煤矿窄轨曲线轨道加宽和抬高的分析与计算 .pdfVIP

煤矿窄轨曲线轨道加宽和抬高的分析与

计算

摘要：煤矿窄轨铁路运输是矿井辅助运输的主要组成部分，承载矿井生产所

需要的材料、设备、矸石以及人员的运输。随着综采及综掘设备的发展，设备重

量的增加，要求煤矿窄轨铁路钢轨上运行的车辆吨位越来越大，钢轨的承载力就

自然越来越大，特别是对曲线轨道的铺设提出了更高的要求。文章通过对曲线轨

道运输中带来的一些危害，阐述了曲线轨道铺设的技术要点，给出计算方法。

关键词：曲线轨道；抬高；加宽

引言

煤矿窄轨铁路运输是矿井辅助运输的主要组成部分，担负着生产所需要的材料、设备、

矸石以及人员的运输，由于曲线轨道是轨道线路上的薄弱环节，铺设难度大，技术含量高，

要求严格，因此铺设曲线轨道与直线轨道有所不同，铺设的质量直接影响运输生产能力和运

输安全。

一、曲线轨道外轨抬高技术

1、曲线半径

车辆在曲线上运行会产生离心力，增加了运行阻力，严重时会导致翻车事故，

因此曲线轨道半径不宜太小，通常要根据通过车辆的运行速度确定。当车辆运行

速度≤1.5m/s时，曲线半径不得小于通过车辆最大固定轴距的7倍；当车辆运行

速度1.5m/s~3.5m/s时，曲线半径不得小于通过车辆最大固定轴距的10倍；当

车辆运行速度＞3.5m/s时，曲线半径不得小于通过车辆最大固定轴距的15倍。

通过现场弯道曲线计算弯道曲线半径的方法，如下：

①在弯曲线上任意选取2m长的弦AB，量的弦AB的垂直平分线与所对应弧交

点与C点的距离L。

1

②利用勾股定理：在直角△BCO中：R=BC+OC=1+（R-L）

22222

1

式中：R--弯道半径；

BC--弦的一半，1m；

L--实测数据，弦AB的垂直平分线与所对应弧交点与

1

C点的距离。

得出：

2、曲线外轨抬高的计算公式

当车辆经过弯道时，如果两根轨道仍在一个平面上，由于离心力作用，使车

轮轮缘向外轨挤压，既增加了行车阻力，又不断使钢轨与轮缘的磨损加重，严重

时可能造成脱轨。为此，在弯道处要将外轨抬高一个Δh值，使车辆重力G=mg

和离心力的合力垂直于外轨抬高后两个轨面的连线的平面，（如图1所示），从

而使车辆运行保持平稳。

图1

如图得计算公式：

式中:

Δh—弯道处外轨抬高值，m；

S—轨距,m；

g

V—车辆在曲线段运行速度，m/s；

R—曲线半径，m；

β—外轨抬高后的倾角，cosβ≈1；

g—重力加速度，取g=10m/s2。

3、曲线外轨加高的常用值

在轨道上行驶的车辆有空重之分，各种车辆通过曲线的速度也不一样，

所以计算出的加高值并不能完全适应各种车辆通过，因此计算的加高值选用时允

许增减30%，一般可按表1选用。

曲线段外轨加高是按车辆最大速度计算的，如果车辆在曲线段上低

速运行，其离心力小于车辆的内倾力，车辆容易内倾。为此外轨加高规定了最大

限值即：900mm轨距不得超过70mm。

4、外轨超高的检查：外轨超高一般是通过抬高外轨实现的。合理设置外轨

超高，对于减少钢轨磨损和压溃，延长钢轨使用寿命是非常重要的。一般说，若

外轨磨耗，内轨压溃，内轨切压枕木，说明超高过大；若轨距外闯，外轨垂直磨

耗过大并有压溃，外轨侧面磨耗则说明超高太小。如果发现超高设置不当，必须

进行调整。

5、抬高方法：外轨抬高的方法是内轨不动，加厚外轨下面的道砟厚度。

二、曲线轨道轨距加宽

1、曲线轨道加宽的原因：图2是机车车辆分别位于直线和曲线上的情况。

从图中可以看出，机车车辆位于直线时，轨距有足够的轮轨游动间隙δ。当位于

曲线上时，虽然轨距S仍保持和直线段一样的宽度，但由于外轮与外轨贴紧，