Yo'l geometriyasi - Track geometry - Wikipedia

Stantsiya hovlisida ishlatiladigan uch o'lchovli o'lchov moslamasi Gladstone & Peterboro yilda Janubiy Avstraliya

Yo'l geometriyasi uch o'lchovli geometriya loyihalash, qurish va texnik xizmat ko'rsatishda foydalaniladigan yo'llarning sxemalari va tegishli o'lchovlar temir yo'l treklar. Mavzu standartlar, tezlik chegaralari va sohalardagi boshqa qoidalar kontekstida qo'llaniladi yo'l o'lchagichi, tekislash, balandlik, egrilik va yo'lning yuzasi.[1] Yo'llarning geometriyasi tabiatan uch o'lchovli bo'lsa-da, standartlar odatda ikkita alohida maketda ifodalanadi gorizontal va vertikal.

Maket

Landshaft tartib

Tangens trek ko'k rangda, o'tish spirali bilan qizil va egri yo'lda yashil rangda.

Gorizontal joylashish - gorizontal tekislikdagi trassa sxemasi. Buni quyidagicha o'ylash mumkin reja ko'rinishi bu 3 o'lchovli trekning trek ustidagi holatidan ko'rinishi. Yo'l geometriyasida gorizontal joylashish uchta asosiy yo'l turini o'z ichiga oladi: tangens trek (to'g'ri chiziq), egri yo'lva o'tish egri chizig'ini kuzatib boring (shuningdek, deyiladi o'tish spirali yoki spiraltangens va kavisli yo'l o'rtasida bog'laydigan.

Avstraliyada a uchun maxsus ta'rif mavjud egilish (yoki a gorizontal egilish) bu deyarli ikkita 180 ta teginish treklari orasidagi bog'liqlik (og'ish bilan 1 daraja 50 dan oshmasligi kerak) daqiqa ) oraliq egri chiziqsiz. Burilishlar uchun oddiy teginish yo'lidan alohida tezlik chegaralari to'plami mavjud.[2]

Vertikal maket

Vertikal maket - bu vertikal tekislikdagi yo'l sxemasi. Buni quyidagicha o'ylash mumkin balandlik ko'rinishi trekning balandligini ko'rsatish uchun trekning yon ko'rinishi. Yo'l geometriyasida vertikal joylashish o'zaro faoliyat, kant va gradient kabi tushunchalarni o'z ichiga oladi.

Yo'naltiruvchi temir yo'l

Yo'naltiruvchi temir yo'l - bu o'lchov uchun mos yozuvlar nuqtasi sifatida ishlatiladigan tayanch ray. Turli mamlakatlarda farq qilishi mumkin. Ko'pgina mamlakatlar relslardan birini yo'naltiruvchi temir yo'l sifatida ishlatishadi. Masalan, Amerika Qo'shma Shtatlari yo'nalish temir yo'lidan foydalanadi temir yo'l shimoldan va janubdan o'tuvchi teginish yo'lining sharqiy temir yo'li, sharqiy va g'arbiy yo'nalishdagi teginish yo'llarining shimoliy temir yo'li, tashqi temir yo'l (markazdan uzoqroq temir yo'l) egri chiziqlar yoki bir nechta yo'l hududidagi tashqi relslar.[3] Shveytsariya temir yo'li uchun teginish yo'li uchun yo'naltiruvchi temir yo'l ikki rels orasidagi markaziy chiziq hisoblanadi, ammo bu egri yo'l uchun tashqi temir yo'ldir.[4]

Yo'l o'lchagichi

Yo'l o'lchagichi yoki temir yo'l o'lchagichi (shuningdek, nomi bilan tanilgan trek gage Qo'shma Shtatlarda[5]) - bu ikkala boshning ichki tomonlari (o'lchov tomonlari) orasidagi masofa yuk ko'taruvchi relslar bitta temir yo'l liniyasini tashkil etadi. Har bir mamlakat har xil turdagi poezdlar uchun har xil o'lchov asboblaridan foydalanadi. Biroq, 1,435 mm (4 fut8 12 yilda) temir yo'l jahon temir yo'llarining 60% asosini tashkil etadi.

