鐵道無(wú)縫軌道線路設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)第1章 緒論1.1 線路大修1.1.1 概述鐵路線路是由路基、軌道和橋隧建筑物組成。它是一個(gè)整體工程結(jié)構(gòu)，共同發(fā)揮各自的功用，其任何組成部分的改變或損壞，都將影響整體功能。鐵路線路設(shè)備是鐵路運(yùn)輸業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)備，它常年裸露在大自然中，經(jīng)受著風(fēng)雨凍融和列車荷載的作用，軌道幾何尺寸不斷變化，路基及道床不斷產(chǎn)生變形，鋼軌、聯(lián)結(jié)零件及軌枕不斷磨損，因而使線路設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)不斷地發(fā)生變化。線路的殘余變形，主要是機(jī)車車輛與線路相互作用的結(jié)果，往往又帶有明顯的不均勻性和不一致性，而構(gòu)成線路的不平順。這種線路的不平順性，即使是微小的，亦將顯著增加機(jī)車車輛對(duì)線路的附加動(dòng)力作用。不平順愈強(qiáng)，附加動(dòng)力作用愈大，

2、鋼軌及其軌下基礎(chǔ)負(fù)擔(dān)愈重，殘余變形的幅度及其積累愈快，線路承載能力愈低。而鐵路運(yùn)量即通過(guò)總質(zhì)量(表示為軸載與其通過(guò)次數(shù)的乘積)愈大的線路上，上述過(guò)程將發(fā)展的愈加劇烈1。對(duì)目前的線路結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，產(chǎn)生不均勻的殘余變形及其積累是無(wú)法避免的。人們只能設(shè)法延緩它的發(fā)展，通過(guò)線路維修把它限制在一定范圍之內(nèi)，但不能完全消除。為保證列車的正常運(yùn)行，線路必須經(jīng)常保持規(guī)定的技術(shù)完好狀態(tài)，一旦這個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)被突破，靠線路維修又不能完全防止上述破壞現(xiàn)象的發(fā)生，線路各組成部件的疲勞與磨耗傷損，以及道床臟污程度等達(dá)到了規(guī)定的限度以至于不能繼續(xù)使用時(shí)，就必須進(jìn)行線路大修來(lái)修復(fù)軌道的承載能力。另一方面，隨著鐵路運(yùn)量的增長(zhǎng)，列車平

3、均軸載的增加，行車速度的提高，以及新技術(shù)和新設(shè)備的發(fā)展與應(yīng)用，需要強(qiáng)化或更新線路設(shè)備時(shí)，也必須由線路大修去完成。1.1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容本設(shè)計(jì)中采取的方法及步驟如下：(1)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書給定的運(yùn)營(yíng)條件及線路測(cè)量資料，對(duì)既有線路平縱斷面進(jìn)行改善。(2)線路大修平面設(shè)計(jì)14：線路大修平面改善設(shè)計(jì)，主要是矯正既有線路平面的位置，平面設(shè)計(jì)以原線路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，并遵循一定的原則和基本的技術(shù)條件，根據(jù)線路勘測(cè)資料，對(duì)線路曲線部分各測(cè)點(diǎn)進(jìn)行撥距計(jì)算。(3)線路大修縱斷面設(shè)計(jì)：線路大修縱斷面設(shè)計(jì)的目的是改善原有線路設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)，本設(shè)計(jì)在既有路基面標(biāo)高、軌面標(biāo)高及既有道床厚度的基礎(chǔ)上，利用Excel對(duì)計(jì)算軌面標(biāo)

4、高、設(shè)計(jì)軌面標(biāo)高、設(shè)計(jì)道床厚度等進(jìn)行計(jì)算，并繪制縱斷面設(shè)計(jì)改善圖4。1.2 鐵路無(wú)縫線路1.2.1 概述隨著高速、重載鐵路的發(fā)展，要求強(qiáng)化鐵路軌道結(jié)構(gòu)，提高線路的平順性和穩(wěn)定性，消除現(xiàn)有一般無(wú)縫線路的緩沖區(qū)和道岔區(qū)鋼軌接頭的影響，實(shí)現(xiàn)線路的無(wú)縫化。把焊接軌條長(zhǎng)度延長(zhǎng)達(dá)整個(gè)區(qū)間或跨區(qū)間并與道岔焊聯(lián)成一體，這種超長(zhǎng)軌條的無(wú)縫線路稱為區(qū)間無(wú)縫線路或跨區(qū)間無(wú)縫線路。由于無(wú)縫線路的施工工藝和機(jī)械化程度的提高，維修管理方法的不斷完善，膠接絕緣接頭的技術(shù)工藝過(guò)關(guān)并投入使用，無(wú)縫道岔的設(shè)計(jì)理論逐步完善和試鋪成功，從1964年在日本建成第一條高速鐵路開始，相繼于1983年法國(guó)模式的高速鐵路成功運(yùn)營(yíng)，至今國(guó)內(nèi)外在

