철도 곡선의 유형과 결정 요소

철도 곡선의 유형과 결정 요소

철도 곡선의 유형과 결정 요소

철길 곡선에 대해 자세히 알아보겠습니다. 철도를 타고 여행을 하면서 구부러진 곡선을 본 적이 있을겁니다. 곡선의 유형과 곡선이 필요한 이유에 대해 자세히 설명하겠습니다. 열차가 최대 허용 속도로 안전하고 원활하게 운행되려면, 철도 선로가 적절한 기하학적 설계를 가지고 있어야 합니다. 철도 선로의 기하학적 설계는 선로의 기울기 및 곡률 선형에 의해 영향을 받습니다. 경사로 또는 경사가 제공되어 철도 선로 수준의 상승 또는 하강을 협상합니다. 경사도는 일반적으로 한 단위의 상승 또는 하강에 대한 거리 이동으로 표시됩니다. 예를 들어, 400m를 400분의 1로 쓸 때 1m가 발생합니다. 때때로 경사도는 백분율로 표시됩니다. 이전 예제의 경우, 400명 중 1명에 100%를 곱하면 0. 25%가 됩니다. 다른 기하학적 설계 요소의 곡선입니다. 곡선은 장애물에 사용됩니다. 예를 들어, 선로의 직선 경로에 호수가 있다면, 무엇을 할 것입니까? 확실히 호수 위에 긴 다리를 놓으려 하지는 않겠죠. 이러한 문제에 대한 최선의 해결책은 호수 둑을 따라 지나가는 곡선 트랙을 만드는 것입니다. 이 경우 곡선 트랙이 있어야 합니다. 곡선은 더 길지만 완만한 경사도를 제공하는 데도 사용됩니다. 예를 들어, 트랙이 언덕을 넘어야 할 경우 해결책은 무엇입니까? 경사가 완만한 곡선을 그리긴 하지만, 철도 선로를 더 오래 두면 훨씬 쉽고 비용도 적게 듭니다. 또한 의무적이거나 원하는 위치를 통과할 수 있는 곡선이 제공됩니다. 이는 정치적 요구 또는 기술적 요구일 수 있습니다. 예를 들어, 특정 지역이 철도 노선에 연결되어 있지 않고 정부가 철도 노선과 연결하기를 원한다면, 해결책은 무엇일까요? 우리는 새로운 지역에 도달하기 위해 기존 트랙에서 곡선을 만들어야 합니다.

철도 곡선의 유형

일반적으로, 철도 곡선은 두 가지 주요 유형, 즉 수직 곡선과 수평 곡선으로 나뉠 수 있습니다. 수직 곡선은 두 구배가 만나는 철도 선로의 구간에서 제공됩니다. 수직 곡선은 두 트랙 사이의 전환을 제공합니다. 슬라이드의 왼쪽에는 두 개의 기울기가 있는 수직 곡선이 있습니다. 경사도 1과 경사도 2는 수직 곡선인 파란색 선으로 연결되어 있습니다. 이제 수평 곡선을 보겠습니다. 트랙 방향을 변경해야 할 경우 수평 곡선이 제공됩니다. 오른쪽에는 파란 곡선의 구불구불한 모양이 보입니다. 경사도가 없는 평면의 곡선입니다. 자세히 보면 곡선 섹션 뒤에 직선이 있는 것을 볼 수 있습니다. 원곡선 섹션에도 약간의 반경이 있습니다. 우리는 오늘 수업에서 다양한 형태의 수평 곡선을 보고 있습니다. 영국에서는 곡선의 부드러움이 곡선의 반지름으로 지정됩니다. 그러나 다른 많은 나라에서는 곡선의 부드러움이 곡률의 정도에 따라 결정됩니다. 곡선의 정도는 D로 표시되며, 30. 5m의 표준 길이에 따른 각도로 정의됩니다. 원을 볼 수 있습니다. 원의 하단에는 빨간색 카드 섹션 BX가 있습니다. 가장자리를 두른 표준 길이는 30. 5m입니다. AB는 원의 지름이고 BC와 BX는 원의 반지름 R입니다. 곡선의 정도에 대한 정의에 따르면 곡선에 의해 굴절된 각도입니다. 따라서 곡선 대문자 D는 360도로 30. 5로 나누어 2 piR로 쓸 수 있습니다. 현대의 철도 선로 곡선은 일반적으로 반경 7km가 큽니다. 이 경우 반지름 곡선이 매우 크면 근사치를 구할 수 있습니다. 원의 호가 호의 양 끝을 연결하는 곡선과 같다는 것을 의미합니다. 이러한 경우, 우리는 이전 방정식을 더 간단한 방정식으로 단순화할 수 있습니다. 곡선 D의 정도가 1750을 R로 나눈 값과 같습니다. R은 미터 단위입니다. 열차의 속도가 커브 반지름도 증가하는 것을 볼 수 있습니다. 곡선의 반지름이 감소하면 곡선의 정도가 증가합니다. 즉, 곡선과 반지름은 서로 반비례합니다.

