線路平面和縱斷面課件

線路平面和縱斷面設(shè)計(jì)——線路平面設(shè)計(jì)土木工程系梁東771211liangdong@1可編輯課件PPT線路中心O點(diǎn)的確定一、線路中心線用路基橫斷面上的O點(diǎn)在縱向的連線表示的。O點(diǎn)為距外軌半個(gè)軌距的鉛垂線AB與路肩水平線CD的交點(diǎn)。線路的空間位置是由它的平面和縱斷面決定的。2可編輯課件PPT線路平面：線路中心線在水平面上的投影，表示線路平面狀況。線路縱斷面：是沿線路中心線所作的鉛垂剖面展直后、線路中心線的立面圖，表示線路起伏情況，其高程為路肩高程。3可編輯課件PPT線路設(shè)計(jì)的基本要求保證行車安全和平順主要指：不脫鉤，不斷鉤，不脫軌，不途停，不運(yùn)緩與旅客乘車舒適。力爭(zhēng)節(jié)約資金綜合考慮工程和運(yùn)營(yíng)的影響，力爭(zhēng)達(dá)到達(dá)到最佳投資效益。合理布置建筑物既要滿足各類建筑物的技術(shù)要求，還要保證它們協(xié)調(diào)配合、總體布置合理4可編輯課件PPT地形與地形圖5可編輯課件PPT山脊、山谷、鞍部6可編輯課件PPT山頂（尖、圓、平）山脊（尖、圓、平）谷地（尖、圓、槽）鞍部7可編輯課件PPT特殊地貌沖溝懸崖崩崖梯田8可編輯課件PPT圖例：9可編輯課件PPT10可編輯課件PPT平面設(shè)計(jì)主要內(nèi)容直線——a直線設(shè)計(jì)一般原則；b夾直線長(zhǎng)度圓曲線——a曲線要素；b最小曲線半徑；c曲線半徑超高設(shè)置范圍及實(shí)設(shè)超高計(jì)算；d最大曲線半徑；e曲線半徑的選用；f曲線半徑對(duì)工程和運(yùn)營(yíng)的影響緩和曲線——a線型選擇；b緩和曲線長(zhǎng)度計(jì)算；c緩和曲線長(zhǎng)度的選用；11可編輯課件PPT紙上定線時(shí)曲線和直線的設(shè)置方法直線設(shè)計(jì)的一般原則根據(jù)地形地物條件，使直線與曲線相互協(xié)調(diào)力爭(zhēng)設(shè)置較長(zhǎng)直線，減少交點(diǎn)個(gè)數(shù)，以縮短線路長(zhǎng)度，改善運(yùn)營(yíng)條件力求減少交點(diǎn)轉(zhuǎn)角的度數(shù)12可編輯課件PPT夾直線夾直線概念

夾直線是指相鄰兩曲線間的直線段，即前一曲線的終點(diǎn)（HZ1）與后一曲線的起點(diǎn)（ZH2）間的直線13可編輯課件PPT夾直線應(yīng)滿足的條件1)滿足養(yǎng)護(hù)維修的要求，LJmin>40~80m2)滿足行車平穩(wěn)的要求，LJmin>Vmax·nTz/3.6夾直線的最小長(zhǎng)度14可編輯課件PPT夾直線長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)條件夾直線長(zhǎng)度LJ=相鄰兩曲線交點(diǎn)之間的距離-T1-T2在平面僅繪出圓曲線時(shí)，相鄰兩圓曲線端點(diǎn)（YZ1，ZY1）間的直線長(zhǎng)度為：L≥l01/2+LJmin+l02/2調(diào)整夾直線方法如右圖所示，若兩曲線間夾直線的最小長(zhǎng)度應(yīng)為80m，且兩曲線所選配的緩和曲線長(zhǎng)度分別為50m和60m，在沒有繪出緩和曲線時(shí)，YZ1點(diǎn)和ZY2點(diǎn)之間的最小長(zhǎng)度應(yīng)為15可編輯課件PPT三、圓曲線及曲線要素計(jì)算

16可編輯課件PPT1、曲線半徑對(duì)工程影響

增加線路長(zhǎng)度17可編輯課件PPT降低粘著系數(shù)軌道需要加強(qiáng)

小半徑曲線上，裝置軌撐和軌距桿，加鋪軌枕，增加曲線外側(cè)道床寬度，增鋪道碴，從而增大工程投資增加接觸導(dǎo)線的支柱數(shù)量為防止受電弓與接觸導(dǎo)線脫離，接觸導(dǎo)線的支柱間距應(yīng)隨曲線半徑的減小而縮短，從而增加了導(dǎo)線支柱的數(shù)量。18可編輯課件PPT2、曲線半徑對(duì)運(yùn)營(yíng)的影響增加輪軌磨耗維修工作量增大行車費(fèi)用增高總之，小半徑曲線在困難地段，能大量節(jié)省工程費(fèi)用，但不利于運(yùn)營(yíng)，特別是曲線限制行車速度時(shí)，影響更為嚴(yán)重。因此必須根據(jù)設(shè)計(jì)線的具體情況，綜合工程與運(yùn)營(yíng)的利弊，選定設(shè)計(jì)線合理的最小曲線半徑。19可編輯課件PPT3、最小曲線半徑計(jì)算式

20可編輯課件PPT輪軌磨耗均等條件（高、低速列車共線運(yùn)行條件下的最小曲線半徑）此條件下，最小曲線半徑取三者計(jì)算結(jié)果最大者21可編輯課件PPT4、選定最小曲線半徑的影響因素路段最高設(shè)計(jì)速度客貨共線200、160、140、120、100、80km/h客運(yùn)專線：200、250、300、350km/h貨物列車的通過(guò)速度120、100、80、70、60、50km/h地形條件

