la Géométrie de la voie xv
Géométrie tridimensionnelle de la disposition des voies et des mesures associées utilisées dans la conception, la construction et l'exploitation des voies ferrées. L'objet est utilisé dans le contexte des normes, des limites de vitesse et d'autres règles dans le domaine de la piste, de l'alignement, de la hauteur, de la courbure et de la surface de la piste. Bien que la géométrie de la voie soit de nature tridimensionnelle, les normes sont généralement exprimées sous la forme de deux dispositions distinctes pour l'horizontale et la verticale .
Emplacement horizontal
Chemin tangent en bleu avec une spirale de transition en rouge et chemin courbe en vert.
La disposition horizontale est la disposition de la piste sur un plan horizontal. Cela peut être vu comme une vue de dessus, qui est une vue d'une piste tridimensionnelle à partir d'une position au-dessus de la piste. Dans la géométrie de la piste, la disposition horizontale comprend l'agencement de trois types principaux de pistes: les pistes tangentes (ligne droite), les pistes courbes et la transition d'un chemin de courbe (également appelé spirale ou transition en spirale) qui relie une tangente à une piste courbe.
L'Australie a une définition spéciale pour la flexion (ou flexion horizontale), qui est la connexion entre deux trajectoires tangentes de près de 180 degrés (avec un écart ne dépassant pas 1 degré 50 minutes) sans courbe intermédiaire. Il existe de nombreuses limites de vitesse pour les virages distincts de la piste tangente normale.
Disposition verticale
La disposition verticale est l'emplacement de la piste sur un plan vertical. Cela peut être vu comme une vue de façade, qui est une vue latérale de la piste pour montrer la hauteur de la piste. Dans la géométrie de la piste, la disposition verticale inclut des concepts tels que les niveaux croisés et les poutres à gradient
Rail de fond
Le rail de support est le rail de base utilisé comme point de référence pour la mesure. Cela peut varier selon les pays. La plupart des pays utilisent l'un des rails comme rail de support. Par exemple, les États-Unis utilisent un rail de support comme ligne de chemin de fer, qui est une voie tangente de rail est allant vers le nord et le sud, au nord un rail de rail tangent allant vers l'est et l'ouest, un rail extérieur (un rail plus éloigné du centre) dans les courbes ou rails externes avec plusieurs voies. Pour le chemin de fer suisse, le rail de support pour la voie tangente est la ligne médiane entre les deux rails, mais il est à l'extérieur du rail pour la voie courbe
Largeur de la piste
L'écartement (également connu sous le nom de voies d'écartement aux États-Unis) est la distance entre les côtés intérieurs (côtés d'écartement) des têtes de deux rails porteurs qui composent une seule voie ferrée. Chaque pays utilise différents capteurs pour différents types de trains. Cependant, 1435 mm (4 pieds 8 1/2 pouces), le capteur est à la base de 60% des chemins de fer mondiaux.Hauteur latérale
Le niveau croisé (ou «niveau croisé») est une mesure de la différence de hauteur (hauteur) entre la surface supérieure de deux rails en tout point d'une voie ferrée. Deux points (chacun en tête de chaque rail) sont évalués à angle droit par rapport au rail de support. Étant donné que les rails peuvent légèrement monter et descendre, la mesure doit être effectuée sous charge.
C'est ce qu'on appelle un niveau croisé nul lorsqu'il n'y a pas de différence de hauteur entre les deux rails. C'est ce qu'on appelle un niveau transversal inversé lorsque le rail extérieur d'une voie courbe a une hauteur inférieure à l'intérieur du rail. Sinon, le niveau croisé est exprimé en unités de hauteur.
Les limites de vitesse sont réglementées par des voies transversales. Dans une piste tangente, il est conseillé d'avoir un niveau croisé nul. Cependant, un écart par rapport à zéro peut se produire. De nombreuses règles ont des spécifications liées aux limites de vitesse pour une partie spécifique d'une piste en fonction du niveau croisé.
