既有线能力加强及改建设计习题解答.pdf

既有线能力加强及改建设计习题参考解答 8-1 改善运营条件(改善平、纵面、道口、轨道加强等)，为什么可以 提高既有线的通过能力或输送能力?结合通过能力及输送能力的计算公 式简要说明。 参考答案： 答：改善运营条件包括改善平、纵面，改善和加强道口，加强轨道等， 其中平纵面的改善包括加大曲线半径、延长缓和曲线、缓建最大坡度、 延长到发线有效长等措施。 （1）改善运营条件对通过能力的提高。 单线通过能力的计算公式为 ，双线的为（半自动闭塞）或（自动闭 塞）。由这些计算公式可知，提高通过能力的关键是缩短列车在区间的 运行时分，而缩短运行时分的方法有改善信联闭设施、缩短站间距、提 高列车的旅行速度。加大曲线半径、延长缓和曲线、缓建最大坡度、改 善道口、加强轨道等都能提高列车的运行速度，自然就能提高通过能 力。 （2）改善运营条件对输送能力的提高。 输送能力的计算公式为，其中GjGKJ，而 。也就是说可以提高通过 能力和牵引吨数来提高输送能力。由前面论述已知改善运营条件能提高 通过能力，而提高牵引吨数的措施中就包括延长到发线、降低最大坡 度、加强轨道等改善运营条件的措施，所以改善运营条件能提高通过能 力。 8-2 简述既有铁路能力加强中，提高通过能力的措施。 参考答案： 答：提高通过能力的措施有行车组织措施、改换信联闭装置、增设车站 和线路所和增建第二线及其过渡措施。 行车组织措施包括缩短控制区间的运行图周期、采用特种运行图、减少 旅客列车扣除系数等。 采用较完善的信号、连锁、闭塞装置，可使列车在车站上交会、越行的 作业时间缩短，从而提高通过能力。 增设车站或线路所可减少控制区间的站间距离，从而提高通过能力，但 站间距不能过短。 增建第二线及其过渡措施包括：向控制区间延长站线；修建双插段，组 织不停车交会；在控制区间铺设第二线；增建二线。 8-3 既有纵断面改建设计与新线纵断面设计有何不同，简述其原因。 参考答案： 答：二者的主要区别在于： 1）新线纵断面设计是以路肩标高为准设计的，而既有线纵断面改建设 计是以轨面标高为准设计的； 2)既有线纵断面改建设计要求比新线设计更细致精确，所以采用放大纵 断面图设计，其高程比例尺通常比新线纵断面图放大5-10倍，即1:100- 1:200. 之所以要有此区别，要采用放大纵断面图进行设计，一是为了尽可能利 用既有建筑物和设备，减少改建工程；二是为了尽可能减少改建工作与 既有线正常运营之间的干扰，也要求尽可能减少改建工作，这两方面的 原因，就要求既有线纵断面改建设计比新线纵断面设计更细致，精确， 准确。 8-4 绘图说明既有线平面改建的原因及其相应的改建方法。 参考答案： 答： 既有线的平面改建，主要是曲线及其毗邻路段的改建。应根据不 同的改建原因采用相应的改建方式。 （1）线路整正：在运营过程中，一方面由于机车车辆的车轮冲撞钢 轨，使曲线产生错动；一方面由于维修时对线路拨动，使曲线偏离设计 位置。改建时，需要将既有曲线拨正到设计位置，如图（a）所示。 平面改建示意图 （2）提高线路标准：因铁路运量日增，行车速度日高，改建线路的 设计标准也要相应提高。如既有曲线半径需要加大，缓和曲线需要加 长，夹直线长度需要加长，都会引起线路的改建。图（b）、（c）、 （d）分别为加大曲线半径、加长缓和曲线和加长夹直线的三种图式； 图（e）为同向曲线间夹直线长度不够而改建为一个曲线的图式，图 （f）为反向曲线间夹直线长度不够，而用移动中间切线的办法以加长 夹直线的图式。 （3）线路裁弯取直改建：某段线路标准过低或绕弯过甚，改建时往 往裁弯取直，另修一段新线，如图（g）所示。线路上个别桥隧建筑物 位置的改移，将引起附近线路的改建，如图（h）所示。 8-5 应用渐伸线原理计算既有线拨动量的前提条件是什么? 参考答案： 答：首先，曲线长度应基本保持不变，才能保证必要的计算精度。所以 该方法仅适用于将错动的既有曲线拨正为规则线形，以及拨动前后曲线 长度不会大量变化的改建设计。若既有曲线的转角较大，且要增大曲线 半径，则改建后线路长度缩短；若采用一般方法计算拨距，就要产生很 大误差，需要用特殊方法计算拨距。 其次，保证终切线不拨动。首先，要保证既有曲线的转角不变动，以免 终切线发生扭转。所以设计时应保证设计曲线和既有曲线的转角a 相 等。 最后，还必须使既有曲线测量终点的拨距为零，以免引起终切线的 平行移动，所以设计时应使测量终点设计曲线和既有曲线的渐伸线长度 相等，即。 8-6 举例说明提高既有铁路通过能力和牵引吨数的技术改造措施。 参考答案： 答：（一）提高通过能力的措施有： 1）行车组织措施，包括：缩短控制区间的运行图周期；采用特种运行 图；减少旅客列车扣除系数。 2）改换信联闭装置，采用较完善的信号、连锁、闭塞装置，可使列车 在车站上交会、越行的作业时间缩短，从而提高通过能力。 3）增设车站或线路所，减少控制区间的站间距离，从而提高通过能 力，但站间距不能过短。 4）增建第二线及其过渡措施，包括向控制区间延长站线，修建双插 段，组织不停车交会，在控制区间铺设第二线，增建第二线。 （二）提高牵引吨数的措施 1）运输组织措施，包括动能闯坡、补机推送、组合列车。 