松江河至漫江铁路CK21+000～CK41＋000段选线设计 毕业论文.doc

毕 业 设 计 论 文 （铁道工程 2008 级） 设计题目：松江河至漫江铁路 ck21+000ck41000 段选线设计 任务下达日期： 2012 年 3 月 12 日 完成期限： 自 2012 年 3 月 12 日 至 2012 年 6 月 29 日 学生姓名： 学生班级、学号： 土木 08-1-21 指导教师： 大连交通大学本科毕业设计（论文） i 摘 要 本设计的主要内容是对松江河至漫江新建铁路 ck21+000ck41000 段进行选 线设计，铁路全长共 20km，铁路设计时速 120km/h，为单线铁路。 通过对客货运量以及沿途的地形地貌进行分析，查找相应技术规范，从而确定铁 路的等级以及设计所需要的各种参数。根据所学过的铁路选线设计 、 路基工程 、 铁路轨道等知识，运用 cad 以及相关软件绘制线路的平面图，纵断面图、横断 面图和相关的计算说明。此外，还要对线路的排水进行设计，对于轨道的强度进行检 算，以及工程投资预算和远期客货运量预算。 关键词： 客货运量 地形地貌 平面图 工程投资预算 abstract the design of the main contents of the selection design the songjianghe manjiang new railway ck21 +000 to ck41+000 segment, railways total length of 20km, railway design speed of 120km / h, single-track railway. passengers and freight along the topography, look up the corresponding technical specifications in order to determine the level of the railway and the various parameters of the design. based on knowledge of the railway line selection, subgrade, railway track, the use of cad and related software to draw the line plan, longitudinal section, cross-sectional diagram and related calculations show. also, on the lines of drainage design, check calculation, as well as engineering investment budget and forward passenger cargo budget for the strength of the track. keywords: passenger and cargo traffic；topography；floor plan；engineering investment budget 大连交通大学本科毕业设计（论文） i 目录 摘 要 i abstractii 第 1 章 概 述 .1 1.1 选题意义极其必要性 .1 1.1.1.