Transvers balandlik

Crosslevel

Ikki rels orasidagi o'zaro faoliyat darajani o'lchash

Crosslevel (yoki "o'zaro faoliyat daraja") - bu temir yo'lning har qanday nuqtasida ikkita relsning yuqori yuzasi orasidagi balandlik (balandlik) farqini o'lchash. Ikkala nuqta (har biri har bir temir yo'lning boshida) ga to'g'ri burchak bilan o'lchanadi yo'naltiruvchi temir yo'l. Rey bir oz yuqoriga va pastga siljishi mumkin bo'lganligi sababli, o'lchov yuk ostida bajarilishi kerak.

Bu aytilgan nolinchi daraja ikkala relsning ko'tarilishida farq bo'lmaganda. Bu aytilgan teskari daraja egri yo'lning tashqi temir yo'li ichki temir yo'ldan pastroq balandlikka ega bo'lganda. Aks holda, sath balandlik birligida ifodalanadi.

Tezlik chegaralari yo'lning o'zaro faoliyat pog'onasi bilan boshqariladi. Tangens trassada nol darajali darajaga ega bo'lish kerak. Biroq, noldan og'ish sodir bo'lishi mumkin. Ko'pgina qoidalar o'zaro faoliyat darajaga asoslangan trekning ma'lum bir segmentining tezlik chegaralari bilan bog'liq xususiyatlarga ega.[5][6]

Egri yo'l uchun ko'pgina mamlakatlar ushbu atamadan foydalanadilar mumkin emas yoki superelevation balandlik va tegishli qoidalarning farqini ifoda etish.

Çözgü

Çözgü - bu yo'l bo'ylab ma'lum masofadagi istalgan ikki nuqtaning o'zaro darajadagi farqi. Yo'l geometriyasidagi burilish parametri har qanday segmentdagi (teginishlar, egri chiziqlar va spirallar) yo'lning o'zaro darajadagi farqida maksimalni aniqlash uchun ishlatiladi.

Maksimal burilish parametrisiz, faqat darajadagi tartibga solish etarli bo'lmasligi mumkin. Ijobiy o'zaro darajali relslarni, so'ngra salbiy darajani, so'ngra o'zgaruvchan musbat va manfiy o'zaro faoliyat qatorlarni ko'rib chiqing. Garchi, bu barcha darajalar ruxsat etilgan parametrga ega bo'lsa ham, bunday yo'l bo'ylab poezdni harakatga keltirishda harakat chapga va o'ngga tebranadi. Shuning uchun kritik holatni oldini olish uchun maksimal burilish parametri ishlatiladi harmonik poezdlarning oldinga va orqaga tebranishiga olib kelishi mumkin bo'lgan toshish holati relsdan chiqib ketish g'ildirak ko'tarilishidan keyin.[6]

Qo'shma Shtatlarda yo'lning o'zaro darajasidagi farqning ruxsat etilgan burilish parametri ichida bo'lishini ta'minlash uchun o'lchov uchun ishlatiladigan masofa 62 fut. Tangens va egri yo'l uchun dizayn burmasi nolga teng. Bu shuni anglatadiki, ideal holda, o'zaro faoliyat daraja 62 metr masofadagi har qanday ikki nuqta o'rtasida o'zgarmasligi kerak. Yo'l bo'ylab o'zaro faoliyat darajalarni o'zgartirishga imkon beradigan ba'zi bir og'ishlar mavjud (masalan, egri chiziqlar ustki darajasining o'zgarishi). Nolinchi burilishdan og'ishning turli darajalari tezlik chegaralarini belgilaydi.[5]

Egri chiziqning o'zaro darajalarining o'zgarishi tezligiga yo'naltirilgan spetsifikatsiya shu sohaga tegishli gradient mavjud emas.