設(shè)計(jì)線最小曲線半徑可根據(jù)具體情況分路段擬定。必要時(shí)，可初步擬定兩個(gè)以上的最小曲線半徑，選取設(shè)計(jì)線的代表性地段，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，并結(jié)合上述因素分析評(píng)價(jià)，確定采用的最小曲線半徑。最小值：160km/h：2000/1600120km/h：1200/80022可編輯課件PPT曲線超高設(shè)置

23可編輯課件PPT新線設(shè)計(jì)與施工時(shí)，均方根速度根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式確定通常：一般地段采用0.80，單線上、下行速度懸殊地段可采用0.65。實(shí)設(shè)超高最大允許值低速列車行駛于超高很大的曲線軌道時(shí)，存在向內(nèi)傾覆的危險(xiǎn)。為了保證行車安全，必須限制外軌超過(guò)的最大值。穩(wěn)定系數(shù)n，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，n值不應(yīng)小于3。按貨車、客車與動(dòng)車分別計(jì)算，最大超高分別為168、182、273mm。上下行行車速度相差懸殊的地段，若超高過(guò)大，將使低速列車對(duì)內(nèi)軌產(chǎn)生很大的偏壓并降低穩(wěn)定系數(shù)。從工程經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，規(guī)定最大超高125mm。

當(dāng)列車在曲線上停車時(shí)，考慮旅客在傾斜車體中的舒適度反應(yīng)及車輛在傾斜狀態(tài)下的可靠性。200mm。

我國(guó)規(guī)定：客貨共線最大允許值150mm。單線鐵路上下行速度相差懸殊時(shí)，不應(yīng)超過(guò)125mm；高速客運(yùn)專線最大允許值170-180mm。24可編輯課件PPT

25可編輯課件PPT

26可編輯課件PPT例題4：

27可編輯課件PPT曲線超高允許設(shè)置范圍示意圖

28可編輯課件PPT最大曲線半徑最大曲線半徑標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系到線路的鋪設(shè)、養(yǎng)護(hù)、維修可否達(dá)到要求的精度，進(jìn)而影響到軌道平順狀態(tài)，間接成為限制列車運(yùn)行速度，甚至是不安全的因素。當(dāng)曲線半徑增加到一定程度時(shí)，再增大曲線半徑，因行車速度不高，行車條件的改善并不顯著；相反，因曲率太小，維修工作量加大，曲線也不易保持圓順。我國(guó)規(guī)定最大值：

客貨共線鐵路為12000m；速度200-250km/h的客運(yùn)專線，一般不宜大于10000m，困難條件下不應(yīng)大于12000m；速度300-350km/h的客運(yùn)專線鐵路，一般不宜大于12000m，困難條件下，可采用14000m。29可編輯課件PPT曲線半徑的選用1、推薦曲線半徑：160km/h：2500—5000m；120km/h：1600—3000m；2、半徑選用原則：（1）因地制宜，由大到小合理選用車站：速度較低，為減少工程，可選用較小半徑。對(duì)地形、地質(zhì)條件困難及工程艱巨地段，不得不限制行車速度的較小曲線半徑時(shí)，小半徑曲線宜集中設(shè)置。（2）結(jié)合線路縱斷面特點(diǎn)合理選用在長(zhǎng)大坡道地段、凸形縱斷面的坡頂?shù)囟危熊囁俣容^低，可選用較小半徑。用足坡度的長(zhǎng)大坡道坡頂?shù)囟魏蛙囌厩耙米闫露壬掀碌牡囟危瑸楸苊廨嗆夝ぶ禂?shù)降低，不宜使用600m以下曲線半徑。（3）慎用最小曲線半徑30可編輯課件PPT四、緩和曲線1、設(shè)置緩和曲線的作用連接直線和半徑為R的曲線；曲率由直線上的0漸變?yōu)?/R；在緩和曲線范圍內(nèi)，外軌超高由直線上的0值逐漸增加到圓曲線的超高度；當(dāng)緩和曲線與半徑小于350m的圓曲線相連接時(shí)，在整個(gè)緩和曲線范圍內(nèi)，軌距加寬值由零逐漸增加到圓曲線的加寬值。31可編輯課件PPT常用的線型

直線順坡式三次拋物線基本方程應(yīng)滿足的條件

當(dāng)l=0時(shí)，K=0；當(dāng)l=l0時(shí)，K=1/R特征：一條曲率和超高均漸變的空間曲線。

32可編輯課件PPT2、緩和曲線的長(zhǎng)度計(jì)算超高順坡不致使車輪脫軌33可編輯課件PPT超高時(shí)變率不致使旅客不適

旅客列車以最高速度通過(guò)緩和曲線時(shí)，外輪在外軌上逐漸升高，其升高速度即超高時(shí)變率，不應(yīng)大于保證旅客舒適的容許值f（mm/s），即34可編輯課件PPT欠超高時(shí)變率不致影響旅客舒適

旅客列車以最高速度通過(guò)緩和曲線時(shí)，欠超高時(shí)變率不應(yīng)大于保證旅客舒適的容許值b（mm/s），即35可編輯課件PPT最小緩和曲線長(zhǎng)度的確定

最小緩和曲線長(zhǎng)度l0應(yīng)取上述諸式計(jì)算結(jié)果的最大值，并進(jìn)整為10m，不足20m者取20m。即36可編輯課件PPT機(jī)車車輛上部限界

客貨共線鐵路建筑限界37可編輯課件PPT區(qū)間直線地段線間距（消除列車交會(huì)壓力波）鐵路類型客運(yùn)專線客貨共線最高設(shè)計(jì)速度350300250200200160≤140安全凈距160014001200100900600400最小線間距5.04.84.64.44.44.24.0第一、二線的線間距離：(1700+100)×2+400=40003400+1600=5000第二、三線的線間距離（第二、三線要裝信號(hào)機(jī)——建筑限界）