5、區(qū)間無(wú)縫線路和跨區(qū)間無(wú)縫線路都取得了很大的發(fā)展。如日本青函海底隧道長(zhǎng)53.83km，在12的坡道上鋪設(shè)了軌條長(zhǎng)53.7km的無(wú)縫線路；法國(guó)以巴黎為中心的幾條高速鐵路上，多數(shù)無(wú)縫線路的軌條長(zhǎng)度貫穿整個(gè)區(qū)間，其中最長(zhǎng)一條長(zhǎng)達(dá)50km；德國(guó)焊接道岔數(shù)達(dá)11萬(wàn)組之多，截至1992年底德國(guó)已有93.2%的線路鋪設(shè)了超長(zhǎng)軌條的無(wú)縫線路；俄羅斯在頓涅茨鐵路上鋪設(shè)了一段軌條長(zhǎng)17.5km無(wú)縫線路。中國(guó)截至1998年底全國(guó)已鋪設(shè)超長(zhǎng)軌條的無(wú)縫線路4359.5km。2001年在京滬線南京一上海區(qū)間成功鋪設(shè)了一條軌條長(zhǎng)為249km的跨區(qū)間無(wú)縫線路。秦皇島至沈陽(yáng)客運(yùn)專線上計(jì)劃全面鋪設(shè)區(qū)間無(wú)縫線路或跨區(qū)間無(wú)縫線路5。在

6、普通線路上，鋼軌接頭是軌道的薄弱環(huán)節(jié)之一，由于接縫的存在，列車通過(guò)是發(fā)生沖擊和振動(dòng)，并伴隨有打擊噪聲，沖擊力可達(dá)到非接頭區(qū)的三倍以上。接頭沖擊力影響行車的平穩(wěn)和旅客的舒適，并促使道床破壞、線路狀況惡化、鋼軌及連接零件的使用壽命縮短、維修勞動(dòng)費(fèi)用的增加。養(yǎng)護(hù)線路接頭區(qū)的費(fèi)用占養(yǎng)護(hù)總經(jīng)費(fèi)的35%以上；鋼軌因軌端損壞而抽換的數(shù)量較其他部位大23倍；重傷鋼軌60%發(fā)生在接頭區(qū)。隨著列車軸重、行車速度和密度的不斷增長(zhǎng)，上述缺點(diǎn)更加突出，更不能適應(yīng)現(xiàn)代高速重載運(yùn)輸?shù)男枰榱烁纳其撥壗宇^的工作狀態(tài)，人們從本世紀(jì)三十年代開始至今，一直致力于這方面的研究與實(shí)踐，采用各種方法將鋼軌焊接起來(lái)構(gòu)成無(wú)縫線路。這中間首

7、先遇到了接頭焊接質(zhì)量問題；其次就是長(zhǎng)軌在列車動(dòng)力和溫度力共同作用下的強(qiáng)度和穩(wěn)定問題；還有無(wú)縫線路設(shè)計(jì)、長(zhǎng)軌運(yùn)輸、鋪設(shè)施工、養(yǎng)護(hù)維修等一系列理論和技術(shù)問題。隨著上述一系列問題的逐步解決，無(wú)縫線路在世界各國(guó)得到了廣泛的運(yùn)用。在橋梁上鋪設(shè)無(wú)縫線路，可以減輕列車車論對(duì)橋梁的沖擊，改善列車和橋梁的運(yùn)營(yíng)條件，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，減少養(yǎng)護(hù)維修工作量。這些優(yōu)點(diǎn)在行車速度提高時(shí)尤為顯著。實(shí)踐證明，無(wú)縫線路由于消滅了鋼軌接頭軌縫，因而具有行車平穩(wěn)，機(jī)車車輛及軌道維修費(fèi)用降低，設(shè)備使用壽命延長(zhǎng)，適合于高速行車等優(yōu)點(diǎn)，是鐵路軌道現(xiàn)代化的一項(xiàng)重要技術(shù)措施，也是當(dāng)前高速、重載鐵路的必需條件。1.2.2 路基上無(wú)縫線路路基上

8、無(wú)縫線路設(shè)計(jì)主要包括69：(1)無(wú)縫線路鋼軌強(qiáng)度計(jì)算，采用連續(xù)支承法；(2)無(wú)縫線路穩(wěn)定性計(jì)算，采用統(tǒng)一公式模型；(3)無(wú)縫線路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算。1.2.3 橋上無(wú)縫線路橋上無(wú)縫線路設(shè)計(jì)主要包括912：(1)鋼軌的伸縮附加力的計(jì)算。梁因溫度變化而產(chǎn)生的伸縮變形，通過(guò)梁軌相互作用，使鋼軌產(chǎn)生伸縮附加力。伸縮附加力與梁的日溫度差和扣件阻力的大小有關(guān)。(2)鋼軌撓曲附加力的計(jì)算。梁在荷載作用下產(chǎn)生撓曲變形，通過(guò)梁軌相互作用，使鋼軌產(chǎn)生撓曲附加力，與撓曲變形和扣件阻力的大小有關(guān)。(3)鋼軌強(qiáng)度計(jì)算。鋼軌在動(dòng)應(yīng)力、溫度應(yīng)力和伸縮附加應(yīng)力(或撓曲附加應(yīng)力，兩種附加應(yīng)力不疊加，取其中大者來(lái)計(jì)算)的作用下，不超

9、過(guò)鋼軌的容許應(yīng)力。(4)穩(wěn)定性檢算。鋼軌在溫度力和伸縮附加力(或撓曲附加力)的作用下，滿足穩(wěn)定性的要求。(5)鎖定軌溫計(jì)算。根據(jù)強(qiáng)度、穩(wěn)定性和緩沖區(qū)軌縫設(shè)置的要求，計(jì)算橋上鎖定軌溫，并與路基上無(wú)縫線路相比較。(6)斷縫計(jì)算。橋上無(wú)縫線路焊接長(zhǎng)軌一旦斷裂后形成的斷縫以及由于伸縮附加拉力而產(chǎn)生的鋼軌縮短量疊加起來(lái)，檢算斷縫值是否超過(guò)規(guī)定的容許值。最后本設(shè)計(jì)對(duì)線路大修工作作了專題研究。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)線路大修及無(wú)縫線路的知識(shí)進(jìn)行一次全面匯總和學(xué)習(xí)，進(jìn)一步鞏固了專業(yè)知識(shí)，為以后學(xué)習(xí)和工作打下基礎(chǔ)，為將來(lái)能承擔(dān)發(fā)展我國(guó)鐵路發(fā)展的重任奠定基石。第2章 線路大修平面設(shè)計(jì)2.1 概述線路大修平面設(shè)計(jì)主要是