Uzunlamasına balandlik

Gradientni kuzatish

d = gorizontal ravishda bosib o'tgan masofa
Ph = ko'tarilish
l = nishab uzunligi
a = moyillik burchagi

Atama trek gradiyenti - bu ikki relsning yo'l bo'ylab nisbiy ko'tarilishi. Bu bir birlik ko'tarilishi uchun gorizontal bosib o'tgan masofada yoki yo'lning ma'lum masofasi uchun moyillik burchagi yoki balandlikdagi foiz farqi bilan ifodalanishi mumkin.

Ruxsat etilgan gradyanlar asosida bo'lishi mumkin boshqaruvchi gradient tonajli poezdni bitta lokomotiv bilan olib o'tish mumkin bo'lgan maksimal gradyan. Ba'zi mamlakatlarda, momentum gradyenti balandroq, ammo qisqaroq gradyanga ruxsat berilishi mumkin. Odatda, trass gradyenti tekislangan teginish yo'liga ulangan bo'lsa, ular etarlicha uzun bo'lib, ular orasidagi signal yo'q, shunda poezd tezroq ko'tarilishga tezlikni kuchaytirishi mumkin.

Egri yo'lda (kantli yoki bo'lmagan holda) poezdlarni egri chiziqdan o'tkazish uchun egri qarshilik bo'ladi. Qo'shimcha egiluvchanlik qarshiligini qoplash uchun ruxsat etilgan gradyanlarni egri chiziqlar bo'yicha kamaytirish mumkin.[2] Gradient yo'l bo'ylab bir xil bo'lishi kerak.

Vertikal egri

Vertikal egri - bu ikkita o'zgaruvchan gradyanni bir-biriga bog'lash uchun vertikal joylashishdagi egri chiziq yangilash pastga tushirish (cho'qqiga), pastga tushirishdan ko'tarilishga (sarkma yoki vodiy), ikki darajadagi yangilanishga yoki ikki darajadagi o'zgarishga o'tish.

Ba'zi mamlakatlarda vertikal egri chiziqlarning aniq geometriyasida vertikal tekislash bo'yicha umumiy spetsifikatsiyadan tashqari spetsifikatsiya mavjud emas. Avstraliyada vertikal egri chiziqlar shakliga asoslangan bo'lishi kerakligi xususiyati mavjud kvadrat parabola ammo berilgan vertikal egri chiziqning uzunligi aylana egri chizig'i asosida hisoblanadi.[2]

Egrilik

Yo'llarning balandligi bilan egri chiziq Keystone yo'lagi Rosemont, Pensilvaniya yaqinida

Ko'pgina mamlakatlarda egrilik egri yo'lning izlari radius. Radiusi qancha qisqa bo'lsa, egri shu qadar aniqroq bo'ladi. O'tkir egri chiziqlar uchun tashqi gorizontalni oldini olish uchun tezlik chegaralari pastroq markazdan qochiradigan kuch uning og'irligini tashqi temir yo'l tomon yo'naltirish orqali poezdlarni ag'darish. Kant bir xil egri chiziq bo'ylab yuqori tezlikni ta'minlash uchun ishlatilishi mumkin.

Qo'shma Shtatlarda egrilik o'lchovi quyidagicha ifodalanadi egrilik darajasi. Buni ega bo'lish orqali amalga oshiriladi akkord 100 fut (30.48 m) uzunlikdagi yo'naltiruvchi temir yoyning ikki nuqtasiga bog'lanib, so'ngra markazdan akkordning har bir so'nggi nuqtasiga radiuslar torting. Radius chiziqlari orasidagi burchak egrilik darajasidir.[7] Egrilik darajasi teskari radiusning Egrilik darajasi qanchalik katta bo'lsa, egri shunchalik aniqroq bo'ladi. Egri chiziqni shu tarzda ifodalash, tadqiqotchilarga egri chiziqlarni o'lchashda taxminiy va oddiyroq vositalardan foydalanishga imkon beradi. Buni 62 metrlik (18,90 m) chiziq chizig'idan foydalanib, yo'naltiruvchi temir yo'lning gage tomonidagi kamonni ulash uchun akkord qilish mumkin. Keyin chiziq chizig'ining o'rta nuqtasida (31-oyoq), chiziq chizig'idan yo'naltiruvchi temir yo'lning o'lchoviga o'lchov olinadi. Ushbu o'lchovdagi dyuymlar soni egrilik darajalari soniga yaqinlashtiriladi.[5]

