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铁路调车驼峰

/railway shunting hump/
条目作者冯焕严良田
条目作者冯焕

冯焕

严良田

严良田

最后更新 2023-05-31
浏览 294
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利用车辆重力进行车辆溜放的调车设备。设在站内调车场的一端或两端,因形似骆驼峰背而得名。

英文名称
railway shunting hump
所属学科
土木工程

利用驼峰调车可以显著提高调车效率,减少工作人员和劳动强度,并有利于作业安全。驼峰由推送部分、峰顶平台、溜放部分及有关线路组成(图1),驼峰解体系统配套的设备包括调速设备、信号设备、通信设备、控制系统和调车机车等(图2)。

图1 驼峰各组成部分示意图图1 驼峰各组成部分示意图

图2 驼峰主要设备布置示意图图2 驼峰主要设备布置示意图

驼峰调车工作原理是当调车时,只需利用调车机车将车列推上峰顶,借助车辆升高所具有的势能和较陡的坡度,将摘钩的车辆依次溜入各股调车线。在调车工作量较大的区段站和编组站,一般都采用驼峰解体车列。

峰顶轨面标高和调车场溜放条件最困难线路的计算停车点轨面之间的高度差。计算停车点定在调车场线路警冲标外方的一定距离处。这个距离一般距车场目的制动位置出口100~150米。

峰高是按难行车(阻力较大溜行较困难的车辆)在冬季、逆风条件下,在难行线或次难行线路上进行溜放时,车辆的势能加上初始溜放速度所产生的动能能够克服全部阻力,到达难行线或次难行线的计算停车点的条件设计的。这些阻力包括车辆溜放的基本阻力、逆风或斜逆风的风阻力、曲线阻力和道岔阻力。

峰高是根据困难和不利条件计算确定的。而对于其他车辆和其他线路,特别是在夏季、顺风等有利条件下,溜放车组必然产生多余的动能,从而导致过高的溜放速度。另外,当车辆自峰顶溜下时,如果难行车在前,易行车在后,后者可能追及前者,以致来不及转换道岔,使前、后两组车辆发生追勾,这就需要减速的调速工具,即制动工具。反之,如果车辆自峰顶溜下时,能量不足以溜到指定地点,则需要能给车辆以外力的加速设备。所以在驼峰调车场应设有调速工具。最常见的调速工具有手闸、铁鞋、减速器、减速顶和牵引小车等。

在小型驼峰溜放部分不设调速工具,而在大中型自动化驼峰溜放部分,中国、美国、加拿大和俄罗斯等国,一般在每一进路上设有两个制动位,德国和法国等则一般只在咽喉区设有一个制动位。设在溜放部分的两个制动位,特别是峰顶下面的第一制动位,主要起间隔制动的作用,即保证连续自驼峰溜下的前、后两组车能在道岔、减速器等地点保持必要的间隔以便道岔或减速器实现转换。根据减速器的性能及动力,每一制动位可设1~2台减速器,个别设3台。在调车场内一般均采用减速顶调速。减速顶可以安装在钢轨内侧或外侧,分别称作内侧减速顶或外侧顶减速顶,内侧减速顶作用于车轮轮缘,外侧减速顶作用于车轮踏面,受到车辆冲击时,如果车辆速度高于减速顶的临界速度可以吸收车辆的多余动能,起到调速作用。如果减速顶的活塞杆能够根据需要实现锁闭功能则称为可控减速顶,由可控减速顶构建的驼峰控制系统称为可控顶调速系统。牵引小车设在两根钢轨中间,需要将车辆向前推进时,则用它的小轮子走行在两根钢轨的内侧,推动车辆前进到指定地点。

驼峰调车场股道较多,中国和俄罗斯一般小能力驼峰调车场为16股及以下,中能力驼峰为17~29股,大能力驼峰为30~48股。美国和加拿大等国在20世纪40年代以后新建的大型编组站的调车场股道较多,一般为40~50股,最多可达60股以上。因为这些国家的列车长度较长,其调车线有效长度只约为到达线或发车线长度的一半,以缩短车站占地长度。而中国、俄罗斯等国则是到达线、调车线和发车线三者长度大致相等,以利于整列列车转场。峰下调车场咽喉平面设计,要设法保证提高解体效率、降低峰高并减少调速设备等的投资。为此,一般是将调车场的全部股道按线束分开,设计成对称的线束型,并采用辙叉号码较小的对称双开道岔及三开道岔。因为它们张开角度较大、长度较短,可缩短咽喉长度,平衡各股道有效长度,并使从峰顶溜往各进路所经过的道岔组数、转向角度数等尽量接近平衡,从而减少车辆溜放阻力,并使往各股道的溜放阻力大致平衡。在驼峰调车场的另一端,设牵出线或出发场,利用牵出线或出发场股道,调动调车场中的车组编成列车。

要充分考虑调车作业安全和提高解体效率。推送线在靠近峰顶处,设有面向峰顶的10‰~20‰的上坡,称为压钩坡。推上驼峰的车列在此段将车钩压紧,便于提钩。推送部分的其余坡段视到达场或牵出线的标高而定,但应保证预定的最大牵引重量,车列在峰顶前停车后能再行起动。峰顶设有平台(中国净平台长度为5~10米)。驼峰溜放部分的断面一般由坡度值递减的3个平均坡段组成,加速坡、中间坡和道岔区坡(图3)。