选题的意义 1 1.1.2 线路建设的必要性 .1 1.2 本设计主要内容 .5 第 2 章 线路设计 .7 2.1 选线方案定线说明 .7 2.2 平面线形设计 .8 2.2.1 圆曲 线以及缓和曲线的作用 8 2.2.2 曲线要素 8 2.3 纵断面设计 .11 2.3.1 纵断面设计原则 11 2.3.2 纵坡设计要求 12 2.3.3 竖曲线设计 12 2.3.4 竖曲线的几何要素 13 2.4 横断面设计 14 2.4.1 横断面设计原则 14 2.4.2 各项技术指标 15 第 3 章 土石方计算 .16 3.1 土石方计算 .16 3.2 挖方量计算 .16 3.3 填方量计算 .20 第 4 章 排水设计 .23 4.1 路基排水目的和要求 .23 4.2 路基排水设计一般原则 .23 4.3 边沟 .24 4.3.1 边沟的作用 24 4.3.2 边沟的纵坡 24 4.3.3 边沟流量 24 第 5 章 有砟轨道强度检算 .27 5.1 计算资料 .27 5.2 轨道结构静力计算 .29 5.3 轨道强度检算 .30 第 6 章 工程投资计算 .33 6.1 土石方工程费计算： .33 大连交通大学本科毕业设计（论文） ii 6.2 桥梁工程费计算： .33 6.3 隧道工程费用计算： .34 第 7 章 研究年度客货运量预测 .35 7.1 货运量预测 .35 7.1.1 预测方法及依据 .35 7.1.2 地方运量 .35 7.2 客运量预测 .37 7.2.1 预测方法及依据 .37 7.2.2 客流特点、主要流向及发展趋势的分析 38 结束语 .40 参考文献 .41 大连交通大学本科毕业设计（论文） - 1 - 第 1 章 概 述 1.1 选题意义极其必要性 1.1.1.选题的意义 本线是松江河至长白铁路重要组成部分，松江河至长白铁路地处中朝边境，为少 数民族居住区，长白县是全国唯一的朝鲜族自治县。本线的建成将极大地改善沿线交 通条件，构筑一条新的中朝口岸运输通道，使东北长白山地区与朝鲜货物运输更加灵 活通畅，对中朝两国经济与发展起到积极推动作用；对于提高沿线地区少数民族的生 活水平，加强民族团结和稳定，巩固和加强边防建设都有着重要意义。 1.1.2 线路建设的必要性 (1) 本项目的建设是落实振兴东北老工业基地，促进沿线资源优势转化为经济优 势，带动贫困地区尽快脱贫致富，发展少数民族经济的需要 东北东部区域多是以资源开采为主的城市和地区，经济结构以资源开采为主，发 展水平比较落后。沿线地区经济发展具有良好的资源基础，沿线有丰富独特的旅游资 源、水资源和矿产资源，现已探明的有金、铜、铁、煤、硅藻土、高岭石等多种矿产。 尤其是硅藻土、煤炭，以其储量丰、品位高、质地纯而闻名中外，硅藻土远景储量可 达 4108t，煤炭远景储量达 5108t。长期以来，受交通运输条件的制约，各种矿产资 源开发利用规模小、层次低、效益差，未能把资源优势转化为经济优势，严重制约了 该地区的经济发展和从资源型产业向加工制造业的转移。松长铁路的建设为沿线矿产 资源开发创造良好交通条件，并通过各项优惠政策吸引各方投资，进一步促进沿线矿 产资源开发利用，同时还将有力地带动当地其他相关产业的发展，促进沿线社会经济 全面快速的发展，进一步加快这一地区资金技术与资源的优化组合，推进区域经济的 一体化进程具有重要意义。 本线是连接长白少数民族地区与内地的铁路通道，不但沟通了长白少数民族地区 与内地的经济联系，极大地促进了沿线地区的经济发展，加速了沿线地区的社会进步。 本地区为少数民族地区同时享受民族区域自治、振兴东北老工业基地等多项优惠政策， 通过本线的建设为地区社会经济的发展提供有效支援，可以进一步发挥该地区的政策 优势，为少数民族地区和经济欠发达地区拓展了发展空间。因此本项目的建设对经济 欠发达地区经济发展的激励，对弥补地区间社会经济发展的非均衡性、带动少数民族 地区发展发挥着极为重要的作用。因此松长铁路的建设对带动贫困地区尽快脱贫致富， 发展少数民族地区的经济具有重要意义。 大连交通大学本科毕业设计（论文） - 2 - (2) 本项目的建设是建设长白口岸、发展对朝贸易的需要 长白县与朝鲜两江道一江之隔，县城与朝鲜惠山市通过长惠国际大桥相接，边境 条件极为良好。