2）增大牵引功率的措施，包括加力牵引、采用大型机车、采用电力或 内燃机车。 3）减缓最大坡度的措施。 4）延长到发线有效长度。 8-7 知某既有曲线未设缓和曲线，转角a=60，及Rj=500m，测得QZj 点的既要渐伸线长Ej=68.539m，如将曲线改建为Rs=600m，QZj要拔到OZs 位置。 用渐伸线原理计算=? 用几何关系计算=? 两次算出的是否相同，如果不相同是什么原因? 参考答案： 解：（1）由于不设缓和曲线，设计线曲中点的渐伸线长度为： （m） 所以拨距=82.246-68.539=13.707（m）。 （2）将曲线整正为R=500m的规则曲线时曲中点的渐伸线长度为： （m） 不改变曲线半径时曲线拨距为零。 R=500m的曲线的外矢距E为： （m） R=600m的曲线的外矢距E为： （m） 所以曲中点的拨距为二者外矢距之差再加上曲线整正时的拨距，得： =92.820-77.350+0=15.470（m）。 （3）两次计算值相差近2m，这是因为这种情况不适合使用渐伸线法计 算。半径由500m改为600m引起了线路长度的变化，而使用渐伸线法计算 拨距的前提是曲线长度应基本保持不变。 测得某既有曲线置镜点的偏角与弧长为： 表 8-8 测得某既有曲线置镜点的偏角与弧长为 置 镜 点偏角弧 长 K10+380 K10+46003250“80m K10+600100013“140m K10+760173018“160m K10+840110051“80m 前视点02948 (1)求各点置镜点的既有渐伸线长。 (2)如选配Rs=490m，ls=70m。 (a)求ZHs、HYs、QZs、YHs、HZs里程； (b)求各置镜点的设计渐伸线长； (c)求各置镜点的拨动量。 参考答案： 解：（1）各置镜点的渐伸线长。 K10+460处，=03250“， （m） K10+600处，=03250“+100013“=103303“， （m） K10+760处，=103303“+173018“=280321“， （m） K10+840处，=280321“+110051“=390412“， （m） 前视点，曲线偏角=390412“+02948=393400“。 （2）拨距计算 Rs=490m，ls=70m，a=393400“，得T=211.394，S=408.379。 里程计算。 由终点的拨距为0，计算QZS点的里程。 QZS点的里程=K10+840-=K10+609.113； 因此ZHS点的里程= QZS点的里程-S/2=K10+404.924； HYS点的里程= ZHS点的里程+ ls =K10+474.924； YHS点的里程= (HYS点的里程- ls/2)+ RSa- ls/2=K10+743.302； HZS点的里程= YHS点的里程+ ls =K10+813.302； ZYS点的里程= ZHS点的里程+ ls/2 =K10+439.924； 各置镜点的设计渐伸线计算 K10+460点位于缓和曲线上，所以渐伸线长为: （m） K10+600点位于圆曲线上，所以渐伸线长计算如下： （m） （m） K10+760点位于第二个缓和曲线上，渐伸线长计算如下： （m） K10+840点位于直线上，渐伸线长计算如下： （m） 各置镜点的拨动量分别为： K10+460点为：0.812-0.764=0.048（m）； K10+600点为：26.564-26.544=0.020（m）； K10+760点为：104.934-104.891=0.043（m）； K10+840点拨动量为0。 8-9 选用某一既有线偏角资料，参照教材既有曲线拨距计算表的步骤 进行拨距计算。 表1 1#左转 置镜点测点里程偏角 不K10+380“ +40000122 +42000315 +44001132 不K10+46003250 +48030112 +50041036 +52052056 +54063052 +56074050 +58085020 不K10+600100013 +62092238 +640103150 +660114148 +680125154 +700140123 +720151104 +740162045 不K10+760173018 +78095935 +800103248 +820105109 +840110051 前视点02948 表2 2#右转 置镜点测点里程 偏角 “ 不K10+760 +78000021 +80000107 +82000408 +84001320 不K13+86003016 +88021000 +90024227 +92021430 +94034600 +9604一1753 +98044924 不K14+00052120 +02040818 +04042746 +06043804 +08044352 不K14+10044716 前视点01343 表3 3#左转 置镜点测点里程 偏角 “ 不K16+640 +66000046 +68000051 +70000244 +72001028 不K16+74002404 +76015636 +78022806 +80025938 +82033050 +84040216 不K16+86043343 +88033935 +90040545 +92042624 +94044000 不K16+96044850 前视点03506 表4 4#右转 置镜点测点里程 偏角 “ 不K18+340“ +36000344 +38000444 +40001206 +42002652 不K18+44004749 +46022850 +48025918 +50032958 +52040150 +54043346 +56050517 +58053636 +60060632 +62064024 不K18+64071157 +66074339 +68080529 +70081902 不K18+72082607 前视点02206 表5 5#左转 置镜点测点里程 偏角 “ 不K20+420“ +44000140 +46000150 +48000220 +50001040 不K20+52003210 +54032620 +56044440 +58060440 +60072410 不K20+62084350 +64080040 +66092000 +680104000 +700120000 不K20+72013940 +74073950 +76082630 +78085840 +80091610 +82092640 不K20+84093310 前视点03500 表6 6#右转 置镜点测点里程 偏角 “ 不K24+200 +220001m +24000156 +26000139 +28000702 +30001728 不K24+32003322 +34001952 +36004234 +38010708 +40013254 不K24+42015802 +44044224 +46044734 不K24+48044942 前视点00515 参考答案： 解：（1）选择表格1，按照表格，计算各置镜点的既有渐伸线长，得曲 线偏角a=393400“。 （2）选配曲线半径。 用二节差商法，计算K10+600至K18+760共9个测点渐伸线的二次差值， n=7，=5.6695。则 （m） 取Rs=490m。 （3）计算QZ点的里程，选取缓和曲线 终点的拨距为0，计算QZS点的里程。 QZS点的里程=K10+840-=K10+609.113； ZY点的里程= QZ点的里程-=K10+439.924 选K10+600，K10+620，K10+640计算pS值，由，得。 对于K10+600，得pS=0.39725；对于K10+620，得pS=0.41157；对于 K10+640，得pS=0.41474。得pS平均值0.4078。从而： =69.256m。取ls=70m 。因a=393400“，得T=211.394，S=408.379。 （4）里程计算。 因此ZHS点的里程= QZS点的里程-S/2=K10+404.924； HYS点的里程= ZHS点的里程+ ls =K10+474.924； YHS点的里程= (HYS点的里程- ls/2)+ RSa- ls/2=K10+743.302； HZS点的里程= YHS点的里程+ ls =K10+813.302； ZYS点的里程= ZHS点的里程+ ls/2 =K10+439.924； （5） 各置镜点的设计渐伸线计算，参看表格。 既有曲线拨距计算表 既有曲线资料 既有曲线渐伸线长度计算 设计曲线主要 点里程 设计曲线渐伸线长度计算 置 镜 点 测点里 程 “ “ （rad） EJ L或X 1234567891011 不K18+380 400 0 01 22 0 01 22 0.0003975200.0080.008 ZH K10+404.924 420 0 03 15 0 03 15 0.0009454400.0380.038 440 0 11 32 0 11 32 0.0033549600.2010.201 ZY K10+439.924 不K18+460 0 32 50 0 32 50 0.0095508800.7640.764 480 3 01 12 3 34 02 0.0622598201.2452.009 HY K10+474.924 40.0761.639 500 4 10 36 4 43 26 0.0824474403.2984.062 60.0763.683 55 52020 56 53 46 0.1029066606.1746.938 80.0766.543 540 6 30 52 7 03 42 0.1232493809.86010.624 100.07610.220 560 7 40 50 8 13 40 0.143601810014.36015.124 120.07614.712 580 8 50 20 9 23 10 0.163818512019.65820.422 140.07620.022 不K18+600 10 00 13 10 33 03 0.184146814025.78126.545 QZ K10+609.113 160.07626.147 620 9 22 38 19 55 41 0.3478102206.95633.501 180.07633.089 640 10 31 50 21 04 53 0.