10、校正線路的平面位置。平面設(shè)計(jì)應(yīng)以原線路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，并應(yīng)遵循以下基本技術(shù)條件：(1)設(shè)計(jì)曲線時(shí)應(yīng)盡量采用單曲線，僅在困難條件下允許保留復(fù)曲線，但復(fù)曲線的兩個(gè)圓曲線間，應(yīng)設(shè)緩和曲線連接，其長(zhǎng)度按計(jì)算決定，但不應(yīng)短于20m。如條件困難不能設(shè)緩和曲線時(shí)，兩個(gè)連續(xù)圓曲線的曲率不應(yīng)大于1/2000，每個(gè)圓曲線的長(zhǎng)度不得短于50m。(2)直線與圓曲線間應(yīng)采用緩和曲線連接，其長(zhǎng)度一般應(yīng)短于9×超高度(m)×容許最高行車速度(km/h)，特別困難地段不短于7×超高度(m)×容許最高行車速度(km/h)，計(jì)算結(jié)果取10m整數(shù)倍。如原線路的緩和曲線標(biāo)準(zhǔn)較高時(shí)，應(yīng)采用原線路

11、標(biāo)準(zhǔn)。兩緩和曲線間的圓曲線長(zhǎng)度一般不得小于20m，困難條件下可減至14m。(3)兩圓曲線間的直線長(zhǎng)度，原則上應(yīng)不低于原線路標(biāo)準(zhǔn)。(4)并行的兩線路中心距離在5m以下的曲線地段，內(nèi)側(cè)曲線的超高不得小于外側(cè)曲線超高的一半，否則，應(yīng)根據(jù)計(jì)算加寬兩線的中心距離。(5)有條件時(shí)，應(yīng)盡可能改善線路對(duì)橋梁的偏心及建筑物限界等，使其符合有關(guān)規(guī)定。(6)圓曲線外軌超高和順坡，按工務(wù)段提出的數(shù)據(jù)設(shè)置，并應(yīng)符合鐵路線路維修規(guī)則規(guī)定。(7)大修平面設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)消除直線地段漫彎。如因建筑物限界關(guān)系等原因不能減少或消除時(shí)，允許保留原狀。平面設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是曲線整正計(jì)算，重新確定曲線要素及各主要點(diǎn)的里程，逐步計(jì)算每20m測(cè)點(diǎn)的撥

12、量，然后根據(jù)計(jì)算的撥量將錯(cuò)動(dòng)的線路撥正到正確位置上。曲線平面計(jì)算以既有線為參考標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算出的撥動(dòng)量就是相對(duì)于既有線路上各測(cè)點(diǎn)應(yīng)撥動(dòng)的距離，撥正后的曲線是新的線路中心，大修施工時(shí)應(yīng)按新的中線鋪軌。計(jì)算既有曲線的撥距時(shí)，需要既有曲線的外業(yè)測(cè)量數(shù)據(jù)。而既有曲線的測(cè)量一般采用偏角法或矢矩法。偏角法是應(yīng)用漸伸線原理，計(jì)算既有曲線各點(diǎn)和設(shè)計(jì)曲線各對(duì)應(yīng)點(diǎn)的漸伸線長(zhǎng)度，其漸伸線長(zhǎng)度之差即為各點(diǎn)計(jì)算撥量。如圖2-1所示，既有曲線B點(diǎn)的漸伸線長(zhǎng)為，設(shè)計(jì)曲線上與B點(diǎn)相應(yīng)的點(diǎn)漸伸線長(zhǎng)為，因此，撥距就是兩漸伸線長(zhǎng)度之差： 0，曲線外挑，0，曲線內(nèi)壓。BANiN2N1B1B2BiB圖2-1 曲線的漸伸線根據(jù)漸伸線的定義和

13、性質(zhì)，可導(dǎo)出如圖2-1上B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的漸伸線長(zhǎng)度的計(jì)算公式為： 式中，A點(diǎn)與曲線上任意點(diǎn)B之間的弧線長(zhǎng)；曲線上任意點(diǎn)B處曲率半徑與A點(diǎn)曲率半徑的夾角。矢矩法測(cè)量如圖2-2所示。ABC20806040100f120806040f2f3f4100始端切線圖2-2 矢矩法測(cè)量圖則各曲線段的照準(zhǔn)線對(duì)始端切線轉(zhuǎn)角為： (2-3)測(cè)出兩置鏡點(diǎn)連線與測(cè)點(diǎn)切線的夾角及每20m處的矢矩即可。計(jì)算撥距的方法較多，一般經(jīng)常維修與中修采用繩正法；大修與改建則利用漸伸線法來(lái)計(jì)算。本設(shè)計(jì)為線路大修，故采用漸伸線法。2.2 既有曲線漸伸線長(zhǎng)度計(jì)算既有線雖已錯(cuò)動(dòng)，但基本線形仍保持原來(lái)的形狀，可分為按緩和曲線和圓曲線的性質(zhì)計(jì)算。(