4880+410=5290(取5300)

38可編輯課件PPT區(qū)間曲線地段的線間距離加寬：原因：車、線之間幾何關(guān)系的變化：曲線上車體的凸出與傾斜外軌超高39可編輯課件PPT加寬值計(jì)算（一）兩端直線地段為最小線間距時(shí)曲線地段的線間距加寬值（1）外側(cè)曲線超高h(yuǎn)w等于或小于內(nèi)側(cè)曲線超高h(yuǎn)n(內(nèi)側(cè)傾斜多)（2）外側(cè)曲線超高h(yuǎn)w大于內(nèi)側(cè)曲線超高h(yuǎn)n(內(nèi)側(cè)傾斜少)（二）兩端直線地段的線間距大于最小線間距時(shí)的線間距加寬值

（常用）40可編輯課件PPT曲線地段線距加寬方法新建雙線或增建第二、三線時(shí)，并行地段的內(nèi)外側(cè)兩曲線按同心圓設(shè)計(jì)，曲線線距加寬采用加長(zhǎng)內(nèi)側(cè)曲線的緩和曲線長(zhǎng)度的方法實(shí)現(xiàn)——增大內(nèi)移距已知：外側(cè)曲線設(shè)置緩和曲線后的內(nèi)移距離為則內(nèi)側(cè)曲線的內(nèi)移需要距離為反推：內(nèi)側(cè)曲線的緩和曲線長(zhǎng)度（取大值）在曲線毗連地段，如果夾直線長(zhǎng)度較短，或者曲線偏角過(guò)小，不能過(guò)多加長(zhǎng)內(nèi)側(cè)曲線的緩和曲線長(zhǎng)度時(shí)，內(nèi)外線可采用相同的緩和曲線長(zhǎng)，而加寬曲線兩端直線段的線間距。41可編輯課件PPT線路平面和縱斷面設(shè)計(jì)——線路縱斷面設(shè)計(jì)土木工程系梁東771211liangdong@42可編輯課件PPT區(qū)間線路縱斷面設(shè)計(jì)線路縱斷面是由長(zhǎng)度不同，陡緩各異的坡段組成。坡段特征：坡段長(zhǎng)度、坡度

坡段長(zhǎng)度為坡段兩端變坡點(diǎn)間的水平距離。

坡度值為該段兩端變坡點(diǎn)的高差與坡段長(zhǎng)度的比值。以‰表示。上坡取正，下坡取負(fù)。

變坡點(diǎn)：相鄰兩坡段的坡度變化點(diǎn)稱為變坡點(diǎn)。線路縱斷面設(shè)計(jì)，主要包括確定最大坡度、坡段長(zhǎng)度、坡段連接、坡度折減。（相互配合）43可編輯課件PPT一、線路的最大坡度新建鐵路的最大坡度單機(jī)牽引地段為限制坡度，多機(jī)牽引地段為加力牽引坡度，常見的為雙機(jī)牽引坡度限制坡度：是單機(jī)牽引普通貨物列車，在持續(xù)上坡道上，最終以機(jī)車計(jì)算速度等速運(yùn)行的坡度；加力牽引坡度：是兩臺(tái)及以上機(jī)車牽引規(guī)定牽引定數(shù)的普通貨物列車，在持續(xù)上坡道上，最后以機(jī)車計(jì)算速度等速運(yùn)行的坡度。44可編輯課件PPT（一）限制坡度1、限制坡度對(duì)工程和運(yùn)營(yíng)的影響對(duì)輸送能力的影響365NH·Gj