최대 곡선의 정도를 결정하는 요소들

철도 선로에서 허용되는 최대 곡선 정도는 속도와 같은 많은 요인에 따라 달라집니다. 사용된 게이지, 차량의 휠 베이스, 최대 허용 편경사 등입니다. 편경사는 외부 레일이 곡선의 내부 레일 높이 이상으로 상승하는 거리입니다. 속도 변화가 곡선의 반지름을 결정하는 방법이 있습니다. 표에서 모든 트랙은 표준 게이지입니다. 그러나 두 번째 열과 네 번째 열을 비교할 경우 열차의 속도와 곡선 반지름도 증가하는 것을 볼 수 있습니다. 시속 350km로 달릴 수 있도록 설계된 중국 이후의 고속철도는 최소 곡선 반지름이 7000m 또는 7km입니다. 스노우모바일 열차의 경우 시속 40km는 최소 곡선 반지름이 160m입니다. 더 잘 이해하기 위해 역에 들어갈 때 속도를 줄이는 열차를 생각해 볼 수 있습니다. 역의 곡선은 대개 도시에서 멀리 떨어진 메인 선로에 비해 반지름이 작기 때문입니다. 그 결과, 역에 들어가는 동안 열차는 속도를 줄여야 합니다. 원형 곡선에 대해 더 잘 이해하기 위해 원형 곡선의 수학적 관계를 살펴보겠습니다. AO와 BO는 O 지점에서 교차하는 원형 곡선의 두 접선입니다. T1 및 T2는 원곡선이 접선에 닿는 지점입니다. 따라서 T1과 T2는 접선점입니다. 마찬가지로, OT1과 OT2는 곡선의 접선 길이이며 둘 다 길이가 같습니다. T1과 T2는 표준 곡선이며 EF는 곡선의 versine이라고 합니다. 각도 알파와 각도 파이는 각각 교차각과 반사각이라고 불립니다. 이를 통해, 우리는 네 가지 관계를 구상할 수 있습니다. 먼저, 각도 알파와 각도 파이의 합은 180도입니다. 둘째, 접선 길이 OT1 또는 OT2는 R, Phi는 2로 나눌 수 있습니다. 셋째, 곡선의 길이 T1, T2는 2 Rphi로 나누어 쓸 수 있습니다. 그리고 마지막 관계, 네 번째 관계, 원형 곡선의 길이는 Rphi 를 180으로 나눈 값과 같습니다. 아시다시피, 직선 트랙에서는 곡면성이 0인 반면, 반지름이 R인 곡선 트랙은 곡면성이 1을 R로 나눕니다. 따라서 열차가 직선 궤도에서 원형 곡선으로 진입할 때 열차는 갑작스러운 원심력을 경험하게 됩니다. 원심력은 충격을 느끼고 선로 정렬을 방해하며 굴러가는 재고를 불안정하게 만들기 때문에 역효과를 내고 승객에게 불편을 줍니다. 직선 트랙에서 곡선 트랙으로의 이동을 부드럽게 하기 위해 원형 곡선 양쪽에 가변 반지름 곡선이 제공되어 원심력이 점진적으로 증가됩니다.