Transcript 運動包絡線
第三章 路線 1 路線等級 台鐵 • • 特甲級線 • 縱貫線、台中線 • 甲級線 • 花東線、南迴線 • 乙級線 • 其他 (支線鐵路) • 台灣高鐵 • 主線 • 主線、橫渡線、道岔、車站軌道、 車站待避線 • 車輛基地線 • 車輛基地連絡線 其他 (鐵路修建養護規則) 正線：提供旅客運送服務使用之路線或其他列車運轉經常使用之路線。 側線：正線以外之路線。(本規則側線部分未規定者，由鐵路機構擬訂，報請主管機關同意後施行之。) 2 軌距 • 16mm (台鐵) 軌距：兩側軌條頭部間最短距離 • 量取：台鐵-軌面下16mm處相距 Gage (gauge) • 減少鋼軌與輪緣(flange)之磨損影響 • 其他-1.067m、1.435m – 14mm；0.762 m – 11mm • 標準軌(1.435 m) 3 • • Standard gauge 1435 mm (+10mm3mm) Narrow gauge • 五分車 • Metric gauge • Broad gauge 軌 距 主 要 國 家 1.676m (5’6”) 西班牙、葡萄牙、印度、阿根廷、、 1.601m (5’3”) 巴西、澳洲、愛爾蘭、、 1.524m (5’0”) 俄羅斯、巴拿馬、芬蘭、 1.435m (4’8.5”) 歐洲、北美洲、中國、阿根廷、台灣、 1.067m (3’6”) 日本、爪哇、澳洲、非洲、台灣、、 1.000m 印度、東南亞、歐洲、南美洲、非洲、 0.762m (2’6”) 澳洲、印度、匈牙利、台灣 0.750m 印尼 4 • 寬軌優點： • 車輛大、運能高、速度快、重心穩、穩定度 大、乘坐舒適、減少貨物受損 • 減少車輛磨耗（大輪 轉數少） • 窄軌優點： • 設施較小，用地與建造成本低 • 曲線阻力較小，適合山區 • 空氣阻力小，節省動力 5 Source: http://www.thaitransport-photo.net/modules.php?name=Forums&file=viewtopic&t=5211 6 彎道伸移(Curve overthrow) 彎道上，車身內移，前後懸伸外移 運動包絡線 : 車身形狀線 + 晃動量 軌道不整、道岔、超高度、輪軌磨 耗、、 車輛停放、平坦、直線段，車 廂斷面線 包括車門踏板、門 把、、 7 • 評估軌道沿線設施安全淨空 • 重要依據：車輛包絡線 • 其他因素： • 電力淨空不足可能發生感應或觸電意外 • 從空氣動力學角度，高速列車對隧道淨空有不同要求 • 計算車身晃動 • 電腦程式模擬車身懸吊系統行為 求解聯立方程式 • 實車晃動試驗：確定模擬計算晃動量之正確性 8 • 實車晃動試驗： 確定模擬計算之正確性 Source: http://www.traintesting.com/images/Mk3%20s way%20test.jpg Source: http://www.traintesting.com/images/221%2 0Tilting.JPG 9 • Swept envelope (運動包絡線 + 彎道伸移) • 列車在特殊情況下側向晃動的可能範圍 • 彎道伸移(Curve overthrow) • 彎道上，轉向架之間車身內移，轉向架之前後懸伸部分外移 10 軌道與車輛設計介面 • 車廂容量 • 廣體(加長)車廂 結構淨空 • • 車門踏板間隙 起伏行為 • 軟懸吊舒適 車廂位移量大 • 硬懸吊可降低起伏晃動量 • 車輛零件損壞 • 氣墊避振洩氣，阻尼器失效，彈簧 老化失效等等 11 各種改善措施的比較 • 翻動式踏板：月台門裝設翻轉踏板，門開啟前放下 • 需足夠空間以免安裝後侵入包絡線。 • 無實際運作實績：可靠度尚待驗證。 • 需變更號誌系統之設計： 需確保電聯車/月台門開啟前放下，關門後才收起；電聯車/月台門又必須同步開啟關 閉，需號誌系統指令方能達成。 • 發生故障後直接影響營運。 參考資料：高雄捷運公司匯整資料 12 各種改善措施的比較 • 伸縮式踏板：月台門裝設伸縮踏板，門開啟前伸出 • 需足夠空間以免安裝後侵入包絡線。 • 無實際運作實績：可靠度尚待驗證。 • 需變更號誌系統之設計： 需確保電聯車/月台門開啟前放下，關門後才收起；電聯車/月台門又必須同步開啟 關閉，需號誌系統指令方能達成。 • 增加乘客絆倒危險:伸縮式踏板非一平坦之踏板，表面有落差，反易絆倒乘客。 • 發生故障後直接影響營運。 參考資料：高雄捷運公司匯整資料 13 各種改善措施的比較 • 警示燈：於踏板下裝設警示燈，門開啟時投射提醒乘客注意腳下間隙 • 無侵入淨空包絡線之虞 • 有實際運作實績：北捷台北車站 • 可於門開啟時同步啟動不會有機械式延遲之時間差。 • 即使故障仍不影響營運，無可靠度問題。 • 間隙擋塊(Gap Filler)：安裝於月台門門檻邊之橡皮塊 • 無機構動作，無所謂故障及可靠度問題。 • 侵入車輛「縮減淨空包絡線」：有被擦撞的疑慮。 • 橡皮塊有易劣化剝離，掉落於軌道，影響行車之虞。 參考資料：高雄捷運公司匯整資料 14 成功大學 郭振銘老師 攝 15 • 標準活載重 路盤 上部填方 路床 下部填方 路基 16 • 路盤分類 • 強化路盤 • 碎石路盤 • 礦渣路盤 • 土路盤 Source: 新世紀鐵路工程學 17 • 強化路盤 • 2000萬噸/年 + 100 kph以上 • 路床強度 ： k75 > 7 kg/cm3 • 路盤材料 E > 2000 kg/cm2 • 土路盤：級配、稠度(塑性) Source: 新世紀鐵路工程學 18 路基 • Functions • Run safely at design speed • • Support heavy axle loads • Minimize maintenance costs • 可能發生什麼問題？ • 承載力不足沉陷 • 隆起 By means of • Limiting settlements • Stable arrangement under heavy loads • Durability Note : 軌道結構中，最重要的部分是？為什麼重要？ 後果？ 一件工程，最重要的階段是？ 19 • 路基設計的關鍵：控制變形 • 填土的強度要求 • 填土的材料要求 • 橋涵回填 • 動應力對3m以下路基變形影響極小 20 Source: 新世紀鐵路工程學 21 軌道中心距離 • 訂定之考量因素 • 如何考量這些因素？ • 會車之安全性 • 運動包絡線 • 會車之舒適性 • 空氣動力分析 • 養護維修之需求 • 現地條件與應變程序 TGV ICE SKS HSR 備註 4.5 m 4.54.7m 4.24.3m 5.0m (正線) 過小：列車頭部對空氣排擠 氣壓 波動。頭－尾交會時；會車 壓力波最大。 舒適度、列車氣密性、玻璃 窗承壓強度 過大：用地成本大 壓力波DPmax v2, 1/y 22