C=————(Mt/a)106β

各種限制坡度的輸送能力圖45可編輯課件PPT對(duì)工程數(shù)量的影響平原地區(qū)：一般影響不大，但在有凈空要求時(shí)影響引線長(zhǎng)度和填挖量。丘陵地區(qū)：較大的坡度可使線路高程升降較快，能更好的適應(yīng)地形起伏，使工程數(shù)量減少，工程造價(jià)降低。不同限坡的起伏縱斷面不同坡長(zhǎng)的縱斷面46可編輯課件PPT越嶺地段：小于自然縱坡的限制坡度會(huì)使線路迂回展長(zhǎng)，工程數(shù)量和造價(jià)急劇增加（如下圖）。線路翻越高大的分水嶺時(shí)，采用不同的限制坡度，可能改變?cè)綆X埡口，從而影響線路的局部走向。寶秦段不同最大坡度20‰、30‰的線路方案示意圖47可編輯課件PPT越嶺地段：線路翻越高大的分水嶺時(shí)，采用不同的限制坡度，可能改變?cè)綆X埡口，從而影響線路的局部走向。成昆線雙福峨邊間不同限坡方案48可編輯課件PPT對(duì)運(yùn)營(yíng)的影響ix↑則Gx↑，運(yùn)營(yíng)支出增加，行車設(shè)備投資增加；困難地區(qū)，ix自然縱坡相適應(yīng)，從而縮短線路長(zhǎng)度，節(jié)省工程投資，并減少運(yùn)營(yíng)投入。一般來(lái)說(shuō)，限制坡度大，對(duì)工程有利，對(duì)運(yùn)營(yíng)不利。49可編輯課件PPT運(yùn)輸需求和機(jī)車類型輸送能力與貨物列車牽引噸數(shù)有關(guān)，而牽引噸數(shù)是由限制坡度值與機(jī)車類型決定的。所以限制坡度的選擇，應(yīng)根據(jù)運(yùn)輸任務(wù)，結(jié)合機(jī)車類型一并考慮。力爭(zhēng)選定的限制坡度與平均自然縱坡相適應(yīng)，不引起額外展線。同時(shí)選擇恰當(dāng)?shù)臋C(jī)車類型，滿足運(yùn)輸要求。2、影響限制坡度選擇的因素鐵路等級(jí)鐵路等級(jí)越高，則設(shè)計(jì)線的意義、作用和客貨運(yùn)量越大，更需要有良好的運(yùn)營(yíng)條件和較低的運(yùn)輸成本，因此宜采用較小的限制坡度。50可編輯課件PPT地形條件地形條件是選擇限制坡度的重要因素，限制坡度要和地形相適應(yīng)。既不能選擇過(guò)小的限制坡度，引起大量人工展線；又不能選擇過(guò)大的限制坡度，使該限坡得不到充分利用，節(jié)省工程的效果不顯著，卻給運(yùn)營(yíng)帶來(lái)不良影響。51可編輯課件PPT鄰線的牽引定數(shù)則選擇限制坡度時(shí)，應(yīng)考慮與鄰線牽引定數(shù)相協(xié)調(diào)，盡量使其統(tǒng)一。這樣，直通貨物列車可避免在接軌站的甩掛作業(yè)，加速貨物運(yùn)送，降低運(yùn)輸成本。我國(guó)既有鐵路干線的限制坡度，4‰者約占1/4，6‰者約占1/2，12‰者約占1/4，少數(shù)干線為9‰或10‰，全國(guó)路網(wǎng)基本形成了4‰、6‰與12‰的限制坡度系統(tǒng)。52可編輯課件PPT符合《線規(guī)》規(guī)定設(shè)計(jì)線選定的限制坡度，不應(yīng)大于《線規(guī)》規(guī)定值，如表所示。限制坡度最小值，《線規(guī)》未作規(guī)定，但通常取為4‰。這是因?yàn)橄拗破露热粜∮?‰，牽引質(zhì)量受起動(dòng)條件和到發(fā)線有效長(zhǎng)度（一般最長(zhǎng)取1050m）的限制而不能實(shí)現(xiàn)，而工程投資卻可能有所增加。限制坡度最大值（‰）鐵路等級(jí)ⅠⅡⅢ地形類別平原丘陵山區(qū)平原丘陵山區(qū)平原丘陵山區(qū)牽引電力6.012.015.06.015.020.09.018.025.0種類內(nèi)燃6.09.012.06.09.015.08.012.018.053可編輯課件PPT3、分方向選擇限制坡度分方向選擇限制坡度在具備一定條件的線路上，可以在重車方向設(shè)置較緩的限制坡度（上坡坡度），在輕車方向設(shè)置較陡的限制坡度（下坡坡度）。分方向選擇限坡的條件輕重車方向貨流顯著不平衡且預(yù)計(jì)將來(lái)也不致發(fā)生巨大變化。輕車方向上升的平均自然縱坡較陡，而重車方向上升的平均自然縱坡較緩，分方向選擇限制坡度，可以節(jié)省大量工程。技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較證明分方向選擇限制坡度是合理的。54可編輯課件PPT不大于重車方向限制坡度的三機(jī)牽引坡度值；根據(jù)輕車方向的牽引質(zhì)量Gq所計(jì)算的最大坡度，即不大于重車方向限制坡度的三機(jī)牽引坡度值；根據(jù)輕車方向的牽引質(zhì)量Gq所計(jì)算的最大坡度，即λyFj-(Pw0’+Gq·w0(p)”)

ixq=—————————————(‰)(P+Gq)·g輕車方向限制坡度的限制值55可編輯課件PPT（二）加力坡度采用原則應(yīng)從設(shè)計(jì)線意義、地形條件以及節(jié)省工程和不利運(yùn)營(yíng)等方面全面分析，比選確定。采用加力坡度的注意事項(xiàng)加力牽引坡度應(yīng)集中使用，使補(bǔ)機(jī)能在較長(zhǎng)的路段上行駛，提高其利用率。56可編輯課件PPT加力坡度的起訖站，宜有一個(gè)為區(qū)段站或其他有機(jī)務(wù)設(shè)備的車站，困難時(shí)也應(yīng)盡量與這類車站接近，以利用其機(jī)務(wù)設(shè)備。與起訖站鄰接的加力牽引區(qū)間的往返行車時(shí)分，要相應(yīng)減少，以免限制通過(guò)能力。加力牽引是采用重聯(lián)牽引或補(bǔ)機(jī)推送，與牽引質(zhì)量及車鉤強(qiáng)度有關(guān)。57可編輯課件PPT加力坡度最大值加力坡度的最大值取決于貨物列車在陡坡上的運(yùn)營(yíng)條件，包括下坡的制動(dòng)安全和閘瓦磨耗，上坡的能量消耗，以及車站技術(shù)作業(yè)對(duì)通過(guò)能力的影響等。蒸汽機(jī)車下坡時(shí)完全依靠閘瓦制動(dòng)，而電力、內(nèi)燃機(jī)車則可用電阻制動(dòng)、控制下坡速度，運(yùn)營(yíng)條件差別很大，因而要分別規(guī)定其最大的加力牽引坡度。我國(guó)《線規(guī)》規(guī)定的蒸汽、內(nèi)燃、電力牽引的最大加力牽引坡度值分別為20‰、25‰、30‰。58可編輯課件PPT加力坡度的計(jì)算多機(jī)牽引限制坡度上的牽引噸數(shù)，在加力牽引地段以機(jī)車計(jì)算速度做等速運(yùn)行C=0。λy∑λFj-(∑Pw0’+G·w0”)

iJL=—————————————(‰)(P+G)·g雙機(jī)牽引地段的加算坡度：(1+λ)λyFj-(2Pw0’+G·w0”)