2007 年 8 月，国务院正式下文批复长白口岸升为国家一类口岸，长白 口岸的升级实现了长白口岸与惠山口岸对等，进出口商品种类和规模将进一步扩大， 这给长白县带来快速发展的历史机遇，同时也对交通基础设施提出更高的要求。近年 来，长白口岸始终保持着良好的运营态势，经由长白口岸出入境的人员、车辆和货物 数量以年均 30%左右的速度递增。2009 年长白口岸实现进出口贸易总值 2161 万美元， 其中进口额 709 万美元，出口额 1452 万美元；完成进出口货运量 9.06104t，其中进口 5.59104t，出口 3.47104t；出入境人员 21675 人次。 随着全球经济一体化进程的发展，朝鲜经济将逐步复苏，丰富的木材、矿产品将 成为朝鲜重要的对外战略输出资源。惠山市作为朝鲜第二大城市，工业基础相对雄厚， 未来发展潜力巨大。松长铁路的建设，将使我国对朝贸易通路更加顺畅，极大地缩短 货物运输时间，降低货物运输成本，增加我国商品在国际市场上的竞争力。本项目的 实施对推动东北亚地区经济合作，促进东北经济快速发展和对朝陆路口岸交通的畅通 与繁荣，对长白口岸建设发展和促进对朝贸易的发展都具有重要作用。 (3) 本项目的建设是开发沿线旅游资源的需要 随着社会经济的不断发展和城乡居民收入水平的逐步提高，居民生活质量明显升 高，旅游已成为大多数居民正常生活的一部分， “假日经济”也成为了众多旅游城市的 主打牌。 长白山地区的旅游资源丰富而独特，著名景区有长白山南坡景区、望天鹅景区、 沿鸭绿江风光带、朝鲜族民俗村、灵光塔和十八道沟温泉等，已成为吉林省重要的旅 游胜地。其中，长白山南坡风景区是国家 aaaa 级旅游区，长白山望天鹅风景区是国 家 2a 级旅游区，登山游、边境游、跨国游、生态游、民族风情游等都独具特色，已逐 步形成多元化的旅游产业格局。预计“十一五”期末，长白县全县旅游综合收入将达 到 2.5 亿元，旅游人数达到 25 万人次以上。随着长白山管委会、长白山旅游投资总公 司的成立，长白县已被融入到环长白山（主峰）旅游经济大循环圈内，长白县旅游业 必将是未来重要支柱产业，同时依托朝鲜口岸过境游也将成为地区的旅游热点。本项 目建成后可以依托吸引范围内丰富的旅游资源，开行旅游列车、过境旅游客车，为沿 线地区以旅游、商贸为龙头的第三产业的发展提供完善的基础设施服务，促进沿线旅 游资源的开发及旅游相关产业的发展。 (4) 本项目的建设是区域发展循环经济，建设节约型和友好型社会的需要 当前我国能源形势十分严峻，经济正面临人口、资源、土地和环境的多重压力， 大连交通大学本科毕业设计（论文） - 3 - 合理规划和构建与区域实情和资源特征相适应的综合运输体系，已成为节约能源，促 进经济、资源、环境协调发展的前提。公路运输所带来的“高污染、高能耗、高占地” 对当地的环境保护、资源节约带来了不少的负面影响。铁路是运输体系中能耗成本最 低、占地较少、污染最少、运能最大、安全性最好的“经济节约型”和“环境友好型” 交通运输方式。建设松长铁路是沿线地区节约能源、保护环境、实施可持续发展战略 和贯彻科学发展观的需要，是区域实现经济效益、社会效益与环境效益的和谐统一， 发展循环经济、建设节约型和友好型社会的需要。 (5) 本项目的建设是填补区域路网空白，完善区域路网布局、延伸路网触角的需 要 从区域路网布局分析，目前吉林省路网密度相对较高，分布有京哈线、沈吉线、 东北东部铁路通道等南北向通道及长图线、梅集线等东西向通道。本项目的实施将填 补松江河以东开阔地带东西向铁路的空白，衔接长白口岸，在有效改善区域路网结构 和布局的同时，极大延伸了路网触角，提高了路网的连通性；增加了运输组织的机动 性和灵活性，为相关客货运输径路提供多种选择，增强了区域路网抵御自然灾害的能 力。 (6) 本项目的实施，是适合区域特点交通运输发展的最佳选择和区域可持续发展 的需要 我国是发展中国家，人均资源占有量远低于世界平均水平，实施可持续发展战略 是一项长期的基本国策。2004 年提出的绿色 gdp 更是科学发展观的一种跃进。据统计， 我国人均耕地面积不足世界水平的一半，环境污染问题愈来愈重，这些客观因素决定 交通业的发展必须采取提高土地使用效率、综合利用能源、减少污染、保护环境的基 本原则。本项目沿线多为山区，山多林密，自然环境条件优越，耕地面积紧张。因此， 建设占地省、能耗低、运能大、污染少、全天候的铁路作为沿线地区的主要运输方式， 是适合区域特点交通运输发展的最佳选择，也是区域可持续性发展的要求。 (7) 本项目的建设是加强国防建设的需要 长白县地处中朝边境突出部和边防前哨，边境线长度占中朝边境总长的 23%，战 略位置非常重要，这里既有边境情况的复杂性，又有保卫国家边防的艰巨性。长白县 是边防重镇、军事重镇，不仅仅是白山地区边防的主要方向，也是吉林战区中朝边境 的重点方向，更是沈阳战区中朝边境的敏感地带。如果边境形势发生重大变化，仅靠 现有的两条二级公路远远不能满足运输需要。松江河至长白铁路对巩固国防、加强边 境建设意义重大。 综上所述，新建松江河至长白铁路能够实现“人尽其行、物畅其流” ，既完善区 大连交通大学本科毕业设计（论文） - 4 - 域路网布局、增强路网机动灵活性，支持沿线资源开发、促进沿线地区经济发展，又 能为长白口岸建设和发展对朝贸易铺平道路，同时也是加强国防建设的需要。因此， 建设松江河至长白铁路是必要的。 1.2 本设计主要内容 本毕业设计的任务就是在教师的指导下独立完成松江河至漫江铁路的选线设计工 作，具体内容包括选线、平面设计、纵断面设计、横断面设计、排水规划设计及概算、 设计文件的编制和图纸绘制。 1.资料整理与分析 设计资料是设计的客观依据，必须认真客观地分析。首先要对设计任务书提供的 各种资料加以理解和必要的记忆，明确对设计的影响，在头脑中对工程要求、自然条 件、材料供应情况和施工条件等，构成一幅明晰的画面；其次要对资料进行分析、概 括和系统地整理，从中抽取、确定有关设计数据。 2.路线平面、纵断面及横断面设计。 3.排水设计 4.有砟轨道强度检算 5.客货运量预算 6.设计图纸 一般要求绘制路线平面图、纵断面图、路基标准横断面图、横断面设计图、路基 排水设计图等主要图纸，编制直线、曲线及转角表、路基设计表、路基土石方数量计 算表等表格。 7.铁路主要技术指标 本次设计的铁路等级为级（线下级） ，单线铁路，最大的限制坡度为 13， 短期设计行车速度为 120km/h，最小曲线半径：一般地段 1200m，困难地段 800m，引入 松江河地段根据需要合理选定，牵引类型为电力牵引，机车类型主要是 ss 系列或 hxd 系列，牵引质量为 4000 吨，到发线有效长度：850m，闭塞方式为自动站间闭塞。 大连交通大学本科毕业设计（论文） - 5 - 第 2 章 线路设计 2.1 选线方案定线说明 本次选线设计的主要中间站为漫江车站，所以漫江站址的选择决定了线路的主要 走向。漫江镇位于长白山西部山坡，南邻漫江。漫江站为本线重要的中间站，站位的 设置应满足城镇远期的规划发展，本次研究根据沿线地形特征，围绕漫江站站位选择， 研究了北绕漫江镇方案、中穿漫江镇方案及南绕漫江镇方案，比选范围为 ck7+000ck41+000。 线路局部方案优缺点分析表 方案名称 优点 缺点 北绕漫江 镇方案 1.线路长度最短。 2.桥梁、站场设置条件相对较好。 3.对漫江镇影响小。 4.投资最小。 1.漫江站距漫江镇较远。 2.漫江站坪标高与漫江镇内地面高 差较大。 中穿漫江 镇方案 1.线位距离漫江镇最近，便于客货 运输。 2.