图3 驼峰溜放部分示意图图3 驼峰溜放部分示意图

加速坡的坡度较陡以利于车辆加速,使难、易行车都加速到较大的溜放速度,使前后车辆很快地把距离拉开,坡度最大可到55‰。道岔区坡的坡度数值应当和难行车在溜车不利条件下的基本阻力、风阻力、道岔及曲线附加阻力之和的数值相当,其平均值一般可用1.5‰~3.5‰。而欧洲有些国家道岔区采用平坡,使加速坡更陡一些,调车效率更高,但溜放大组空车时,可能出现溜不到位的现象。

中间坡的陡度视峰高、加速坡和道岔区坡等值而定。因为中间坡上设有减速器,要保证冬季难行车被制动停车后能自行起动。位于调车场内线路的纵断面,是根据所采用的调速设备类型对调车线纵断面的要求设计的。

列车解体过程中,利用计算机实现车辆溜放进路、溜放速度、溜放间隔、推峰速度自动化控制的驼峰。自动化驼峰一般具有解体计划自动执行、控制道岔自动转换、车速和间隔自动调节、调机推峰速度自动控制4种功能。其中,控制道岔自动转换以及车速和间隔自动调节是自动化驼峰的主要功能。

车速自动调节可通过下列不同控制方式予以实现:点控方式、连续控方式或点连合控方式。因控制方式的不同,平面及纵断面的设计各有特点。

采用点控方式时,车辆减速器是调速工具。车辆减速器由计算机自动控制。为了实现自动控制,需要向计算机和车辆减速器提供控制信息。测重设备、测速设备、测阻设备和测长设备就是提供控制信息的装置。在驼峰溜放部分的线路平面上,除设置车辆减速器之外,还需要为设置测重、测速、测阻设备提供条件。驼峰溜放部分纵断面的设计,以设法克服难、易行车走行速度差异为目的,并使溜放车辆以高速通过道岔区。例如,在第一制动位和第二制动位之间的线路上,可以设计为与难行车各项单位阻力(基本阻力、空气阻力、道岔阻力、曲线阻力)之和、易行车各项单位阻力之和的平均值相当的坡度。在编组场内,为了兼顾难、易行车的有效控制距离,编组线的坡度应与难行车的单位溜放阻力相当。

在驼峰溜放部分和车场部分都以减速顶为调速工具的驼峰,称为全减速顶驼峰。全减速顶驼峰是连续控方式的代表。采用可控减速顶构建调速系统时,在驼峰线路上也设有测重、测速、测阻、测长装置;而采用普通减速顶构建的调速系统不需这些设备。在驼峰溜放部分,纵断面的设计与众不同。例如,道岔区可设计为与难行车各项单位阻力之和的数值相当或略高的坡度,使难行车等速溜放,而以适量的减速顶控制易行车的速度,使难、易行车等速溜行,从而克服难、易行车单位阻力的差异。在编组场内,可分段设计坡度,在靠近编组线入口处设计一段与难行车单位阻力数值相当的坡度,其后,设计一段与易行车单位阻力数值相当的坡度,而以适量的减速顶控制单位溜放阻力较小的车辆,使车辆以容许速度连挂起来。

采用点连合控方式时,驼峰溜放部分的平面、纵断面、调速设备与点控方式者相同,而编组场内的纵断面则根据采用的调速工具而异。采用减速顶为调速工具时,其纵断面与全减速顶车场者相同。采用牵引小车为调速工具时,其坡度应稍平缓,坡度数值应与阻力最小车辆的单位阻力数值相当。

指站内所有驼峰和牵出线在一日内所能解体、编组的车列总数或车辆总数。也就是说改编能力是由解体能力和编组能力所组成。改编能力分计算能力和使用能力。改编能力的计算能力是指在充分利用驼峰和牵出线等调车设备连续作业的情况下,编组站于一日内所能解体和编组的列数或辆数;改编能力的使用能力是指在现有调车机车配属台数的情况下,因为列车改编过程存在一定间隙时间,因此需要考虑空费系数之后,编组站的驼峰和牵出线于一日内所能解体和编组的列数或辆数。

提高牵出线和驼峰改编能力的主要措施:①必要时增加调车机车以压缩牵出线或驼峰的作业时间。②在车站设计方面尽量使到达场和调车场纵向排列,以压缩车列解体时间间隔。③在峰前到达场设置必要的平行进路,以减少行车或调车作业和推峰作业的交叉干扰。④修建峰下跨线桥,以减少机车出入段和驼峰解体作业的交叉干扰。⑤充分发挥各调速设备的作用,尽量减少机车下峰整理调车线的时间,以免影响推峰作业。⑥根据溜放车组的长度,采用变速推峰的方法以提高驼峰解体效率。⑦尽可能压缩非生产时间,如压缩交接班、吃饭、客车干扰等时间。⑧当调机需入段整备作业、专用线或货场取送车时,采用备用机车替换作业。

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