iJL=—————————————(‰)(2P+G)·g59可編輯課件PPT二、坡段長(zhǎng)度坡段長(zhǎng)度對(duì)工程和運(yùn)營(yíng)的影響較短的坡段長(zhǎng)度一般有利于適應(yīng)地形變化，減少橋、隧工程，節(jié)省工程投資。設(shè)置坡段長(zhǎng)度的技術(shù)條件最短坡段長(zhǎng)度應(yīng)保證坡段兩端所設(shè)置的豎曲線不在坡段中間重疊。坡段長(zhǎng)度的設(shè)置要保證不致產(chǎn)生斷鉤事故。最小坡段長(zhǎng)度《鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范》：遠(yuǎn)期到發(fā)線有效長(zhǎng)度(m)1050850750650550最小坡段長(zhǎng)度40035030025020060可編輯課件PPT可采用200m坡段長(zhǎng)度的情況：凸形縱斷面坡頂（凹形縱斷面底部為緩和坡度代數(shù)差而設(shè)置的分坡平段仍應(yīng)滿足最小坡段長(zhǎng)要求）。因最大坡度折減而形成的坡段在兩個(gè)同向坡段之間為了緩和坡度差而設(shè)置的緩和坡段長(zhǎng)路塹內(nèi)為排水而設(shè)置的人字坡段61可編輯課件PPT三、坡段連接相鄰坡段坡度差坡度差的計(jì)算：以代數(shù)差的絕對(duì)值表示，即

Δi=|i1-i2|(‰)例如，線路上有相鄰兩個(gè)坡度，i1為6‰的下坡，i2為4‰的上坡，則其相鄰坡段的坡度差為：Δi=|i1-i2|=|(-6‰)-(+4‰)|=10‰62可編輯課件PPT坡度差的限制：

Δi≤規(guī)定的允許最大坡度差保證列車通過(guò)變坡點(diǎn)時(shí)，產(chǎn)生的縱向力不大于車鉤強(qiáng)度，即保證列車不斷鉤；司機(jī)通視距離不小于要求的緊急制動(dòng)距離，以保證行車安全；最大坡度差為保證行車安全司機(jī)通視距離應(yīng)不小于緊急制動(dòng)距離。在凸形縱斷面的坡頂，若坡度差過(guò)大，則司機(jī)的通視距離縮短，必要時(shí)加以檢算。鐵路等級(jí)Ⅰ、ⅡⅢ遠(yuǎn)期到發(fā)線長(zhǎng)10508507506501050850750650550最大坡度差一般81012151012151820困難10121518121518202563可編輯課件PPT豎曲線定義：在線路縱斷面變坡點(diǎn)處設(shè)置的與坡段線相切的曲線。設(shè)置目的：避免列車通過(guò)變坡點(diǎn)時(shí)脫鉤，以保證行車安全和平順。

導(dǎo)輪懸空示意圖車鉤錯(cuò)動(dòng)示意圖64可編輯課件PPT設(shè)置豎曲線的限制條件需要設(shè)置豎曲線的條件

《線規(guī)》規(guī)定：相鄰坡段坡度差，當(dāng)Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)鐵路大于3‰、Ⅲ級(jí)鐵路大于4‰時(shí)，相鄰坡段應(yīng)以圓曲線型豎曲線連接設(shè)置豎曲線的限制條件豎曲線不應(yīng)與緩和曲線重疊豎曲線不應(yīng)設(shè)置在明橋面上豎曲線不應(yīng)與道岔重疊變坡點(diǎn)距緩直點(diǎn)的距離65可編輯課件PPT四、最大坡度折減線路縱斷面設(shè)計(jì)時(shí)，縱斷面上需要用足最大坡度的地段，當(dāng)平面上出現(xiàn)曲線或遇到長(zhǎng)于400m的隧道時(shí)，因?yàn)榍€附加阻力和隧道附加阻力增加，粘著系數(shù)降低，需要將最大坡度值減緩，以保證線路上任何一處的加算坡度均不超過(guò)線路允許的最大坡度，以保證列車以不低于該地段的計(jì)算速度或規(guī)定速度運(yùn)行，此項(xiàng)工作稱為最大坡度折減.曲線地段、小半徑曲線地段、隧道地段（>400m）66可編輯課件PPT曲線地段的最大坡度折減設(shè)計(jì)坡度在曲線地段,貨物列車受到的附加阻力包括坡道阻力和曲線附加阻力；為保證列車以不低于計(jì)算速度運(yùn)行，相應(yīng)的加算坡度應(yīng)滿足：ij=i+iR≤imax(‰)所以線路的設(shè)計(jì)坡度應(yīng)為:i=imax-iR(‰)式中imax

最大坡度值（‰）；

iR

曲線阻力的相應(yīng)坡度減緩值（‰）。67可編輯課件PPT曲線地段最大坡度減緩的注意事項(xiàng)縱斷面設(shè)計(jì)坡度值+曲線當(dāng)量坡度>最大坡度時(shí)，才進(jìn)行曲線坡度減緩；既要保證必要的減緩值，又不要折減過(guò)多，以免損失高程，使線路額外展長(zhǎng)。折減時(shí)涉及的曲線長(zhǎng)度是未加設(shè)緩和曲線前的圓曲線長(zhǎng)度；設(shè)計(jì)的貨物列車長(zhǎng)度應(yīng)是近期貨物列車長(zhǎng)度。減緩坡段長(zhǎng)度應(yīng)不短于、且盡量接近于圓曲線長(zhǎng)度，取為50m的整倍數(shù)，且不短于200m。所取坡段長(zhǎng)度不宜大于貨物列車長(zhǎng)度。減緩后的設(shè)計(jì)坡度值，取小數(shù)點(diǎn)后一位。68可編輯課件PPT曲線地段最大坡度折減方法

