《毕业设计_线路平路和纵断面设计》.doc

第一节 概述 线路中心线是用路基横断面上O 点如图13-1 所示纵向的连线表示的。O 点为距外轨半个轨距的铅垂线AB与路肩水平线CD的交点。线路的空间位置是由它的平面和纵断面决定的。线路平面是线路中心线在水平面上的投影，表示线路平面状况。线路纵断面是沿线路中心线所作的铅垂剖面展直后、线路中心线的立面图，表示线路起伏情况，其高程为路肩高程。  各设计阶段编制的线路平面图和纵断面图是线路设计的基本文件。各设计阶段的定线要求不同，平面图和纵断面图的详细程度也各有区别。图13-2为新建铁路概略的平面图和纵断面图。 概略平面图中，等高线表示地形、地貌特征，村镇道路等表示地物特征。图中粗线表示线路平面，标出里程，曲线要素（转角α、曲线半径R），车站、桥隧特征等资料。 概略纵断面图的上半部为线路纵断面示意图；下半部为线路基础数据，自下而上顺序标出：线路平面、里程、设计坡度、设计高程、工程地质概况等栏目。 线路平面和纵断面设计，必须保证行车安全和平顺，主要指：不脱钩、不断钩、不脱轨、不途停、不运缓与旅客乘车舒适等，这些要求反映在《铁路线路设计规范》 （简称《线规》）的技术标准中，设计时要遵守《线规》规定。 平面与纵断面设计既应当力争减少工程数量、降低工程造价，又要为施工、运营、维修提供有利条件，节约运营开支。从降低工程造价考虑，线路最好顺地面爬行，但因起伏弯曲太甚，给运营造成困难；从节约运营开支考虑，线路最好又平又直，但势必增大工程数量，提高工程造价。因此设计时，必须根据设计线的特点，分析设计路段的具体情况，综合考虑工程和运营的要求，通过方案比较，正确处理两者之间的矛盾。 铁路上要修建车站、桥涵、隧道、路基、道口和支挡、防护等大量建筑物。线路平面和纵断面设计不但关系到这些建筑物的类型选择和工程数量，并且影响其安全稳定和运营条件。设计时，既要考虑到各类建筑物的技术要求，还要考虑到它们之间的协调配合、总体布置合理。 第二节 区间线路平面设计 一、平面组成和曲线要求 线路平面由直线和曲线组成，铁路曲线由圆曲线和缓和曲线构成。 概略定线时，平纵面图中仅绘出未加设缓和曲线的圆曲线，如图13-3(a)所示。圆曲线要素为：偏角α，半径R。偏角α在平面图上量得，曲线半径R系选配得出。 详细定线时，平纵面图中要绘出加设缓和曲线的曲线，如图13-3(b)所示。曲线要素为：偏角α、半径R、缓和曲线长l0、切线长T和曲线长L。偏角α在平面图上量得，圆曲线半径R和缓和曲线长l0由选配得出，切线长T和曲线长L可计算得出。 纸上定线时，在相邻两直线之间需用一定半径的圆曲线连接，并使圆弧与两侧直线相切。曲线半径的选配，可使用与地形图比例尺相同的曲线板，根据地形、地质与地物条件，由大到小选用合适的曲线板，决定合理的半径。若地势开阔，可先绘出两相邻的直线段，然后选配中间的曲线半径，如图13-4(a)所示；若曲线毗连，则先在需要转弯处绘出恰当的圆弧， 然后用切于两圆弧的直线连接之，如图13-4(b)所示。选定曲线半径后，量出偏角，再计算曲线要素和起讫点里程。 二、直 线 1.设计线路平面时，相邻两直线的位置不同，其间曲线位置也相应改变。因此，在选定直线位置时，要根据地形条件使直线与曲线相互协调，使线路的所处位置最为合理。 2.设计线路平面，应力争设置较长的直线段，减少交点个数，以缩短线路长度、改善运营条件。只有遇到地形、地质或地物等局部障碍，而引起较大工程时，才设置交点绕避障碍。 3.选定直线位置时，应力求减小交点转角的度数。转角大，则线路转弯急，总长增大；同时列车行经曲线所要克服的阻力功增大，运营支出相应加大。转角α与每吨列车克服的曲线阻力功Ar的关系式为：  4.夹直线长度在地形困难曲线毗连地段，两相邻曲线间的直线段，即前一曲线终点（HZ1）与后一曲线起点（HZ2）间的直线，称为夹直线，如图13-5所示。两相邻曲线，转向相同者称为同向曲线，转向相反者称为反向曲线。 夹直线长度力争长一些，为行车和维修创造有利条件。但为适应地形节省工程，需要设置较短的夹直线时，其最小长度受下列条件控制。 (1)线路养护要求夹直线太短，特别是反向曲线路段，列车通过时，因频繁转换方向，车轮对钢轨的横向推力加大，夹直线的正确位置不易保持。维修实践证明：夹直线长度不宜短于2～3节钢轨，钢轨标准长度为25m，即50～75m；地形困难时，至少应不小于一节钢轨长度，即25m。 (2)行车平稳要求旅客列车从前一曲线通过夹直线进人后一曲线的运行过程中，因外轨超高和曲线半径不同，未被平衡的横向加速度频繁变