Pour une piste incurvée, la plupart des pays utilisent le terme jambage ou virage pour exprimer la différence de hauteur et les règles correspondantes
déformer
La déformation est la différence dans le niveau transversal de deux points quelconques dans une certaine distance le long de la piste. Le paramètre de déformation dans la géométrie de la piste est utilisé pour indiquer le maximum dans le niveau croisé de la différence de la piste dans n'importe quel segment (tangentes, courbes et spirales).
Sans le paramètre de déformation maximale, l'ajustement au niveau croisé seul peut ne pas être suffisant. Considérez les rails avec un niveau transversal positif suivi d'un niveau transversal négatif suivi d'une séquence de niveaux croisés positifs et négatifs alternés. Bien que tous ces niveaux transversaux soient dans des paramètres acceptables lorsque vous travaillez sur un train le long d'une telle voie, le mouvement oscille à gauche et à droite. Ainsi, le paramètre d'inclinaison maximale est utilisé pour empêcher les harmoniques critiques de la condition de rock-off, ce qui peut conduire à des oscillations de trains d'avant en arrière et à se détacher des rails de la prochaine roue de levage.
Aux États-Unis, une distance spécifique est utilisée pour mesurer afin de s'assurer que la différence de niveau transversal de la piste se situe dans le paramètre de courbure admissible de 62 pieds. La conception de base est nulle pour les trajectoires tangentes et courbes. Cela signifie que, idéalement, le niveau croisé ne devrait pas varier entre deux points à moins de 62 pieds. Il y a quelques écarts pour permettre aux niveaux croisés le long de la piste de changer (par exemple, des changements pour se courber dans les courbes). Différents niveaux de ces écarts par rapport à la déformation nulle indiquent une limite de vitesse.
Une spécification qui se concentre sur le taux de changement des niveaux croisés des pistes courbes contenues dans une zone associée à un jambage en pente.
gradient de piste
d = distance horizontale
? H = montée
L = longueur d'inclinaison
α = angle d'inclinaison
Article principal: Pente (pente) § Chemins de fer
Informations supplémentaires: Gradient de décision
Le terme piste à gradient par rapport à la projection verticale de deux rails le long de la piste. Cela peut être exprimé en distance horizontale parcourue pour soulever un bloc, soit en termes d'angle d'inclinaison, soit en pourcentage de la différence de hauteur sur une distance donnée de la piste.
Les pentes admissibles peuvent être basées sur la pente dominante, qui est la pente maximale sur laquelle le train peut être remorqué par une locomotive au-dessus du tonnage. Dans certains pays, un gradient de momentum, qui est un gradient plus raide mais plus court, peut être autorisé. Cela se produit généralement lorsqu'une piste à gradient est connectée à une piste tangente alignée qui est suffisamment longue en l'absence de signal entre elles, de sorte que le train peut créer une impulsion pour traverser un degré raide par rapport à une impulsion.
Dans une voie courbe (avec ou sans jargon), il y aura une résistance de courbe pour pousser les trains à travers la courbe. Les gradients admissibles peuvent être réduits sur les courbes pour compenser la résistance supplémentaire de la courbe. Le gradient doit être uniforme le long de la piste.
Courbe verticale
Certains pays n'ont pas de spécifications pour la géométrie exacte des courbes verticales au-delà de la spécification générale des lignes verticales. L'Australie a une spécification selon laquelle la forme des courbes verticales doit être basée sur une parabole quadratique, et la longueur d'une courbe verticale donnée est calculée sur la base d'une courbe circulaire
Dans la plupart des pays, la mesure de courbure d'une piste courbe est exprimée en rayon. Plus le rayon est court, plus la courbe est nette. Pour les courbes plus nettes, la limite de vitesse est inférieure pour empêcher la force centrifuge horizontale vers l'extérieur afin d'annuler le train en dirigeant son poids vers le rail extérieur. Un faisceau peut être utilisé pour permettre des vitesses plus élevées par rapport à la même courbe.