施工时交通条件便利。 1.拆迁量大，对漫江镇影响最大。 2.漫江站填土高度最高，填方量最 大。 3.从漫江镇内穿过，分割城镇规划。 4.投资最大。 南绕漫江 镇方案 1.桥梁、站场设置条件相对较好。 2.对漫江镇影响较小。 3.投资较少。 1.线路长度最长。 2.漫江站坪标高与漫江镇内地面高 差较大。 3.工程量较大。 综上所述，北绕漫江镇方案线路长度最短，投资最少，虽然漫江站场坪标高与漫 江镇内地面高差较大，但本方案满足地方规划要求，工程条件最好。本次研究过程中 对漫江站位的选择征求了当地地方政府的意见，同意北绕漫江镇方案，故本次研究推 荐采用北绕漫江镇方案。 本设计方案沿途主要是森林，线路相对平坦，沿线共设置立交桥 9 座，大桥 5 座， 隧道一座，改建公路两处。 大连交通大学本科毕业设计（论文） - 6 - 2.2 平面线形设计 2.2.1 圆曲线以及缓和曲线的作用 在铁路选线的过程中，两条直线之间会设置圆曲线，由于圆曲线的外轨超高，所 以在圆曲线和直线之间会设置缓和曲线，使列车平稳的通过曲线。 2.2.2 曲线要素 偏角 、半径 r、切线长 、曲线长 和外矢距 。偏角 在平面图上量得，曲线半ytylye 径 r 系选配得出，切线长 、曲线长 和外矢距 由下列公式计算 tan2ytr （m） （m ）180yrl （m ）(sec)2e 大连交通大学本科毕业设计（论文） - 7 - 详细定线时，平、纵断面中要会出加设缓和曲线后的曲线，如下图所示。曲线要素 为：偏角 、半径 r、缓和曲线 、切线长 、曲线长 和外矢距 。偏角 在平面图0ltle 上量得，圆曲线半径 r 和缓和曲线 由选配得出，切线长 、曲线长 和外矢距 由tl 下列公式计算 （m ）()tan2p （m ）00021818rlll （m ）()secer 式中 p内移距， （m） 24200036lllp m切垂距， （m） 缓和曲线角，009()lr 曲线各起点里程可按下列方法推算： zh 里程，在平面图上量得， hz 里程=zh 里程+l hy 里程=zh 里程+l 0 yh 里程=hz 里程-l 0 平面曲线要素表 交点编号 曲线半径 （m） 曲线转角 （） 缓和曲线长度（m） 圆曲线长 度（m） 圆曲线切线长（m） jd11 2000 4850 150 173390 983.81 jd12 2000 3144 150 1270.00 643.57 jd13 2500 2531 120 1235.22 626.05 曲线 jd11 起始里程: zh=ck28+544.123 hy=ck28+694.138 yh=ck30+127.350 hz=ck30+278.042 曲线 jd12 起始里程： zh=ck36+379.744 hy=ck36+529.806 yh=ck37+457.218 hz=ck37+608.288 曲线 jd13 起始里程： 大连交通大学本科毕业设计（论文） - 8 - zh=ck38+279.522 hy=ck38+400.000 yh=ck39+394.231 hz=ck39+514.721 2.3 纵断面设计 根据道路的等级、沿线自然条件和构造物控制标高，确定路线合适的标高、各坡 段的纵坡度和坡长，并设计竖曲线。本设计线路沿线高程相对平坦，起伏不是很大， 个别地方有比较大的变坡，共设置竖曲线 6 处。 2.3.1 纵断面设计原则 1.纵面线形应与地形相适应，线形设计应平顺、圆滑、视觉连续，保证行驶安全。 2.纵坡均匀平顺、起伏和缓、坡长和竖曲线长短适当、以及填挖平衡。 3.平面与纵断面组合设计应满足: 2.3.2 纵坡设计要求 1.设计必须满足标准的各项规范。 2.纵坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。