14、1)當(dāng)置鏡點(diǎn)在曲線的始切線上時(shí)，圓曲線各測(cè)點(diǎn)的漸伸線長(zhǎng)度為： 式中，l圓曲線上測(cè)點(diǎn)的曲線長(zhǎng)；圓曲線上測(cè)點(diǎn)的偏角，。緩和曲線上各點(diǎn)的漸伸線長(zhǎng)度為： 式中，l緩和曲線上的測(cè)點(diǎn)至起點(diǎn)的曲線長(zhǎng)；緩和曲線上測(cè)點(diǎn)的偏角，。結(jié)論：既有曲線的漸伸線長(zhǎng)度，無(wú)論在圓曲線上還是緩和曲線上，其表達(dá)式均可表示為：漸伸線長(zhǎng)度為測(cè)點(diǎn)偏角的弧度數(shù)乘該測(cè)點(diǎn)至置鏡點(diǎn)的曲線長(zhǎng)。(2)當(dāng)置鏡點(diǎn)由O點(diǎn)移至A點(diǎn)時(shí)，如圖2-3所示，A點(diǎn)以后各測(cè)點(diǎn)的漸伸線長(zhǎng)度： 式中，測(cè)點(diǎn)至始切線的累加偏角；、A、B點(diǎn)的偏角；置鏡點(diǎn)A處的漸伸線長(zhǎng)度；l測(cè)點(diǎn)至置鏡點(diǎn)間的曲線長(zhǎng)。HYAlyEAZHOxx0OBAEB圖2-3 漸伸線計(jì)算示意圖lBlABEAA結(jié)論

15、：當(dāng)置鏡點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，置鏡點(diǎn)后各測(cè)點(diǎn)的漸伸線長(zhǎng)度等于置鏡點(diǎn)處的漸伸線長(zhǎng)度加上各測(cè)點(diǎn)至置鏡的曲線長(zhǎng)乘各測(cè)點(diǎn)弦線與始切線間的夾角(累加偏角)。2.3 設(shè)計(jì)曲線漸伸線長(zhǎng)度計(jì)算(1)選擇曲線半徑與緩和曲線長(zhǎng)度進(jìn)行曲線計(jì)算與設(shè)計(jì)前，首先要根據(jù)既有技術(shù)資料和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果估算既有曲線半徑，既有曲線半徑可采用下列方法計(jì)算： 平均偏角法設(shè)L為測(cè)點(diǎn)間弦長(zhǎng)(一般為20m)，在圓曲線范圍內(nèi)取n個(gè)點(diǎn)偏角、，可求得圓曲線內(nèi)L所對(duì)應(yīng)的偏角的平均值為： (2-7)然后代入下式估算既有曲線半徑： (2-8)三點(diǎn)法在既有曲線的圓曲線范圍內(nèi)選取3個(gè)距離為L(zhǎng)的測(cè)點(diǎn)A、B、C，三點(diǎn)的漸伸線長(zhǎng)度分別為、，則通過(guò)此三點(diǎn)的既有曲線半徑為： (2

16、-9)多點(diǎn)法三個(gè)點(diǎn)不能體現(xiàn)整個(gè)曲線的全貌，當(dāng)圓曲線較長(zhǎng)、測(cè)點(diǎn)較多的時(shí)候，可以用下列公式計(jì)算既有曲線的半徑： (2-10)式中，L測(cè)點(diǎn)間的長(zhǎng)度，一般取為20m；測(cè)點(diǎn)既有漸伸線的二次差值；n二次差值的個(gè)數(shù)，比測(cè)點(diǎn)數(shù)少2。設(shè)計(jì)曲線半徑R可取估算的既有曲線半徑RJ，并根據(jù)轉(zhuǎn)角的大小取整(參見表2-1)。表2-1 曲線半徑取整轉(zhuǎn)角度數(shù)1010202030306060半徑取整(m)501051具體選定緩和曲線長(zhǎng)度的選用應(yīng)不低于基本技術(shù)條件規(guī)定的長(zhǎng)度，并取10m的整倍數(shù)。比照既有曲線技術(shù)資料，不低于原有緩和曲線的標(biāo)準(zhǔn)。(2)推算曲線各主要點(diǎn)的里程曲線中點(diǎn)QZ的里程為保證測(cè)量終點(diǎn)不撥動(dòng)，即終切線不轉(zhuǎn)動(dòng)也不平移

17、，應(yīng)該使終點(diǎn)設(shè)計(jì)漸伸線的長(zhǎng)度與既有漸伸線的長(zhǎng)度相等。K1/RLLRRZYYZR tg/2LKE=1/2RLxK (a) 平面圖 (b) 曲率圖E=1/2RLLxL(c) 角線圖 (d) 漸伸線圖圖2-4 設(shè)計(jì)漸伸線長(zhǎng)度計(jì)算示意圖由圖2-4可知，測(cè)量終點(diǎn)設(shè)計(jì)漸伸線的長(zhǎng)度為： (2-11)式中，Ly圓曲線長(zhǎng)，；l0 緩和曲線長(zhǎng)；y測(cè)量終點(diǎn)至HZ點(diǎn)的距離；曲線轉(zhuǎn)向角；X 為測(cè)量終點(diǎn)至曲線中點(diǎn)的距離。令，則 (2-12)曲線中點(diǎn)QZ的里程=測(cè)量終點(diǎn)里程X。ZH、HY、YH及HZ點(diǎn)的里程據(jù)QZ里程可推算出ZH、HY、YH及HZ點(diǎn)的里程：ZH里程=QZ里程HY里程=ZH里程HZ里程=QZ里程YH里程=HZ