兩圓曲線間不小于200m的直線段，可設(shè)計(jì)為一個(gè)坡段，按最大坡度設(shè)計(jì)，不予折減；例:將曲線②前后長(zhǎng)度不小于200m的兩直線段,分別設(shè)計(jì)為長(zhǎng)度200m和長(zhǎng)度350m的坡段,坡度不予減緩,按限制坡度12‰設(shè)計(jì)。長(zhǎng)度不小于貨物列車長(zhǎng)度的圓曲線，可設(shè)計(jì)為一個(gè)坡段，曲線阻力的坡度減緩值為：例：將例中長(zhǎng)度大于近期貨物列車長(zhǎng)度的圓曲線①，設(shè)計(jì)為一個(gè)坡段，坡段長(zhǎng)度取500m，設(shè)計(jì)坡度為：

取11.2‰69可編輯課件PPT長(zhǎng)度小于貨物列車長(zhǎng)度的圓曲線，設(shè)計(jì)為一個(gè)坡段坡度減緩值為：Li——設(shè)計(jì)坡段長(zhǎng)度，當(dāng)坡段長(zhǎng)大于貨物列車長(zhǎng)度時(shí)，取貨物列車長(zhǎng)。在上例中：將長(zhǎng)度小于近期貨物列車長(zhǎng)度的圓曲線②，設(shè)計(jì)為一個(gè)坡段，坡段長(zhǎng)度取300m，設(shè)計(jì)坡度為：取11.0‰若連續(xù)有一個(gè)以上長(zhǎng)度小于貨物列車長(zhǎng)度的圓曲線，其間直線長(zhǎng)度小于200m，可將小于200m的直線段分開，并入兩端曲線進(jìn)行減緩；也可將兩個(gè)曲線合并進(jìn)行折減，設(shè)計(jì)坡段不宜大于貨物列車長(zhǎng)度，坡度減緩值為：Li——設(shè)計(jì)坡段長(zhǎng)度,當(dāng)坡段長(zhǎng)大于貨物列車長(zhǎng)度時(shí),取貨物列車長(zhǎng)。在上例中：將長(zhǎng)度小于近期貨物列車長(zhǎng)度的圓曲線③、④，連同中間小于200m的直線段，劃分為長(zhǎng)度各為250m的兩個(gè)坡段進(jìn)行折減，設(shè)計(jì)坡度分別為：取11.4‰取11.2‰70可編輯課件PPT內(nèi)燃牽引，限制坡度=6‰，近期列車=750m。線路平面如上圖示，該地段要用足坡度下降，試設(shè)計(jì)其縱斷面。

曲線①：曲線②：

曲線③：曲線④：曲線⑤：71可編輯課件PPT分析計(jì)算如下：從左至右進(jìn)行坡度長(zhǎng)度與線路長(zhǎng)度的對(duì)比計(jì)算及相應(yīng)坡度的折減①1356+964.73=2320.73，已設(shè)計(jì)1700，剩余620.73：設(shè)計(jì)一個(gè)坡度，坡段長(zhǎng)度650，，折減坡度，故，取5.6②三個(gè)坡段已設(shè)計(jì)：900+800+650=2350，對(duì)應(yīng)平面：1356+964.73=2320.73，后段478已用29.27，剩余448.73：設(shè)計(jì)一個(gè)足下坡，坡段長(zhǎng)度400。③剩余48.73，考慮后面兩個(gè)小曲線和中間夾直線（209.44+157+223.98=590.42），合計(jì)639.15：設(shè)計(jì)一個(gè)坡度，坡段長(zhǎng)度650，折減坡度，故，取5.1④占用349中的10.85：故設(shè)計(jì)一個(gè)足下坡，坡段長(zhǎng)度300。⑤剩余：38.15，加曲線④長(zhǎng)度357.79，總長(zhǎng)395.94.設(shè)計(jì)為一個(gè)坡度，坡段長(zhǎng)度400.折減坡度

，故，取5.4.⑥占用284中的4.06，故設(shè)計(jì)一個(gè)足下坡，坡段長(zhǎng)度250.⑦剩余29.94，加曲線⑤長(zhǎng)度824.89，總長(zhǎng)854.83，設(shè)計(jì)一個(gè)坡度，坡段長(zhǎng)度900，折減坡度⑧占用345.17中的45.17，故設(shè)計(jì)為一個(gè)足下坡，坡段長(zhǎng)度300

長(zhǎng)度驗(yàn)算：坡段長(zhǎng)度：900+800+650+400+650+300+400+250+900+300=5550平面長(zhǎng)度：1356+964.73+478+209.44+157+223.98+349+357.79+284+824.89+345.17=555072可編輯課件PPT小半徑曲線地段的最大坡度減緩原因：在小半徑曲線上，粘著系數(shù)降低，從而導(dǎo)致粘著牽引力降低；為了保證貨物列車以不低于計(jì)算速度運(yùn)行，若粘著降低后的粘著牽引力小于計(jì)算牽引力，還需要進(jìn)行曲線粘降的坡度折減。最大坡度計(jì)算值在位于長(zhǎng)大坡道的小半徑曲線地段，當(dāng)需要用足最大坡度設(shè)計(jì)時(shí)，其設(shè)計(jì)坡度為：i=imax-ΔiR-Δiμ（‰）小半徑曲線粘降減緩值電力牽引，當(dāng)曲線半徑小于450m時(shí)，根據(jù)曲線半徑和限制坡度，查“粘降坡度減緩值”表小半徑曲線范圍粘降坡度減緩范圍折減范圍同曲線折減范圍；當(dāng)所取坡段長(zhǎng)度因取50m整數(shù)而大于曲線長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)將整個(gè)坡段按Δiμ減緩。73可編輯課件PPT隧道內(nèi)的最大坡度折減影響折減的因素隧道空氣附加阻力；內(nèi)燃牽引時(shí)，為防止油煙、廢氣進(jìn)入司機(jī)室，要提高列車通過(guò)隧道的速度。隧道內(nèi)粘著系數(shù)降低；提高內(nèi)燃機(jī)車過(guò)洞速度，避免因散熱條件不良，而引起柴油機(jī)功率；

