推 seeback:推這一篇 163.17.37.252 03/02 13:03
推 Chungli28:專業的來了，推~ 218.172.121.34 03/02 13:27
推 pttvix:總之就是鐵軌強度不足 可能會連根把起 61.64.139.252 03/02 13:59
推 sa411022:專業 61.66.76.57 03/02 17:59
※ 引述《Chungli28 (Chungli)》之銘言：
: 台鐵傾斜式列車清明上路 恐出軌
: 【聯合報／記者陳怡如／台北報導】
: 預定清明節上路的台鐵傾斜式列車，傳出安全問題難以克服。列車製造商日商日立公司日
: 前警告台鐵，指北迴線軌道結構不良，部分彎道的鐵軌無法承受傾斜式列車行經時產生的
: 強大橫向壓力，如不立即補強，列車恐有出軌之虞。
: 台鐵工務處長胡志雄昨天證實，日立之前測量傾斜式列車行經台北－花蓮間路線所產生的
: 橫壓數值，發現八堵－雙溪路段有四個點超過日本的安全標準上限，昨天台鐵人員已到現
: 場確認，如果查證屬實，會立即補強。
: 據透露，為顧及安全，台鐵不排除降低傾斜式列車行經彎道的車速，但這樣一來，台鐵原
: 訂台北到花蓮只要一小時四十四分鐘的目標勢必跳票，買傾斜式列車的效益大為降低。
: 鐵道專家指出，傾斜式列車行經彎道時車身會傾斜以抵銷離心力，因此過彎道時不需減速
: ，但同時也會對軌道產生較大的橫壓，這時候如果軌道強度不足或結構不良，軌道會被往
: 外扯，嚴重時將導致列車出軌。
橫壓問題基本上與傾斜式列車的先天的設計有關. 傾斜式列車依傾斜方式的不同可分為
1.主動式傾斜(如X2000) 2.半主動式傾斜(如TEMU) 3.被動式傾斜(如Talgo)
不過無論何種傾斜方式都會造成軌道橫壓的問題, 小弟所知的原因大致如下:
從頭談起, 由公式來看:
曲線與列車通過速度的公式為: V=√((h1*R)/11.8) ,
其中V為平衡速度(km/h), h1為路線超高(mm), R為曲線半徑(m).
由此公式看來曲線的所容許的通過速度與曲線半徑和超高度有關
超高值與曲線半徑越大, 列車能通過該曲線的速度越高.
不過超高值有最大的限制, 同時也應視客車與貨車的多寡來折衝
不過傳統鐵路會以150mm為超高的上限, 而高鐵則可取到180mm
因此, 我們可以說在曲線半徑不變下, 有限的超高限制了列車通過的速度.
不過在客車的設計上一般會以高於平衡速度的方式來通過彎道(關於原因請洽5741篇)
一旦以高於平衡速度來通過彎道時便會有未被平衡的離心力產生,
這種離心力可稱為超高不足. 超高不足則在一定程度內(特別是不影響乘客舒適度)
都是允許的.
所以, 一般來說客車的曲線通過計算公式會被修正如下:
V1=√((h1+h2)*R)/11.8) ,
其中V1為曲線通過速度(km/h), h1為路線超高(mm), h2為超高不足(mm)
R為曲線半徑(m).
以V1來通過曲線時, 由於有未被平衡的離心力存在, 因此轉向架會因此而開始向外偏,
而Bogie上的某些車輪也會因此而開始緊貼曲線外側的軌道,形成所謂的軌道橫壓.
超高不足(h2)的值越大, 未被平衡的離心力也越大, 因此對軌道造成的橫壓也越大.
同時乘客只能長時間成受一定範圍內的離心力, 如h2過大時也會降低乘坐的舒適度.
在兼顧乘客舒適的考量之下, h2一般以不超過 130mm為原則.
而傾斜式列車在設計上以傾斜車體的方式來抵消部分的離心力,改善彎道通過的乘客舒適
因此提高過彎的速度.
所以傾斜式列車的過彎速度計算公式為
V2=√((h1+h2+h3)*R)/11.8)
V2為曲線通過速度(km/h), h1為路線超高(mm), h2為超高不足(mm),
h3為傾斜所額外產生用來抵銷離心力的超高(mm), R為曲線半徑(m).
一般來講列車的傾斜角度越大, h3也越大, 能抵消更多的離心力,
因此提升過彎的速度也越明顯.
對乘客來說, 因為車體的傾斜所以抵銷了本來應該是離心力的h3, 所以就算是提高速度
過彎也不會感到不適. 在傾斜的幫助下, 乘客只會感受到本來h2所帶來的離心力.
不過由於傾斜式列車"只傾斜車體", 所已就轉向架而言, h3是無法產生的,
因為傾斜機構不會連轉向架於過彎時一併與車體一起傾斜.
所以就轉向架而言, 高速過彎的代價是原本的V2=√((h1+h2+h3)*R)/11.8)的公式
就會變成V2=√((h1+h2+h2)*R)/11.8).
而之前說過超高不足(h2)的值越大,未被平衡的離心力也越大,
車輪會因過大的離心力而緊貼著曲線的外側軌道, 因此對軌道造成的橫壓也越大.
所以這就是橫壓的問題所在.......
一般來說, 這種橫壓的問題可用下列的方式來改善:
1. 改變轉向架一次懸吊的剛度
降低一次懸吊的剛度能改善轉向架的曲線通過性能, 進而改善部分的橫壓問題
不過轉向架的設計上是衝突的. 因此降低一次懸吊的剛度往往會使轉向架在
直線段行駛時較容易發生蛇行運動. 因此在懸吊剛度設計上需予以折衝
2. 使用有self-steering或是force-steering設計的轉向架
Sorry!!這個有點難解釋, 請容小弟略過.
3. 強化曲線段的軌道
強化軌道能使對橫壓的承受力提高, 自然也就能允許車輛以較高的速度通過.
不過這應該是買方於車輛之外的額外成本開支.
4. 限制車輛的曲線通過速度
限制曲線的通過速度能避免過大的橫壓產生, 改善橫壓造成的問題.
簡單來說就是原本彎道速限為90kph,傾斜式列車在設計上能提高20km/h的過彎速度
使其變成110kph.
但實際上卻將傾斜式列車通過該曲線的速限設為100kph.
不過這樣無形中也會抵消了部份傾斜式列車所帶來的效益.
: 鐵道專家表示，由於傾斜式列車對軌道的破壞力較大，維修密度必須大幅提高，台鐵目前
: 的路線養護做法及人力無法確保傾斜式列車的行車安全。
: 鐵道專家說，英國上周六發生近八十人死傷的傾斜式列車翻覆事故，肇事原因已確定是轉
: 轍器連桿鬆脫，背後的因素極可能就是維修作業未落實。
: 耗資廿四億元的傾斜式列車是台鐵近卅年來首度引進的全新車種，依據台鐵設定的目標，
: 東部幹線改採傾斜式列車後，台北到宜蘭僅要五十四分鐘，比現行自強號節省廿五分鐘，
: 台北到花蓮一小時四十四分鐘，較目前縮短四十五分。
: 台鐵表示，目前傾斜式列車已有三個編組來台，預定三月下旬完成測試，清明節假期先將
: 以加班車方式提供服務，清明節後再納入正式班表，票價比照自強號，但考慮行車過程中
: 車身搖晃比較厲害，將不賣站票。
: 【2007/03/02 聯合報】
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