18、里程(3)設(shè)計(jì)曲線漸伸線長(zhǎng)度的計(jì)算設(shè)計(jì)曲線漸伸線的長(zhǎng)度，可根據(jù)測(cè)點(diǎn)所在位置，分別按下列公式計(jì)算： ZHHY第一緩和曲線上各測(cè)點(diǎn)： (2-13)式中，R設(shè)計(jì)曲線半徑；l第一緩和曲線上測(cè)點(diǎn)至ZH點(diǎn)的曲線長(zhǎng)度；l0緩和曲線長(zhǎng)。 HYYH圓曲線的漸伸線長(zhǎng)度是在ZY點(diǎn)處自始切線內(nèi)移一段距離p值，因此，在計(jì)算漸伸線長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)再加p值： (2-14)式中，s圓曲線上測(cè)點(diǎn)至ZH點(diǎn)的曲線長(zhǎng)；L圓曲線上測(cè)點(diǎn)至ZY點(diǎn)的曲線長(zhǎng)，；p內(nèi)移距，。YHHZ第二緩和曲線漸伸線長(zhǎng)度，是從終切線向外移值，因此： (2-15)式中，外移量，其中l(wèi)為第二緩和曲線上測(cè)點(diǎn)至YH點(diǎn)的曲線長(zhǎng)，。ZH點(diǎn)以后直線段的漸伸線長(zhǎng) (2-16)2.4

19、 撥距計(jì)算 (2-17)撥距計(jì)算的步驟：(1) 計(jì)算既有曲線各測(cè)點(diǎn)的漸伸線長(zhǎng)度；(2) 選擇曲線半徑及緩和曲線長(zhǎng)，確定各主要點(diǎn)的里程；(3) 計(jì)算設(shè)計(jì)曲線各測(cè)點(diǎn)的漸伸線長(zhǎng)度；(4) 求出各測(cè)點(diǎn)的撥動(dòng)距離。各條曲線撥距計(jì)算見表2-2表2-3。選取曲線、曲線測(cè)量資料進(jìn)行曲線撥距計(jì)算。撥距計(jì)算 e=EsEj15+0.0310.0540.0660.0780.0780.0910.1050.1090.1060.102表2-2 既有曲線撥距計(jì)算表設(shè)計(jì)曲線漸伸線長(zhǎng)度計(jì)算Es140.0000.0400.2630.8291.8983.6306.1469.46113.57718.492l36Rl0130.0000.

20、0400.2630.8291.898l122.88922.88942.88962.88982.889l02/24R110.8330.8330.8330.8330.833L2/2R與Xa102.7975.3138.62812.74417.659L或X952.88972.88992.889112.889132.889設(shè)計(jì)曲線主要設(shè)計(jì)點(diǎn)里程8ZH：K115+457.111ZY：K115+507.111HY：K115+557.111既有曲線角面積計(jì)算Ej70-0.031-0.0140.1970.7511.8203.5396.0419.35213.47118.39020bf60-0.0310.0170.

21、2110.5541.0691.7192.5023.3114.1194.919±f500.3950.3470.153-0.19-0.7051.5950.8120.003-0.805-1.605曲線既有曲線測(cè)量資料f400.3950.7420.8950.70501.5952.4072.412.395020b(弧度)30.3643.3147.319a( ' ")21-02-308-27-051-28-25測(cè)點(diǎn)里程1K115+440+460+480+500+520+540+560+580+600+620+640續(xù)表2-2撥距計(jì)算 e=EsEj15+0.1140.1060.0

22、870.1110.0850.0870.0900.1050.1070.1180.127設(shè)計(jì)曲線漸伸線長(zhǎng)度計(jì)算Es1424.20830.72438/.03946.15555.07064.78675.30186.61798.733111.648125.364l36Rl013l12l02/24R110.8330.8330.8330.8330.8330.8330.8330.8330.8330.8330.833L2/2R與Xa1023.37529.89137.20645.32254.23763.95374.46885.78497.900110.815124.531L或X9152.889172.889192

23、.889212.889232.889252.889272.889292.889312.889332.889352.889設(shè)計(jì)曲線主要設(shè)計(jì)點(diǎn)里程8QZ：K115+845.542既有曲線角面積計(jì)算Ej724.09430.61837.95246.04454.98564.69975.21186.51298.626111.530125.23720bf65.7046.5247.3348.0928.9419.71410.51211.30112.11412.90413.707±f51.6150.795-0.015-0.773-1.6221.5950.7970.008-0.805-1.5951.617

24、既有曲線測(cè)量資料f41.6152.412.3951.62201.5952.3922.41.59501.61720b(弧度)311.30915.324a( ' ")21-25-501-30-10測(cè)點(diǎn)里程1+660+680+700+720+740+760+780+800+820+840+860續(xù)表2-2撥距計(jì)算 e= EsEj15+0.1180.1080.0940.0760.0780.0710.0540.0410.0140.1030.068設(shè)計(jì)曲線漸伸線長(zhǎng)度計(jì)算Es14139.879155.195171.310188.226205.941224.457243.773263.888

25、284.804306.519329.035l36Rl013l12l02/24R110.8330.8330.8330.8330.8330.8330.8330.8330.8330.8330.833L2/2R與Xa10139.046154.362170.477187.393205.108223.624242.940263.055283.971305.686328.202L或X9372.889392.889412.889432.889452.889472.889492.889512.889532.889552.889572.889設(shè)計(jì)曲線主要設(shè)計(jì)點(diǎn)里程8既有曲線角面積計(jì)算Ej7139.761155.0