Maxsus poezd uskunalari maksimal tezlikda qanday burilishni amalga oshirishi mumkinligi cheklanganligi sababli, cheklov mavjud minimal egri radiusi berilgan marshrut bo'yicha barcha egri chiziqlarning aniqligini boshqarish. Ko'pgina mamlakatlar egrilikni o'lchash uchun radiusdan foydalanishsa-da, bu atama maksimal egrilik darajasi hanuzgacha Amerika Qo'shma Shtatlaridan tashqarida, ammo radiusi birlik sifatida ishlatiladi.[8]

Qilmayman

Temir yo'lning ruhiy darajasi joyida, Pensilvaniya shtatining Narbert shahri yaqinidagi Keyston koridori bo'ylab egri chiziqning ichki va tashqi relslari orasidagi balandlikning 5 "balandligi.

Eğimli yo'lda, odatda, tashqi temir yo'lni ko'tarish uchun mo'ljallangan, a banked navbat Shunday qilib, poezdlarning egri chizig'i orqali yuqori tezlikda harakatlanishiga yo'l qo'yiladi, aks holda sirt tekis yoki tekis bo'lsa, buning iloji bo'lmaydi. Bundan tashqari, poezd egri chiziq bo'ylab harakatlanishiga yordam beradi, g'ildirak gardishlarini relslarni bosishdan saqlaydi, ishqalanish va eskirishni kamaytiradi. Tashqi rels va ichki rels orasidagi balandlik farqining o'lchovi deyiladi mumkin emas aksariyat mamlakatlarda. Biroz vaqt balandlik farqi o'rniga burchak burchak bilan o'lchanadi.[9] Qo'shma Shtatlarda bu balandlik farqi bilan o'lchanadi va hatto kavisli yo'l uchun ham daraja deb nomlanadi.

Tashqi temir yo'l ichki temir yo'ldan yuqori balandlikda bo'lsa, u deyiladi ijobiy cant. Odatda bu egri yo'l uchun kerakli tartib. Ko'pgina tumanlar tashqi temir yo'lni ushbu darajaga ko'tarilib, ijobiy darajadagi kerakli darajaga erishadilar superelevation. Shveytsariya temir yo'llari uchun kant burilish paytida amalga oshiriladi yo'l o'qi (ikkita relsning o'rtasi) kerakli temir yo'lning yarim stavkasida tashqi temir yo'l juda baland (ko'tarilgan) va ichki temir yo'l ko'tarilgan (tushirilgan) ostidagi istalgan kantning bir xil tezligida.

Tashqi temir yo'l ichki temir yo'ldan pastroq balandlikda bo'lsa, u deyiladi salbiy cant (yoki Qo'shma Shtatlarda teskari daraja). Bu odatda kerakli tartib emas, lekin ba'zi bir holatlarda, masalan, egri chiziqlarda muqarrar bo'lishi mumkin saylovchilar.

Maksimal kantni cheklaydigan qoidalar mavjud. Bu g'ildiraklarning tashqi temir yo'lda (yuqori temir yo'lda) tushirilishini boshqarish uchun, ayniqsa past tezlikda.

Gradient mavjud emas

Gradient mavjud emas trassaning ma'lum bir uzunligida ko'paytirilishi yoki kamayishi miqdori. Kantning o'zgarishi teginish yo'lini (kant yo'q) egri chiziqqa (kant bilan) o'tish egri chizig'i orqali ulash uchun talab qilinadi. The kantning o'zgarishi darajasi berilgan dizayn tezligi uchun mos kant gradyanini aniqlash uchun ishlatiladi. Qaytadan burilish shuningdek, uzunlik birligi uchun kant o'zgarishi foizida ifodalanishi mumkin bo'lgan gradiyentni tavsiflash uchun ishlatilishi mumkin.[4] Biroq, Buyuk Britaniyada trekning burilish atamasi odatda xatolar deb hisoblanadigan yuqori qiymatlarga ega kant gradyan kontekstida qo'llaniladi.[9]