连续上坡或下坡路段，应 避免反复设置反坡段。 3.沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑。 4.应尽量做到填挖平衡，使挖方运作就近路段填方，以减少借方和废方，降低造价 和节省用地。 2.3.3 竖曲线设计 竖曲线是纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车而设置的一段缓和曲线。设计 时充分结合纵断面设计原则和要求，并依据规范的规定合理的选择了半径。竖曲线元素 可见图 3-4。 标准规定:如表 31。 大连交通大学本科毕业设计（论文） - 9 - 图 3-4 竖曲线几何元素 表 31 竖曲线半径最小值 铁路类型 客运专线 客货共线 设计最高 行车速度 （km/h） 350 300 250 200 200,160 140 rsh(m) 25000 20000 15000 15000 10000 本设计线路的最高运行时速为 120km/h，所以竖曲线半径取 10000m。 2.3.4 竖曲线的几何要素 （1）竖曲线切线长 tsh 由 3-4 图可知 121212tantantantt0()shshsh sshsrtrim 上坡为正，下坡为负。21i （2）变坡点处的从句称为竖曲线的外矢距 esh，计算式为 ()shter 大连交通大学本科毕业设计（论文） - 10 - 本设计线路的最高运行时速为 120km/h，所以竖曲线半径取 10000m。 竖曲线曲线要素表： 曲线编号 ishrshtshe 1 5.7 10000 28.45 0.04 2 5.7 10000 28.45 0.04 3 10.0 10000 50 0.125 4 10.0 10000 50 0.125 5 2.8 10000 14 0.01 6 8.6 10000 43 0.09 2.4 横断面设计 2.4.1 横断面设计原则 1.设计应根据铁路等级、行车要求和当地自然条件，并综合考虑施工、养护和使用 等方面的情况，进行精心设计，既要坚实稳定，又要经济合理。 2.路基设计除选择合适的路基横断面形式和边坡坡度外，还应设置完善的排水设施 和必要的防护加固工程以及其他结构物，采用经济有效的病害防治措施。 3.还应结合路线进行设计。选线时，应尽量绕避一些难以处理的地质不良地段。 4.沿河及受到水浸水淹的路段，应注意路基不被洪水淹没或冲毁。 5.当路基设计标高受限制，路基处于潮湿、过湿状态和水温状况不良时，就应采用 水稳性好的材料填筑路堤或进行压实，使路面具有一定防冻总厚度，设置隔离层及其 他排水设施等。 6.路基设计还应兼顾当地农田基本建设及环境保护等的需要。 2.4.2 各项技术指标 图 35 横断面布置图 其中 b路基面宽度 b=a+2x+2c； a单线线地段道床顶面宽度 3.4m； 大连交通大学本科毕业设计（论文） - 11 - m道床边坡坡率，为 1:1.5； h钢轨中心处轨枕以下的道床厚度 0.5m； e轨枕埋入道砟深度 0.165m； g轨头宽度，60kg/m 轨为 0.073m； c路肩宽度，路地位 0.8m，路堑为 0.6m； x砟肩至砟脚的水平距离； 土路肩横坡为 4%； 第 3 章 土石方计算 3.1 土石方计算 首先是根据横断面图计算出平均横断面面积，然后根据里程可计算出体积，即获 得土石方数量。 