26、87171.216188.150205.863224.386243.719263.847284.790306.416328.96720bf614.52415.32616.12916.93417.71318.52319.33320.12820.94321.62622.551±f50.8-0.002-0.805-1.611.6150.805-0.005-0.8-1.6151.6950.77既有曲線測(cè)量資料f42.4172.4151.6101.6152.422.4151.61501.6952.46520b(弧度)319.32823.321a( ' ")21-28-101-

27、26-20測(cè)點(diǎn)里程1+880+900+920+940+960+980K116+000+020+040+060+080續(xù)表2-2撥距計(jì)算 e= EsEj15-0.014-0.027-0.037-0.032-0.030-0.014-0.001a=7733'45"，R=500m，l0=100m，L=776.862m，T=452.411m+0.0270.002設(shè)計(jì)曲線漸伸線長(zhǎng)度計(jì)算Es14352.350376.466401.381427.038453.288479.969506.922533.986561.060l36Rl0130.0010.0590.3250.9592.122l12

28、6.02726.02746.02766.02786.027l02/24R110.8330.8330.8330.8330.8330.8330.8330.8330.833L2/2R與Xa10351.517375.633400.548426.264452.780480.095508.211533.986561.060L或X9592.889612.889632.889652.889672.889692.889712.889394.458414.458設(shè)計(jì)曲線主要設(shè)計(jì)點(diǎn)里程8YH：K116+133.973YZ：K116+183.973HZ：K116+233.973既有曲線角面積計(jì)算Ej7352.3233

29、76.464401.395427.065453.325480.001506.952534.000561.06120bf623.35624.14124.93125.67026.26026.67626.95127.04827.061±f5-0.035-0.82-1.610.9410.351-0.065-0.34-0.437-0.45既有曲線測(cè)量資料f42.431.6100.9411.2921.2270.8870.45020b(弧度)326.61127.074a( ' ")29-25-351-19-40測(cè)點(diǎn)里程1+100+120+140+160+180+200+220+2

30、40+260備注撥距計(jì)算 e= EsEj15曲線編號(hào)+0.0190.0250.0440.0710.0930.1150.1510.1530.1480.1480.141表2-3 既有曲線撥距計(jì)算表設(shè)計(jì)曲線漸伸線長(zhǎng)度計(jì)算Es140.0120.1120.3950.9561.8913.2945.261l36Rl0130.0120.1120.3950.9561.8913.2945.261l1218.4138.4158.4178.4198.41118.41138.41l02/24R111.3611.3611.361L2/2R與Xa106.5149.79413.741L或X988.41108.41128.41

31、設(shè)計(jì)曲線主要設(shè)計(jì)點(diǎn)里程8ZH：K117+421.590ZY：K117+491.590HY：K117+561.590QZ：K117+623.464既有曲線角面積計(jì)算Ej70-0.019-00130.0680.3240.8631.7763.1435.1087.72711.00714.96120bf60-0.0190.0060.0810.2560.5390.9131.3671.9652.6193.2803.954±f500.3150.290.2150.04-0.243-0.6171.270.6720.018-0.643-1.317曲線既有曲線測(cè)量資料f400.3150.6050.820.8

32、60.61701.271.9421.961.317020b(弧度)30.2962.6375.942a( ' ")20-50-506-42-259-28-10測(cè)點(diǎn)里程1K117+400+420+440+460+480+500+520+540+560+580+600+620續(xù)表2-3撥距計(jì)算 e= EsEj15-0.006-0.013曲線編號(hào)a=2511'10"， R=600m，l0=140m，L=403.748m，T=204.344m+0.1500.1430.1410.1230.0830.0470.0230.1940.000設(shè)計(jì)曲線漸伸線長(zhǎng)度計(jì)算Es1419.

33、71624.99630.94337.55044.75452.46060.57268.99577.63486.39395.185l36Rl0130.0060.0830.3240.8261.6832.9914.845l1214.62234.62254.62274.62294.622114.66134.66l02/24R111.3611.3611.3611.3611.3611.3611.3611.3611.3611.3611.361L2/2R與Xa1018.35523.63529.58236.19643.47651.42360.03769.31779.26489.87895.185L或X9148.4

34、1168.41188.41208.41228.41248.41268.41288.41308.41328.41216.536設(shè)計(jì)曲線主要設(shè)計(jì)點(diǎn)里程8YH：K117+685.338YZ：K117+755.338HZ：K117+825.338既有曲線角面積計(jì)算Ej719.56624.85330.80237.42744.67152.41360.54969.00177.44086.40695.18520bf64.6055.2875.9496.6257.2447.7428.1368.4528.4398.9668.779±f51.3770.655-0.007-0.683-1.3020.6770.

