牵引坡度

概述

应用

设计

概述

牵引坡度（pushergrade）用两台或多台机车牵引限制坡度上单机牵引的同一牵引质量，所采用的大于限制坡度的坡度。设计线的某些越岭地段，地面平均自然纵坡陡峻，采用限制坡度定线，会引起路线大量展长或出现很长的越岭隧道，使投资加大工期延长。在这种地段，可采用两台或多台机车牵引限制坡度上单机牵引的相同牵引质量，从而可采用较陡坡度定线，以减少展线降低造价。这种较陡坡度称为牵引坡度，它是在越岭地段克服巨大高差的一种行之有效的设计决策。

应用

中国是一个多山的国家，很多干线的越岭地段都采用了牵引坡度，取得了减少展线降低造价的显著效果。当然采用牵引坡度，也需要增加机车台数和运营中的行车费用；在加力牵引的起讫车站要增建补机整备设施，要增加补机摘挂作业时分、影响通过能力；牵引坡度太大时，对下坡运行的制动和限速也将产生不利影响；但其投资远远低于线路展长的土建造价，对运营的不利影响也随着电力、内燃机车的采用、列车联挂装置和制动性能的改善而显著降低。例如宝成线跨越秦岭的宝鸡至东河桥（秦岭车站附近）间，直线距离仅25km，高差达812m，天然平均纵坡达35‰，设计中普采用20‰双机牵引坡度（宝成线的限制坡度为12‰），路线展长为63km，后改用30‰三机牵引坡度，路线缩短18km，隧道总延长缩短12km，高架桥减少800多米，土石方减少80多万立方米，土建工程造价降低43.6%。运营初期，采用蒸汽机车，牵引吨数很低；下坡时闸瓦磨损严重，为防止列车溜逸、限速很低，甚至于在区间要停车再开，通过能力很小；上下行每万吨公里平均煤耗约为全国平均值的4倍。改为电力牵引后，运营情况大为好转，牵引吨数达到2600t以上，年输送能力上行达800多万吨，下行达1400多万吨；电力机车下坡时采用电阻制动，行车速度达45km/h以上，在陡峻的加力牵引坡道上采用电力机车的优越性，才得到充分肯定。各级铁路的牵引坡度的最大值，随着电力、内燃机车的逐步普及而有所增大；1962年《铁路设计技术规范》规定为20‰；1975年《铁路工程技术规范》按牵引种类不同规定为：蒸汽牵引20‰，内燃牵引25‰，电力牵引30‰；此项规定，一直沿用至今，1999年《铁路线路设计规范》删去了蒸汽牵引，内燃、电力牵引的牵引坡度最大值未做变更。上列最大牵引坡度，当列车下坡时，采用机车动力制动并配合空气制动，可保证运行安全；上坡和起动时，采用补机推送方式运行，车钩强度也无问题；若采用DF4B，DF8和SS3，SS4等大功率机车（参见机车类型），年输送能力都可达到1000万吨以上，能够适应一般山区干线的运输需求。

设计

设计牵引坡度，一要注意加力牵引坡段应集中使用，使补机能在较长的路段上行驶，提高其利用率；二要注意使牵引坡度的起讫车站，最好有一个为有机务设备的车站，困难时也要尽量接近这类车站，以便补机进行整备作业时，能利用原有的机务设备；三要注意因补机在牵引坡度的起讫车站摘挂，增加了列车的停站时分，因之，起讫车站邻接的加力牵引区间的往返行车时分，要相应减少，以免限制通过能力。