3.2 挖方量计算 起始里程：ck21+850 至 ck22+500 平均横断面计算简图如下： 21(18.69.)476.53sm53098vl 起始里程：ck24+650 至 ck26+100 平均横断面计算简图如下： 大连交通大学本科毕业设计（论文） - 12 - 21(18.769.)48367.8sm3250vl 起始里程：ck27+000 至 ck28+000 平均横断面计算简图如下： 21(17.69.)4358.sm3580vl 起始里程：ck30+000 至 ck32+700 平均横断面计算简图如下： 21(14.79)2.83.sm30964vl 起始里程：ck32+700 至 ck33+650 大连交通大学本科毕业设计（论文） - 13 - 平均横断面计算简图如下： 21(2.19.)650.62sm309vl 起始里程：ck35+500 至 ck36+200 平均横断面计算简图如下： 21(20.39)5.68.3sm8704vl 大连交通大学本科毕业设计（论文） - 14 - 起始里程：ck37+150 至 ck37+900 平均横断面计算简图如下： 21(14.39)2.630.4sm0758vl 起始里程：ck39+950 至 ck41+000 平均横断面计算简图如下： 21(21.9)6.49.sm305vl 3.3 填方量计算 起始里程：ck22+500 至 ck24+650 大连交通大学本科毕业设计（论文） - 15 - 平均横断面计算简图如下： 21(6.917.4)3.584.93sm20vl 起始里程：ck28+400 至 ck30+000 平均横断面计算简图如下： 21(6.914.)256.3sm3048vl 起始里程：ck39+000 至 ck39+950 大连交通大学本科毕业设计（论文） - 16 - 平均横断面计算简图如下： 21(6.91.7)64.8sm 34850vl 其他： 平均横断面计算简图如下： 21(6.917.4)354.3sm209vl 综上所述， 挖方总量为 530799.8 ；3 填方总量为 210735.5 。m 大连交通大学本科毕业设计（论文） - 17 - 第 4 章 排水设计 4.1 路基排水目的和要求 路基的强度和稳定性与水的关系十分密切。路基的病害有多种，形成病害的原因 亦很多，但水的作用是主要因素之一，因此，路基设计、施工和养护中，必须十分重 视路基排水工程。 路基设计时，必须将影响路基稳定性的地面水排除和拦截在路基用地范围以外， 并防止地面漫流、滞积或下渗。对影响路基稳定性的地下水，则应予以隔断、疏干、 降低，并引到路基范围以外适当的地点。 4.2 路基排水设计一般原则 路基排水设备的设计应与桥涵、隧道、车站等排水设备衔接配合，有足够的过水 能力，并且与水土报纸和农田水利的综合利用相结合，同时遵循以下原则： 1.设计前必须进行充分的调查研究，使排水系统的规划和设计做到正确合理。 2.各种路基排水沟渠的设计应尽量哨站农田，并与水利规划和土地使用规划的呢过 相配合进行综合规划。一般情况下，不应利用边沟作农业灌溉用，但不得已时，应采 取加固措施以防水流危害路基。 3.排水设计应经济适用。排水沟渠应选择在地形地质较好的地区范围内通过，以节 约加固工程量对于排水困难和地址不两地段应进行特殊设计。 4.排水沟渠的出水口应尽可能引接天然河沟，以减少桥涵工程，不应直接使水流入 农田，损害农业生产。 5.排水设施的设计，应贯彻因地制宜、就地取材的原则，以减少造价，要能迅速有 效地排除“有害水” ，以免影响路基的强度和稳定性，保证铁路运输的安全。 4.3 边沟 本设计中，在路堑和矮路堤处设置双面边沟，高路堤处设置单面边沟（在迎水坡） ， 边沟形式采用梯形边沟。边沟的深度为 0.6m，底宽为 0.4m。边沟纵坡与路线纵坡一致， 以 25cm 厚的浆砌片石铺筑，边沟纵坡为 0.3%，坡长不小于 300m，边沟水均应引离路 基，排入原有水系中的河流、排水渠及取土坑内。边沟布置如表 41。 4.3.1 边沟的作用 边沟是沿路基两侧布置的纵向排水沟。设置于挖方和低填方路段，路面和边坡水 会集到边沟内后，通过跌水井或急流槽引到桥涵进出口处通过排水沟引到路堤坡脚以 外，排离路基。 