35、283-0.033-0.02-0.547-0.36既有曲線測(cè)量資料f41.3771.9921.9851.30200.6770.960.9270.9070.36020b(弧度)38.4198.791a( ' ")27-05-451-04-00測(cè)點(diǎn)里程1K117+640+660+680+700+720+740+760+780+800+820+840備注第3章 線路大修縱斷面設(shè)計(jì)3.1 縱斷面設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及原則3.1.1 設(shè)計(jì)特點(diǎn)線路大修的縱斷面設(shè)計(jì)是在原有建筑設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行，并在保持原有限制坡度的條件下，修正和改善原有縱斷面上不符合技術(shù)要求的部分。因此，縱斷面的改善設(shè)計(jì)，必然會(huì)受

36、到原有建筑物的嚴(yán)格限制。例如拉坡設(shè)計(jì)，會(huì)受到車站內(nèi)的天橋、地道、站臺(tái)及區(qū)間的跨線橋、架空橋、橋梁和隧道等建筑凈空的限制，一般說(shuō)是不能隨意抬道或落道的。過(guò)多的抬道，會(huì)造成前后道岔群抬高，站線順坡工作量加大，路肩寬度不足，復(fù)線區(qū)段上下行道口通行不便，并行地段鄰線有被砂埋和雪埋之慮；過(guò)多的落道，會(huì)造成路塹刷坡，增大施工困難，甚至造成不良后果，等等。因此，如何在原有建筑設(shè)備的基礎(chǔ)上，尋求最合理最經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)方案，就成為線路大修設(shè)計(jì)人員的首要任務(wù)。3.1.2 設(shè)計(jì)原則線路大修的縱斷面設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜而費(fèi)事的工作，而線路大修施工又是在營(yíng)業(yè)線上列車間隙內(nèi)或“天窗”中進(jìn)行的。這些特點(diǎn)決定了大修設(shè)計(jì)的特殊性。因而設(shè)

37、計(jì)時(shí)必須充分了解掌握線路上設(shè)施物的技術(shù)狀態(tài)，結(jié)合提高線路質(zhì)量和改善技術(shù)設(shè)備的要求，充分考慮設(shè)計(jì)斷面與原有設(shè)備間的協(xié)調(diào)性與適應(yīng)性，并應(yīng)特別注意以下幾項(xiàng)原則：(1)從確保行車安全出發(fā)，消除線路縱斷面上不符合技術(shù)要求的地段。(2)從改善列車運(yùn)行條件出發(fā)，提高牽引定數(shù)。(3)從利用列車間隔時(shí)間或“天窗”中施工的條件出發(fā)，確保安全施工的現(xiàn)實(shí)性。(4)從減小工程量和施工難度出發(fā)，應(yīng)盡量避免落道或過(guò)高抬道。為保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，做到精心設(shè)計(jì)，適應(yīng)運(yùn)營(yíng)條件，就必須研究和掌握線路縱斷面設(shè)計(jì)的基本原理，熟知設(shè)計(jì)的基本技術(shù)條件，并在變化復(fù)雜情況下靈活地運(yùn)用，才有可能達(dá)到上述要求。3.2 縱斷面設(shè)計(jì)技術(shù)條件線路大修縱斷面設(shè)

38、計(jì)，須符合下列各項(xiàng)基本技術(shù)條件：(1)盡可能改善原有線路坡度，如原有線路超過(guò)限制坡度且改善有困難時(shí)，允許保留。(2)盡可能設(shè)計(jì)長(zhǎng)的坡段，每段坡長(zhǎng)一般不短于該區(qū)段到發(fā)線有效長(zhǎng)的一半，個(gè)別困難地段，應(yīng)不短于200m。(3)相鄰坡段的連接，應(yīng)按原線路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)為拋物線形或圓曲線形的豎曲線：凡相鄰坡段的坡度代數(shù)差大于2時(shí)，須用拋物線形豎曲線連接。每20m豎曲線長(zhǎng)度的變坡率，凸形縱斷面地段不得大于1，凹形地段不得大于0.5。凡相鄰坡段的坡度代數(shù)差大于3時(shí)，須用圓曲線形豎曲線連接。豎曲線半徑應(yīng)根據(jù)運(yùn)營(yíng)條件采用2000010000m，困難條件下不小于5000m，并不得侵入緩和曲線、道岔和無(wú)碴橋梁上。(4)設(shè)計(jì)

39、電氣化鐵路縱斷面時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照鐵路限界規(guī)定。但為了改善原有線路坡度，也可考慮安排調(diào)整接觸網(wǎng)高度。(5)兩線路中心距離不大于5m，其軌面高度原則上應(yīng)設(shè)計(jì)為同一水平。如不可能，在個(gè)別地段，允許有不大于300mm的高度差。但在冬季受雪埋地段的軌面差不允許大于150mm。道口處不允許大于100mm。(6)大修地段與非大修地段的連接順坡，原則上應(yīng)設(shè)在大修地段以外，順坡率應(yīng)不大于1。(7)深路塹或高路堤地段，原有道床厚度超過(guò)60cm地段，車站咽喉道岔區(qū)及站內(nèi)正線，應(yīng)盡量避免落道或過(guò)高抬道。3.3 縱斷面設(shè)計(jì)方法3.3.1 縱斷面設(shè)計(jì)步驟縱斷面改善設(shè)計(jì)按下列順序進(jìn)行：(1)熟悉和整理縱斷面外業(yè)測(cè)量資料及有關(guān)

40、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查資料；(2)根據(jù)測(cè)量和調(diào)查資料繪制原始平縱面圖，其比例分別為：縱向1：50；橫向1：5000。圖中：原有線路平面根據(jù)原有平面資料進(jìn)行繪制，注明里程，曲線起訖點(diǎn)位置，曲線半徑，圓曲線長(zhǎng)度及緩和曲線長(zhǎng)度；設(shè)計(jì)改善線路平面根據(jù)平面設(shè)計(jì)資料繪制改善設(shè)計(jì)后曲線的起訖點(diǎn)位置，曲線半徑，圓曲線長(zhǎng)度及緩和曲線長(zhǎng)度；里程按線路大修地段里程排列；現(xiàn)有軌面標(biāo)高根據(jù)實(shí)測(cè)每100m(及加標(biāo))的軌面標(biāo)高填寫，單位以m計(jì)，準(zhǔn)確到cm；現(xiàn)有坡度按百米標(biāo)處的現(xiàn)有軌面標(biāo)高計(jì)算坡度；現(xiàn)有路基面標(biāo)高根據(jù)實(shí)測(cè)每100m處道床坡腳的路肩標(biāo)高，單線線路路拱高=15cm，則路基面標(biāo)高應(yīng)為： (3-1)現(xiàn)有道床厚度根據(jù)現(xiàn)有軌面標(biāo)高，現(xiàn)

