(shí)施，一般來(lái)說(shuō)影響最小曲線半徑的因素主要有征地拆遷和接觸網(wǎng)(接觸軌)兩種。

以廣州地鐵5號(hào)線魚珠車輛段為例，其庫(kù)外軌道最小曲線半徑為65 m，直線段接觸網(wǎng)支柱側(cè)面限界為2300 mm；曲線段，受線路條件所困，為增大支柱側(cè)面限界，需采用小250 mm支柱作為門形架中間支柱，經(jīng)過(guò)計(jì)算該區(qū)域支柱側(cè)面限界最小為2125 mm即可滿足要求。此外由于曲線半徑太小，原接觸網(wǎng)懸掛方案雖可以保證將接觸線高度調(diào)整至機(jī)車受電弓工作范圍，但卻超過(guò)了接觸線設(shè)計(jì)高度，這可能導(dǎo)致接觸網(wǎng)和受電弓基礎(chǔ)壓力不夠，在瞬間可能發(fā)生弓網(wǎng)分離(“離線”狀態(tài))，其后果是使列車工作電流時(shí)斷時(shí)續(xù)，時(shí)大時(shí)小，運(yùn)行發(fā)生異常。綜上，最小曲線半徑會(huì)影響車輛段接觸網(wǎng)施工難度，并直接影響弓網(wǎng)關(guān)系。

3）工程和運(yùn)營(yíng)的經(jīng)濟(jì)性

較小的曲線半徑，能夠更好地適應(yīng)地形、地質(zhì)等外部條件的約束。隨著城市的快速發(fā)展，車輛段基地周邊可能存在較多建筑物，其對(duì)車輛段選址形成較大約束。此外，一些需要保護(hù)的古樹(shù)、古跡，大中型市政管、高壓線以及其他特殊類型構(gòu)筑物也在一定程度上影響車輛段的選址，某些情況下，這些因素決定著車輛段選址能否成立。曲線半徑可靈活運(yùn)用，合理規(guī)避不必要的征地和拆遷，從而達(dá)到節(jié)省工程投資的目的。但是，選擇曲線半徑較小，也意味著增加線路長(zhǎng)度、加大維護(hù)保養(yǎng)工作量或者改變鋼軌材質(zhì)而引起投資費(fèi)用增加。

此外，軌道交通輪軌系統(tǒng)的反復(fù)相互作用引起了輪軌磨耗，輪軌磨耗不僅造成金屬的大量浪費(fèi)，還增加了線路的養(yǎng)護(hù)維修成本，降低了車輪和軌道的可靠性，尤其是曲線半徑越小，鋼軌的磨耗越嚴(yán)重，鋼軌更換周期越短。

4）環(huán)境對(duì)曲線半徑的高要求

車輛段內(nèi)由于不載客運(yùn)行，因此不存在旅客舒適度的要求。但是，地鐵列車在通過(guò)小半徑曲線時(shí)，車輪相對(duì)于鋼軌產(chǎn)生橫向滑動(dòng)，往往要發(fā)出尖嘯的噪聲。2001年8月22日，德國(guó)SIEMENS公司在廣州地鐵1號(hào)線對(duì)地鐵車輛的振動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表明，上行線長(zhǎng)壽路一陳家祠區(qū)間小半徑曲線垂向振動(dòng)加速度最大值達(dá)37 m/s²，而無(wú)波磨地段垂向振動(dòng)加速度最大值達(dá)15 m/s²。嚴(yán)重的波磨引起地鐵車輛的劇烈運(yùn)動(dòng)，發(fā)出尖嘯的噪聲。

地鐵車輛段物業(yè)開(kāi)發(fā)是未來(lái)地鐵車輛段建設(shè)的趨勢(shì)，列車通過(guò)較小曲線半徑往往會(huì)加劇車輪與鋼軌的碰撞，從而產(chǎn)生較大的噪聲，影響車輛段物業(yè)開(kāi)發(fā)的品質(zhì)，甚至車輛段周邊居民正常生活。

鐵路車輛由于受轉(zhuǎn)向架上前后兩個(gè)輪之間距離的制約，彎度過(guò)急的線路是無(wú)法通過(guò)的。鐵路車輛能夠通過(guò)的曲率最大的圓曲線的最小半徑，就是車輛的最小曲線半徑。

這種情況在一個(gè)轉(zhuǎn)向架上有多個(gè)軸的鐵路機(jī)車上尤為明顯，如Co-Co軸式的機(jī)車適合跑平直高速干線。相對(duì)而言，同為六軸的Bo-Bo-Bo軸式的鐵路機(jī)車更適合跑小彎道、大坡度的山區(qū)鐵路。

較大的最小曲線半徑的鐵路車輛的例子

和諧號(hào)CRH3型電力動(dòng)車組

較小的最小曲線半徑的鐵路車輛的例子

韶山7型電力機(jī)車

除了最小曲線半徑和最大縱坡以外，列車通過(guò)的速度還受到緩和曲線和夾直線的長(zhǎng)度的制約。2100433B

起重機(jī)回送時(shí)，可通過(guò)的最小線路曲線半徑。

起重機(jī)自力走行可通過(guò)的最小線路曲線半徑。

是保證汽車在設(shè)置超高的曲線部分行駛時(shí)所產(chǎn)生的離心力不超過(guò)輪胎和路面的摩阻力所允許的界限，其中并須考慮使乘車人感覺(jué)良好和駕駛員操縱方便。確定最小曲線半徑時(shí)，必須綜合考慮以下各項(xiàng)因素：汽車在曲線上行駛的速度與平穩(wěn)性、乘客的舒適程度、車輛和輪胎的損耗、燃料的消耗以及修建費(fèi)用等。

加寬 　汽車在平曲線上行駛時(shí)，各個(gè)車輪的軌跡不相同，靠平曲線內(nèi)側(cè)后輪的曲線半徑最小，而靠平曲線外側(cè)前輪行駛的半徑最大，即在平曲線路段上行車部分寬度比直線路段為大。為了汽車在轉(zhuǎn)彎中不侵占相鄰車道，平曲線路段的車行道必須靠曲線內(nèi)側(cè)加寬。加寬值根據(jù)車輛對(duì)向行駛時(shí)兩車之間的相對(duì)位置，以及行車擺動(dòng)幅度在平曲線上的變化，綜合確定，它又與平曲線半徑、車型以及行車速度有關(guān)。

超高 　在設(shè)計(jì)平曲線時(shí)，由于受地形、地理等因素的影響，往往不可能都采用較大的平曲線半徑，當(dāng)采用較小的平曲線半徑時(shí)，為使汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)不致傾覆和滑移，保證車輛行駛的穩(wěn)定性，需將路面外側(cè)提高，把原來(lái)的雙面坡改成為向內(nèi)側(cè)傾斜的單面坡。