為了簡(jiǎn)化計(jì)算，隧道內(nèi)的最大坡度折減值

is，可換算為最大坡度系數(shù)

s。折減地段：位于長(zhǎng)大坡道上且隧道長(zhǎng)度大于400m的地段，最大坡度應(yīng)進(jìn)行折減。隧道折減地段的設(shè)計(jì)坡度值

i=βs·imax（‰）74可編輯課件PPTβs為隧道內(nèi)的最大坡度系數(shù)，如下表所示折減范圍僅限于隧道長(zhǎng)度內(nèi)，并隨折減坡段取值，進(jìn)整為50m的倍數(shù)。75可編輯課件PPT內(nèi)燃牽引的加速緩坡設(shè)計(jì)若隧道所要求的過(guò)洞速度高于機(jī)車計(jì)算速度時(shí)，則應(yīng)在隧道上坡進(jìn)洞前方加設(shè)加速緩坡，加速緩坡長(zhǎng)度按下式計(jì)算：坡段設(shè)計(jì)對(duì)行車費(fèi)用的影響坡度大小的影響牽引質(zhì)量一定時(shí)，若設(shè)計(jì)坡度較大，則上坡時(shí)每公里的能耗較多，行車時(shí)分加長(zhǎng)；下坡時(shí)制動(dòng)限速越低，輪箍閘瓦的磨耗越嚴(yán)重，行車費(fèi)用增多。右圖為當(dāng)限制坡度為12‰時(shí)，三種主要機(jī)型牽引的貨物列車，在各種坡度上每萬(wàn)噸公里的行車費(fèi)用，其值隨坡度增大而增加。76可編輯課件PPT縱斷面型式的影響凸型縱斷面的車站，列車出站為下坡有利于列車加速，減少能量消耗；進(jìn)站為上坡有利于列車減速，減少制動(dòng)的輪箍閘瓦磨耗；并且區(qū)間的平均走行速度也較高。而凹型縱斷面的車站則相反。所以行車費(fèi)用凹型縱斷面高于凸型縱斷面，故車站宜設(shè)在縱斷面的凸起部位。凸形、凹形區(qū)間縱斷面

77可編輯課件PPT有害坡段與無(wú)害坡段有害坡段列車在其上運(yùn)行時(shí)因受下坡限速限制而需施行制動(dòng)的下坡坡段。無(wú)害坡段列車在其上運(yùn)行時(shí)不需施行制動(dòng)可使運(yùn)行速度不超過(guò)下坡限速限的下坡坡段。最大無(wú)有害坡段無(wú)論坡道多長(zhǎng)，列車在其上惰行時(shí)，最后能以限制速度作等速運(yùn)行而無(wú)需制動(dòng)的下坡坡段。其值可用下式計(jì)算。78可編輯課件PPT克服高度定義線路單方向上升的高度，又稱拔起高度。上行與下行方向應(yīng)分別計(jì)算。設(shè)計(jì)縱斷面時(shí)，既要適應(yīng)地形起伏，也要力爭(zhēng)減小克服高度。如圖右所示，只要把縱斷面坡頂?shù)脑O(shè)計(jì)高程降低，改為虛線坡段，減小克服高度，則行車速度即可提高，行車費(fèi)用也可降低。79可編輯課件PPT橋涵、隧道、路基地段的平縱斷面設(shè)計(jì)一、橋涵地段的平縱斷面設(shè)計(jì)橋梁長(zhǎng)度劃分特大橋（橋長(zhǎng)>500m）大橋（500>橋長(zhǎng)>100m)中橋(100m>橋長(zhǎng)>20m)小橋（橋長(zhǎng)20m及以下）涵洞孔徑一般在0.75~6.0m。橋涵地段的平面設(shè)計(jì)小橋和涵洞：無(wú)特殊要求特大橋、大橋地段：一般大中橋宜設(shè)在直線上，困難條件下必須設(shè)在曲線上時(shí)，宜采用較大曲線半徑。明橋面橋應(yīng)設(shè)在直線上；明橋面橋不應(yīng)設(shè)在反向曲線上。橋梁上采用的曲線半徑，應(yīng)不限制橋梁跨度的合理選用。80可編輯課件PPT橋涵地段的縱斷面設(shè)計(jì)涵洞和道碴橋面橋：無(wú)特殊要求明橋面橋宜設(shè)在平道上；若設(shè)在坡道上，坡度不宜>4‰明橋面橋上不應(yīng)設(shè)置豎曲線；縱斷面設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使變坡點(diǎn)距明橋面兩端≮豎曲線切線長(zhǎng)。81可編輯課件PPT82可編輯課件PPT83可編輯課件PPT84可編輯課件PPT85可編輯課件PPT86可編輯課件PPT87可編輯課件PPT88可編輯課件PPT89可編輯課件PPT隧道地段的線路平面隧道宜設(shè)在直線上；困難條件下必須設(shè)在曲線上時(shí)，宜將曲線設(shè)在洞口附近；隧道不宜設(shè)在反向曲線上；困難條件下必須設(shè)在反向曲線上時(shí)，其夾直線長(zhǎng)度不宜小于44m。當(dāng)直線隧道外的曲線接近洞口時(shí)，應(yīng)使直緩點(diǎn)或緩直點(diǎn)與洞門的距離不小于25m，以免引起洞口和洞口的襯砌加寬。隧道地段的線路縱斷面隧道地段的線路縱斷面可設(shè)置為單面坡或人字坡。需要用足最大坡度路段的隧道，為了爭(zhēng)取高度，一般應(yīng)設(shè)計(jì)為單面坡。越嶺隧道，當(dāng)?shù)叵滤l(fā)育且地形條件允許時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)為人字坡。隧道內(nèi)的坡度不宜小于3‰；嚴(yán)寒地區(qū)且地下水發(fā)育的隧道，可適當(dāng)加大坡度，以減少冬季排水結(jié)冰堆積的影響。二、隧道地段的平縱面設(shè)計(jì)90可編輯課件PPT大中橋的橋頭引線、水庫(kù)地區(qū)和低洼地帶的路基，其路肩設(shè)計(jì)高程應(yīng)保證：路肩設(shè)計(jì)高程≥設(shè)計(jì)水位+壅水高度+波浪侵襲高度+0.5m小橋涵洞附近的路基，應(yīng)保證：路肩設(shè)計(jì)高程≥設(shè)計(jì)水位+壅水高度+0.5m長(zhǎng)路塹內(nèi)的設(shè)計(jì)坡度不宜小于2‰三、路基對(duì)線路縱斷面的要求91可編輯課件PPT四、站坪的平面和縱斷面站坪長(zhǎng)度站坪長(zhǎng)度LZ=遠(yuǎn)期到發(fā)線有效長(zhǎng)度+2×道岔咽喉區(qū)長(zhǎng)度=Lyx+2×Lyh站坪長(zhǎng)度一般可采用不小于下表所列的數(shù)值。92可編輯課件PPT車站正線平面標(biāo)準(zhǔn)為了作業(yè)安全和方便，站坪應(yīng)設(shè)在直線上；但在特殊困難條件下，若受地形條件限制，設(shè)在直線上可能會(huì)引起大量工程時(shí)，允許將站坪設(shè)在曲線上，但曲線半徑應(yīng)符合相應(yīng)技術(shù)條件確定的最小半徑值的要求站坪的線路平面路段旅客列車設(shè)計(jì)行車速段站1