41、有路基面標(biāo)高及現(xiàn)有軌道各部分高度來(lái)計(jì)算現(xiàn)有道床厚度：=-(+) (3-2)式中，現(xiàn)有軌面標(biāo)高；現(xiàn)有路基面標(biāo)高；現(xiàn)有軌高；現(xiàn)有軌下墊層厚度；現(xiàn)有軌枕高度。、應(yīng)分別通過(guò)外業(yè)調(diào)查確定，本設(shè)計(jì)可采用下列數(shù)值：現(xiàn)有50kg/m鋼軌高度15.2cm，墊層2.0cm，軌枕20.2cm?，F(xiàn)有縱斷面按百米標(biāo)處的現(xiàn)有軌面標(biāo)高、現(xiàn)有路基面標(biāo)高繪制。路基面縱坡以虛線表示。在縱斷面圖上注明橋梁、隧道、明渠、道口、涵洞等建筑物的中心里程、標(biāo)高及有關(guān)資料。3.3.2 設(shè)計(jì)縱斷面線路大修縱斷面設(shè)計(jì)是在現(xiàn)有縱斷面圖上按下列步驟進(jìn)行：(1)確定計(jì)算軌面標(biāo)高根據(jù)采用的新軌道總厚度及現(xiàn)有路基面標(biāo)高，定出各百米標(biāo)的“計(jì)算軌面標(biāo)高”：=

42、+ (3-3)式中，現(xiàn)有路基面標(biāo)高；設(shè)計(jì)采用的新軌高度；新軌下墊層厚度；新軌枕高度；規(guī)定的道床允許最小厚度，根據(jù)正線軌道類型表選用。設(shè)計(jì)60kg/m鋼軌高度為17.6cm，墊層厚度為1.0cm，軌枕高度為23.0cm。根據(jù)“計(jì)算軌面標(biāo)高”，在縱斷面圖上定出“計(jì)算軌面標(biāo)高線”。(2)初步設(shè)計(jì)縱斷面設(shè)計(jì)縱斷面是從固定建筑物(該點(diǎn)不能起道，作為控制點(diǎn))開始，參考“計(jì)算軌面標(biāo)高線”及設(shè)計(jì)技術(shù)條件，定出變坡點(diǎn)的位置及標(biāo)高，初步確定設(shè)計(jì)坡度。(3)計(jì)算“設(shè)計(jì)軌面標(biāo)高”根據(jù)變坡點(diǎn)的標(biāo)高及設(shè)計(jì)坡度，可算出各點(diǎn)的設(shè)計(jì)軌面標(biāo)高：=±L× (3-4)式中，計(jì)算點(diǎn)的設(shè)計(jì)軌面標(biāo)高；前一點(diǎn)的設(shè)計(jì)軌面標(biāo)

43、高；L前后兩測(cè)點(diǎn)間的距離；設(shè)計(jì)坡度。遇到設(shè)有豎曲線的變坡點(diǎn)，其附近的百米標(biāo)處軌面標(biāo)高，還應(yīng)加上(或減去)豎曲線的縱距。(4)計(jì)算起道高度：=-(+) (3-5)式中，某點(diǎn)起道高度；該點(diǎn)的設(shè)計(jì)軌面標(biāo)高；該點(diǎn)的現(xiàn)有軌面標(biāo)高；、新舊軌道各部分高程差。(5)計(jì)算設(shè)計(jì)道床厚度:=+ (3-6)(6)計(jì)算“挖路基深度”當(dāng)設(shè)計(jì)道床厚度小于允許最小厚度時(shí)，必須挖路基：=- (3-7)(7)校正縱斷面算出的設(shè)計(jì)道床厚度，如果超出規(guī)定的允許最小厚度太多或太長(zhǎng)，或者，挖路基太多或太長(zhǎng)，都應(yīng)重新設(shè)計(jì)坡度，再次計(jì)算“設(shè)計(jì)軌面標(biāo)高”、“起道高度”及“設(shè)計(jì)道床厚度”。(8)將最后確定的“設(shè)計(jì)軌面標(biāo)高”用粗實(shí)線繪制在縱斷面圖

44、上，定出“設(shè)計(jì)軌面標(biāo)高線”。3.4 原始資料大修地段位置：××線K114+000K119+100，全長(zhǎng)5km?，F(xiàn)有線路條件：該大修地段屬于I級(jí)干線，正線數(shù)目單線，限制坡度12，最小曲線半徑為500m，到發(fā)線有效長(zhǎng)度850m。原有線路縱斷面測(cè)量資料見表3-1。表3-1 線路縱斷面測(cè)量資料里程道床厚度(cm)現(xiàn)有軌面標(biāo)高(m)附注K114+00029186.54××站出站信號(hào)機(jī)+10024185.68+20018184.75+30026184.13+40025183.35+50027182.73+600182.62+650.81182.612-15m，4-32m鋼橋+700182.63+80025182.65+90027182.79K115+00023182.84+10018182.86+100.5018182.86道口、寬1m+20024182.91+30016183.01+40020183.03+50020183.02+600221