为有利于列车运行平稳和线路的养护维修,设计中应尽可能延长夹直线的长度。但在受到地形、地物条件限制,不得不设计较短的夹直线时,其最小长度受到列车运行平稳性和旅客乘坐舒适度条件的控制。
理论上列车运行平稳、旅客乘坐舒适所要求的夹直线的最小长度,通常由“列车在夹直线出入口(即曲线的起、终点)产生的振动不叠加”而决定,它与列车振动周期及其衰减特性、列车运行速度有关。根据试验结果,列车在夹直线出入口产生的振动在一个半至两个周期内基本衰减完。在列车最高运行速度()已知的条件下,假设车辆振动的周期为
(秒),则夹直线的最小长度(
)为:
据有关资料,高速车辆振动的周期约为1.0秒,按两个周期内振动衰减完考虑,则夹直线的最小长度为:
世界各国高速铁路夹直线的最小长度与运营速度的关系为0.4~1.0
(相应最高运营速度为200~350千米/时)。
中国对列车通过夹直线起、终点的计算机模拟计算结果表明,夹直线长度为0.8时,在夹直线起、终点对高速车辆产生的激挠振动不会叠加,对行车平稳性和旅客乘坐舒适性没有明显的影响;对于160米/时的中速列车,即使夹直线的最小长度取为0.5
或再小些,也不会导致起、终点产生的激挠振动叠加。因此中国规定,高速铁路夹直线最小长度取0.8
,困难时取0.6
;客货共线铁路夹直线最小长度取0.8
,困难时取0.5
;设计速度小于等于120千米/时,取0.6
,困难时取0.4
。
同理,圆曲线的最小长度与夹直线的最小长度完全一致。