Aux États-Unis, la mesure de la courbure est exprimée comme le degré de courbure. Pour ce faire, un accord de 100 pieds (30,48 m) relie deux points sur l'arc du rail de référence, puis dessine des rayons du centre à chacun des accords des points d'extrémité. L'angle entre les rayons des lignes est le degré de courbure. Le degré de courbure est le rayon inverse. Plus le degré de courbure est élevé, plus la courbe est nette. L'expression de la courbe de cette manière permet aux enquêteurs d'utiliser des outils d'évaluation et plus simples pour mesurer la courbe. Cela peut être fait en utilisant une corde de 62 pieds (18,90 m) pour être un accord pour connecter l'arc du côté étalonnage du rail de support. Ensuite, au milieu de la chaîne (lignes sur le 31e pied), la mesure est prise de la chaîne de lignes au capteur du rail de support. Le nombre de pouces dans cette dimension est approximativement le nombre de degrés de courbure.
En raison des restrictions sur la façon dont un train d'équipement particulier peut effectuer un virage à vitesse maximale, il existe une limite au rayon de courbure minimum pour contrôler la netteté de toutes les courbes le long d'un itinéraire donné. Bien que la plupart des pays utilisent un rayon pour mesurer la courbure, le terme degré maximal de courbure est toujours utilisé en dehors des États-Unis, par exemple en Inde, mais avec un rayon comme unité
ne peux pas
Article principal: Poutre (route / rails)
Le chemin de fer suit le niveau à bulle au lieu d'indiquer une pente de 5 "entre les rails intérieurs et extérieurs de la courbe le long du couloir Keystone près de Narberth, PA.
Dans une voie incurvée, il est généralement conçu pour soulever le guide extérieur, fournissant le virage stocké dans la berge, permettant ainsi aux trains de manœuvrer à travers la courbe à des vitesses plus élevées, ce qui serait autrement impossible si la surface était plate ou de niveau. Il aide également le train à contourner la courbe, empêchant les flasques de roue d'appuyer sur les rails, minimisant les frottements et l'usure. La mesure de la différence de hauteur entre le rail extérieur et le rail intérieur est appelée jambage dans la plupart des pays. Un jour, un montant est mesuré dans la perspective d'un angle au lieu d'une différence de hauteur. Aux États-Unis, il est mesuré en élévation et est appelé un niveau croisé, même pour une piste courbe.
Lorsque le rail extérieur est à un niveau plus élevé qu'à l'intérieur du rail, il est appelé un montant positif. Il s'agit généralement de la disposition souhaitée pour une piste courbe. La plupart des comtés atteignent le niveau souhaité d'hypocrisie positive en élevant le rail extérieur à un niveau appelé virage. Pour les chemins de fer suisses, il est ensuite trié en tournant sur l'axe de la voie (deux rails centraux) pour que le rail extérieur soit super augmenté (augmenté) de la moitié de la vitesse de la poutre requise et le rail intérieur lorsqu'il est augmenté (abaissé) à la même demi-vitesse de la vitesse souhaitée Charpente.
Lorsque le rail extérieur est à un niveau inférieur à l'intérieur du rail, cela s'appelle un montant négatif (ou niveau croisé inversé aux États-Unis). Ce n'est généralement pas la disposition souhaitée, mais elle peut être inévitable dans certaines situations, telles que les courbes comportant des lignes en pointillés.
Il existe des règles qui limitent le montant maximum. Cela vous permet de contrôler le déchargement des roues sur le chemin de fer externe (rail haut), en particulier à basse vitesse.
Gradient de faisceau
Le gradient de poutre est la quantité par laquelle le montant augmente ou diminue dans la longueur donnée de la piste. Un changement d'hypocrisie est nécessaire pour relier une piste tangente (pas un montant) à une piste courbe (c) par une hypocrisie à travers une courbe de transition. Le taux de variation de la poutre est utilisé pour déterminer le gradient de jambage approprié pour une vitesse de conception donnée. Une piste tourbillonnante peut également être utilisée pour décrire un dévers de gradient, qui peut être exprimé en pourcentage du dévers d'un changement par unité de longueur. Cependant, au Royaume-Uni, le terme tourbillon de voie est couramment utilisé dans le contexte d'un gradient de jambage avec des valeurs plus élevées qui sont considérées comme des défauts.Aux États-Unis, le gradient de montant requis sur une transition incurvée pour obtenir une connexion lisse entre la pente de la piste incurvée et la piste tangente à niveau croisé zéro est appelé ruissellement de la pente. En plus de la spécification du ruissellement de surface, des règles relatives au taux de variation admissible du faisceau font également partie de la spécification générale du taux de variation du paramètre de niveau croisé appelé courbure. Le paramètre de base et le ruissellement de la pente aident à calculer la longueur de ruissellement requise pour la courbe de transition.