200800中間站、會(huì)讓站、越行站一般1

6001200800600困難1

200800600600橫列式車站不應(yīng)設(shè)在反向曲線上；縱列式車站每一行車方向的到發(fā)線有效長(zhǎng)范圍內(nèi)不應(yīng)有反向曲線車站咽喉區(qū)的正線應(yīng)設(shè)在直線上。93可編輯課件PPT站坪的線路平面94可編輯課件PPT站坪線路縱斷面站坪坡度保證車站停放的車輛不致溜逸和站內(nèi)行車安全一般iz≤1.5‰在特殊困難條件下，有充分技術(shù)經(jīng)濟(jì)依據(jù)時(shí)，允許將會(huì)讓站、越行站設(shè)在不陡于6‰的坡道上,但兩個(gè)相鄰車站不應(yīng)連續(xù)設(shè)置。保證停站列車順利起動(dòng)λyFq-(Pwq’+G·wq”)iq(max)=—————————————(‰)(P+G)·gwq’—機(jī)車單位起動(dòng)阻力，電力、內(nèi)燃取5g(N/t)wq”—車輛單位起動(dòng)阻力，滾動(dòng)軸承的貨車取3.5g(N/t)；滑動(dòng)軸承的貨車wq”=(3.0+0.4iq)g(N/t)，wq”的計(jì)算值小于50N/t時(shí)，取50N/t。95可編輯課件PPT站坪范圍內(nèi)，一般設(shè)計(jì)為一個(gè)坡段。為了減少工程，也可將站坪設(shè)計(jì)在不同的坡段上。車站道岔咽喉區(qū)的正線坡度宜與站坪坡度相同。特殊困難條件下，可將咽喉區(qū)設(shè)在限制坡度減2‰的坡道上，這是因?yàn)檠屎韰^(qū)的道岔附加阻力大約為20(N/t)。但區(qū)段站、客運(yùn)站不得大于2.5‰，中間站、會(huì)讓站、越行站不得大于10‰。站坪坡度旅客乘降所允許設(shè)在旅客列車能夠起動(dòng)的坡道上，但不宜大于8‰，在特殊困難條件下，有充分技術(shù)經(jīng)濟(jì)依據(jù)時(shí)，可設(shè)在大于8‰的坡道上。旅客乘降所96可編輯課件PPT豎曲線和緩和曲線不應(yīng)伸入站坪在縱斷面上,豎曲線不應(yīng)伸入站坪。站坪端點(diǎn)至站坪外變坡點(diǎn)的距離不應(yīng)小于豎曲線的切線長(zhǎng)度Tsh,如下圖右端所示；在平面上,緩和曲線不應(yīng)伸入站坪。站坪端點(diǎn)至站坪外曲線交點(diǎn)的距離不應(yīng)小于曲線的切線長(zhǎng)度T1,如下圖左端所示；站坪兩端的線路平面和縱斷面若站坪兩端的線路，在平面上有曲線，在縱斷面上有豎曲線，則應(yīng)考慮豎曲線不與緩和曲線重疊的要求，如下圖右端所示，曲線交點(diǎn)距站坪端點(diǎn)的距離不應(yīng)小于2Tsh＋T2。97可編輯課件PPT進(jìn)站起動(dòng)緩坡設(shè)置目的進(jìn)站列車在進(jìn)站信號(hào)機(jī)前臨時(shí)停車后能順利起動(dòng)。限制條件電力牽引時(shí)，在限制坡度上均可起動(dòng)；內(nèi)燃牽引時(shí)，限制坡度小于或等于6‰的鐵路，編組站、區(qū)段站和接軌站進(jìn)站信號(hào)機(jī)前的線路坡度不能保證貨物列車順利起動(dòng)時(shí)，應(yīng)設(shè)置起動(dòng)緩坡，除地形困難者外，其他車站也宜設(shè)置。加速緩坡地段的坡度按列車最大起動(dòng)坡度公式計(jì)算確定；加速緩坡地