Qo'shma Shtatlarda egri chiziqli superelevation va teginish yo'lining nol o'zaro darajalari o'rtasida uzluksiz bog'liqlikni ta'minlash uchun o'tish egri chizig'ida zarur bo'lgan gradiyent deyiladi. yuqori darajadagi suv oqimi. Oqim spetsifikatsiyasidan tashqari, kantdagi ruxsat etilgan o'zgarish tezligi bilan bog'liq qoidalar ham burilish parametri deb ataladigan darajadagi o'zgarish tezligi bo'yicha umumiy spetsifikatsiyaning bir qismidir. Burilish parametri va yuqori ko'tarilish oqimi o'tish egri chizig'i uchun kerakli uzunlikni hisoblashda yordam beradi.[6]

Mantiq etishmovchiligi

Ta'riflanganidek, kavisli yo'lda harakatlanadigan poezdlarda lateral tezlanishni kamaytirish uchun kant ishlatilishi mumkin. Bu muvozanatni saqlash uchun markazdan qochiradigan kuch (egri chiziqni tashqi tomonga itarish kuchi) va markazlashtiruvchi kuch (egri chiziqni ichkariga itarish kuchi). Yuqori tezlikda markazdan qochiruvchi kuch yuqori bo'ladi. Aksincha, yuqori kant markazlashtiruvchi kuchni yaratadi. Buning uchun hisoblash doimiy radius egri chizig'ida doimiy poezd tezligini oladi.

Poyezdning tezligi va miqdori yo'q bo'lganda muvozanat (markazdan qochirma markazga mos keladi), deyiladi muvozanat. Bu g'ildirakning temir yo'l qismlarini tashqi temir yo'l uchun ichki temir yo'l bilan bir xil bo'lgan yo'l tekisligiga odatiy holga keltiradi. Bu, shuningdek, poezddagi yo'lovchilarni biron bir tezlanishni sezmasliklariga majbur qiladi (yon tomonga intilish).

Kantning sobit miqdori uchun muvozanatni yaratadigan tezlik deyiladi muvozanat tezligi. Yugurayotgan poezdning doimiy tezligi uchun muvozanatga erishish uchun kerakli miqdordagi miqdor deyiladi muvozanat.[9]

Amalda, poezdlar muvozanat qutilarida egri chiziqlarda harakatlanmayapti. Vaziyat deyiladi muvozanat, bu quyidagi ikkita usuldan biri bo'lishi mumkin. Berilgan tezlik uchun, agar haqiqiy kant muvozanat kantidan kichik bo'lsa, kant farqi deyiladi. mantiqiy etishmovchilik. Boshqacha qilib aytganda, bu muvozanatga erishish uchun etishmayotgan miqdor. Aksincha, ma'lum bir tezlik uchun, agar haqiqiy kant muvozanat kantidan yuqori bo'lsa, balansdan ortiqcha kant miqdori deyiladi. ortiqcha.

Yuk va kabi turli xil tezlikda ishlaydigan poezdlar uchun umumiy trek konfiguratsiyasida yuqori tezlikda harakatlanadigan temir yo'l yo'lovchilarga xizmat ko'rsatish, egri chiziqni yuqori va past tezlikda hisobga olish kerak. Tezyurar poyezdlar etishmovchilikni, past tezyurar poezdlar esa haddan ziyod haddan ziyod haddan ziyod yuqori darajadagi poezdlarni etishmaydilar. Ushbu parametrlar xavfsizlik, yo'lovchilar uchun qulaylik va boshqalarni o'z ichiga olgan egri chiziqli ishlashga sezilarli ta'sir ko'rsatadi yıpranmak uskunalar va relslar.[10]

Hizalama

Atama hizalama relslarning bir tekisligini (tekisligini) tavsiflash uchun gorizontal va vertikal joylashishda ishlatiladi.