Déficit bois
Comme décrit ci-dessus, le faisceau peut être utilisé pour réduire l'accélération latérale sur les trains circulant sur une voie courbe. Il s'agit d'équilibrer la force centrifuge (force poussant la courbe vers l'extérieur) et la force centripète (force poussant la courbe vers l'intérieur). À des vitesses plus élevées, la force centrifuge est plus élevée. Au contraire, un montant plus élevé crée une force centripète plus élevée. Ce calcul suppose une vitesse de train constante sur une courbe à rayon constant.
Lorsque la vitesse du train et la quantité de bois sont en équilibre (centrifuge correspond à centripète), cela s'appelle l'équilibre. Cela rendrait les composants de la roue de rail de force normaux au plan de la voie, ayant le même agrégat à l'extérieur du rail que pour le rail intérieur. Cela permettrait également au passager du train de ne pas percevoir d'accélération latérale (une poussée sur le côté de Sideway).
Pour une quantité fixe d'hypocrisie, la vitesse qui crée l'équilibre est appelée vitesse d'équilibre. À vitesse constante d'un train en mouvement, la quantité d'hypocrisie nécessaire pour atteindre l'équilibre est appelée jambage d'équilibre.
En pratique, les trains ne fonctionnent pas sur les barres d'équilibre dans les courbes. La situation est appelée déséquilibre, qui peut prendre l'une des deux formes suivantes. Pour une vitesse donnée, si le montant réel est inférieur à l'hypocrisie d'équilibre, la somme de la différence de montant est appelée déficit de montant. En d'autres termes, c'est la quantité de jambage manquant pour atteindre l'équilibre. Inversement, pour une vitesse donnée, si le montant réel est supérieur à l'hypocrisie d'équilibre, la quantité d'hypocrisie plus élevée de l'équilibre est appelée le montant de l'excès.
Dans la configuration générale de la voie pour les trains à différentes vitesses de fonctionnement, telles que le fret et les vitesses de passagers ferroviaires plus élevées, le montant sur la courbe doit être pris en compte pour les vitesses élevées et basses. Les trains à grande vitesse connaîtront un déficit de montant et les trains à basse vitesse connaîtront un montant d'excédent. Ces paramètres ont un impact significatif sur les performances de la courbe, qui incluent la sécurité, le confort des passagers et l'usure des équipements et des rails.
centrage
Le terme alignement est utilisé dans les dispositions horizontales et verticales pour décrire l'uniformité de la ligne (rectitude) des rails.L'alignement horizontal (ou regroupement aux États-Unis) se fait à l'aide d'une longueur de ligne prédéfinie (par exemple, 62 pieds aux États-Unis et 20 mètres en Australie) pour mesurer le long du côté étalonnage du rail de support. Il s'agit de la distance (en pouces ou en millimètres) à partir du milieu de la chaîne de la ligne de capteur du rail de référence. La conception de l'alignement horizontal sur une piste tangente est nulle (parfaitement droite sur une disposition horizontale). Aux États-Unis, la conception de l'alignement des voies courbes horizontales est de 1 pouce pour chaque degré de courbure. Toute autre indication indique des écarts.
L'alignement vertical (ou profil aux États-Unis, mais à ne pas confondre avec le rail) est l'uniformité de la surface dans le plan vertical. La mesure d'uniformité est effectuée en utilisant une longueur de chaîne de ligne donnée (généralement la même longueur utilisée dans l'alignement horizontal) le long de la piste. Si le point médaian de la mesure a une hauteur plus élevée, cela s'appelle la déviation de la bosse. D'un autre côté, si le point médian a une hauteur plus basse, cela s'appelle la déviation de chute.
Ces écarts par rapport à l'alignement structurel sont utilisés comme paramètres pour attribuer une limite de vitesse.
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