鋼鐵企業鐵路最小半徑的選擇

閆耀峰

摘要：近年來，隨著鋼鐵企業升級改造，以及用地的日益緊張，鐵路曲線半徑問題在鋼鐵企業總圖運輸設計中顯得尤為重要。文章論述了鋼鐵企業鐵路改造設計中，頻繁面對的準軌鐵路最小半徑選擇的理論依據，同時給出了相應的工程技術措施，以及在設計與生產管理中應側重注意的問題。

關鍵詞：最小半徑；鐵路；曲線；設計；應用

中圖分類號：U216.42 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2016）007-0000-01

一、研究的背景

鋼鐵企業準軌鐵路曲線半徑選擇的是否合理，對于改善線路質量，提高行車速度，延長鋼軌和機車車輛的使用壽命，降低工程造價，節約工程投資，滿足鋼鐵企業工藝流程和生產要求均有非常重要的意義。現就對準軌鐵路最小半徑選擇的指導因素作如下闡述，以更好更明確的指導以后的鋼鐵企業鐵路設計。

二、研究的意義

在廠內鐵路上選擇大半徑曲線的優點是：曲度小，線路平順，行車的條件好，同時會減少線路鋪設長度。此外采用大半徑曲線的缺點是：常使車間距離增大，擴大廠區用地面積，在場地受限的情況下很難實現；相比較而言，選擇小半徑曲線的缺點是：曲度大，行車速度較低，增加了線路鋪設長度，增加了鋼軌與機車車輛的磨耗，使機車的粘著系數減小，機車一般也只能選小型的，機車牽引重量不大。優點是：可以使各車間廠房布置緊湊，節約用地，使得鐵路對場地的適應性加強。鋼鐵企業廠內鐵路主要服務于內部生產流程中原燃材料、成品、半成品以及廢物的傳遞與輸送，種類多、品種雜，一般運量較小、速度慢、運輸復雜、倒調頻繁，既有熱運，又有冷運，因此在鋼鐵企業廠內鐵路設計中，如何確定Rmin就顯得很重要。

三、影響Rmin確定的主要因素

1.行車速度

列車在曲線上行使時，由于離心力作用，即使外軌超高已達最大超高數值，列車仍會有未被平衡的離心力，這部分未被平衡的離心力就由外軌所允許的超負荷來承擔，這就必須限制行車速度。當最大超高度為150mm，未被平衡的離心力最大容許到列車的5%時，容許最大速度為：Vmax=4.36km/h

2.鋼軌與機車車輛的磨耗

列車行駛于曲線上時，外輪輪緣擠壓外軌頭內側，產生摩擦。而且車輪在鋼軌上有滑動，因而使鋼軌與輪箍的磨耗增加。半徑越小，磨耗越嚴重。據我國一些鐵路局的調查統計資料顯示，R<400m，鋼軌磨耗嚴重；R>800m，鋼軌磨耗顯著減小；R>1200m時與直線差別不大。

3.鐵路上部構造的強弱

曲線半徑R的大小將決定線路鐵路上部構造的數量和設備的強弱。在R小的曲線上，由于列車行使時的離心力大，車輪對外軌的橫向推力增加，為了防止軌道移動，需要加強軌道構造，如加厚道床、增加軌枕數量、加設軌撐（或軌距桿）等。這就加大了工程費用，也增加了日后維修工作量。

4.機車粘著系數的大小

隨著曲線半徑R的減小，機車動輪與鋼軌間產生滑動，使機車粘著系數亦降低，降低的百分數隨半徑的減小而增大。機車粘著系數亦降低，最終使機車的粘著牽引力減小，使得列車的牽引重量降低。當R≤400m時，粘著系數的降低顯著。

5.曲線軌距的加寬值

在曲線地段，為了使機車車輛能安全順利通過曲線，軌距需要加寬，加寬值的大小與曲線半徑R、機車車輛的固定軸距和行車車速有關。由于機車車輛的固定軸距是一定值，為了保證機車車輛不掉道，《冶金企業鐵路技術管理規程》規定了最大加寬值為25mm。為了行車的安全，在曲線半徑R小于120m時，還需要設置護輪軌。

6.總平面布置

不同的鋼鐵企業，總平面布置形式和現狀條件也不盡相同。總平面布置是影響全局工藝流程方案的重要因素，而各個工藝車間之間是有機的聯系在一起的。只有綜合各種因素才能設計出好的或是可行的總平面布置，尤其是在一些改造項目中或現狀條件受限制的情況下，還要考慮到不影響現有建構筑物和生產設施的情況下，Rmin的選擇應服從整體方案的要求。

7.地形地貌

鋼鐵企業所選場地的地形地貌亦是決定Rmin的重要因素。平原地區的地形地貌比較簡單，可以選用較大的Rmin。山丘地區的地形地貌比較復雜，可以選用較小的Rmin，以縮小廠區用地，減少工程數量，降低工程費用，節約投資。

8.特種運輸

鋼鐵企業在其內部運輸中有其特種車輛和特殊貨物的運輸，如熱渣、鐵水、熱坯等的熱運貨物都屬此類運輸。這種運輸的鐵路技術條件，往往受到生產工藝布置和場地條件的限制，我們在選定其Rmin時，也應考慮這些因素。

9.遠景規劃

任何一個鋼鐵企業都有發展規劃。隨著新技術、新工藝的不斷提高，企業的技術改造也在不斷的進行。因此，在采用鐵路最小半徑時，也要適當綜合考慮近期使用和遠景規劃，慎重確定，為企業的改建擴建留有改造余地。

四、實際應用情況

目前，我國鋼鐵企業規定鐵路線路的最小曲線半徑一般不得小于150m。在特別困難的地段，且固定使用機車軸距小于3500mm時，曲線半徑可采用120m。

五、結論

在一般的鐵路線路設計中，我們并不鼓勵采用非常規的特小半徑曲線，畢竟曲線半徑越小，帶來的不利因素就越多越顯著。在非困難地段，尤其是在新建鋼鐵企業的鐵路設計中，我們的設計應盡可能的使線路平順，選用Rmin≥200m更為合理，以適應日后企業改建擴建中留有鐵路線路改造的余地。在困難地段，可選用Rmin=150m，以適應場地和現狀的要求。在特別困難地段，如不采用更小半徑時，就會使工藝流程和總體方案無法成立，Rmin可根據實際情況采用120m、100m、80m等。

隨著機車車輛技術的不斷發展，會使得小半徑曲線的某些缺點變的并不突出，相信未來的機車車輛能夠更好的適應在小半徑曲線上行使。當然，在注意到一種主要傾向的時候，也要注意可能掩蓋著的另一種傾向。我們在選用小半徑時，也必須注意工廠產量運量的增長，要充分保證生產發展的需要。總之，最小曲線半徑是一個重要的設計因素，應該在充分調查研究與分析比較的基礎上進行慎重選擇。

參考文獻：

[1]鐵路軌道強度檢算法.中華人民共和國鐵道部標準TB2034-88.

[2]趙曉光，編著.工業鐵路線路.陜西科學技術出版社，1996.