Gorizontal tekislash (yoki qamrab olish (Qo'shma Shtatlarda) oldindan belgilangan torli chiziq yordamida amalga oshiriladi (masalan, AQShda 62 fut va Avstraliyada 20 metr).[2]) yo'naltiruvchi temir yo'lning o'lchov tomoni bo'ylab o'lchash uchun. Bu chiziq chizig'ining o'rta nuqtasidan yo'naltiruvchi temir yo'lning o'lchovigacha bo'lgan masofa (dyuym yoki millimetrda). Tegishli trassaning gorizontal yo'nalishi nolga teng (gorizontal joylashishda mukammal tekis chiziq). Amerika Qo'shma Shtatlaridagi egri yo'lda gorizontal tekislash har bir egrilik darajasi uchun 1 dyuymni tashkil etadi. Boshqa har qanday o'qishlar sapmalardan dalolat beradi.

Vertikal tekislash (yoki profil Qo'shma Shtatlarda, lekin bu bilan aralashmaslik kerak temir yo'l profil ) vertikal tekislikdagi sirt bir xilligi. Bir xillikni o'lchash chiziq bo'ylab oldindan belgilangan uzunlik (odatda gorizontal tekislashda ishlatiladigan uzunlik) yordamida amalga oshiriladi. Agar o'lchovning o'rta nuqtasi balandroq bo'lsa, u deyiladi dumaloq og'ish. Boshqa tomondan, agar o'rta nuqta balandligi pastroq bo'lsa, u deyiladi sho'ng'in og'ishi.[6]

Dizayn hizalamasındaki bu sapmalar tezlik chegaralarini tayinlash uchun parametr sifatida ishlatiladi.

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

  1. ^ "Federal temir yo'l ma'muriyati Federal xavfsizlik xavfsizligi standartlari to'g'risidagi ma'lumotlar" (PDF). Federal temir yo'l boshqarmasi. Olingan 8-noyabr 2012.
  2. ^ a b v d 1025-QISM Yo'l geometriyasi (2-son - 07/10/08 tahr.). Transport va infratuzilmani rejalashtirish bo'limi - Janubiy Avstraliya hukumati. 2008 yil.
  3. ^ "Temir yo'l lug'ati va ta'riflari". Allen temir yo'li. Olingan 12 noyabr 2012.
  4. ^ a b Glaus, Ralf (2006). "2". Shveytsariya aravachasi - treklarni o'lchash uchun modulli tizim (PDF). ISBN  3-908440-13-0.
  5. ^ a b v d "12". Temir yo'l izlari standartlari (TM 5-628 / AFR 91-44) (PDF). Amerika Qo'shma Shtatlari armiyasi va Amerika Qo'shma Shtatlari havo kuchlari. Aprel 1991. 12-1-12-5 betlar. Arxivlandi asl nusxasi (PDF) 2014 yil 27 martda. Olingan 12 noyabr 2012.
  6. ^ a b v d "5". Federal temir yo'l boshqarmasi xavfsizlik standartlariga rioya qilish bo'yicha qo'llanma (PDF). Federal temir yo'l boshqarmasi. 1 Aprel 2007. Arxivlangan asl nusxasi (PDF) 2008 yil 28 mayda. Olingan 13 noyabr 2012.
  7. ^ "Yo'lning egriligini o'lchash". Poyezdlardan so'rang. Poezdlar jurnali. Olingan 13 noyabr 2012.
  8. ^ Mundrey, J.S. (2000). Temir yo'l yo'llari muhandisligi (3-nashr). Nyu-Dehli: Tata McGraw-Hill pab. p. 165. ISBN  978-0-07-463724-1. Olingan 14 noyabr 2012.
  9. ^ a b v Yo'l standartlari bo'yicha qo'llanma - 8-bo'lim: Yo'l geometriyasi (PDF). Railtrack PLC. 1998 yil dekabr. Olingan 13 noyabr 2012.
  10. ^ Klauser, Piter (2005 yil oktyabr). "Yuqori darajadagi defitsitda ishlash". Interfeys - g'ildirak / temir yo'lning o'zaro aloqasi jurnali.