大连交通大学本科毕业设计（论文） - 18 - 4.3.2 边沟的纵坡 边沟的纵坡一般与路线纵坡一致，当路线纵坡为零时，边沟应仍保持 0.3%0.5% 的最小纵坡。出口附近的纵坡应根据地形高差和地质情况作特殊设计。 4.3.3 边沟流量 边沟的流量一般不做计算，仅做概略估计，其他排水沟渠的水流一般应避免进入边 沟，但当个别的渠流量不大，拟利用一般边沟汇入桥涵时，应计算该段边沟的总流量， 必要时应扩大边沟的断面尺寸。为防止边沟水流漫溢或产生冲刷，应尽可能利用当的 有力条件，采取相应措施，将边沟水流分段排除于路基范围之外，或引入自然沟渠， 以减少边沟的集中流量。 图 41 挖方路基边沟横断面 单位:m 大连交通大学本科毕业设计（论文） - 19 - 图 42 填方路基边沟横断面 单位:m 表 41 边沟布置表 桩号 设置位置 ck21+000ck21+175 两侧 ck21+500ck22+800 两侧 ck24+600ck26+334 两侧 ck26+741ck28+10.8 两侧 ck28+329ck34+316 两侧 ck35+483ck38+23 两侧 ck39+000ck41+000 两侧 第 5 章 有砟轨道强度检算 在线路区间内，曲线半径 r=2000m 的制动区段，形式 ss4型电力机车，行车速度为 。轨道条件如下表 5-1。max0.8.12096/vkmh 表 5-1 轨道条件 钢轨 扣件系统 轨枕 道床 长度 （m） 类型 （kg/m） 垂直磨 耗 （mm） 接头 中间 类型 配置根数 类型 厚度（cm） 肩宽（cm） 路 基 25 60 6 六孔 夹板 高强 弹 条 ii ii 型 1680 碎 石 面砟 25 底砟 20 40 砂 粘 土 大连交通大学本科毕业设计（论文） - 20 - 螺栓 型 5.1 计算资料 （1）与轨道相关的计算资料 钢轨、轨枕先关资料差铁路公务技术手册轨道分册，列于下表 5-2 中。 表 5-2 钢轨、轨枕相关条件 项目 相关资料 面积 （cm 2） 底宽 bg(mm) 惯性矩 jx（cm 4 ） wg （cm 3） wj (cm3) 允许应 力 s （mpa） 钢轨支座刚度 d(n/mm)钢轨 77.45 150 2879 375 291 352 30000 轨枕间 距 （cma ） 长度 l（cm ） 枕端至 轨中距 1（cma ） 满支承 长度 e（cm ） 有效支 撑长度 e（c m） 平均底 宽 bp（cm ） mg （mpa） mc （mpa）轨枕 60 250 50 95 117.5 27.5 13.3 10.5 （2）与机车相关的计算资料 ss4型电力机车的轮重、轴距如图所示。构造速度 v=100km/h。 （3）碎石道床 z=0.5 mpa；路基基床 l=0.15 mpa。 （4）相关计算参数选择参见铁路工务技术手册轨道分册。 大连交通大学本科毕业设计（论文） - 21 - 5.2 轨道结构静力计算 用“连续支撑法”计算钢轨静弯矩 m0、静挠度 y0和枕上静压力 r0、 1.计算刚度相对比值 k 当 d=30000n/mm， =600mm 时，有a305.6dupaa144540.0.92.18791xk mej 2.计算最大静位移、弯矩和枕上压力 一种机车的一个车轮压在钢轨计算截面上，除了该车轮对计算截面产生应力、挠度 外，还应考虑邻轮的影响。一般地讲，当车轮距计算截面 5m 以上时，这种影响可以略 去不计。由此可知，轮位相对于计算截面排列不同，则起所产生的 m0、y 0和 r0为最大， 这种排列的轮位称为最不利轮位。 ss4电力机车，转向架间距离超过 5m，故不考虑各转向架的相互影响。各轮载及转 向架各轴间距均相同，故只需要取第一转向架进行计算。又考虑到本机车动力转向架 为两轴式，故取第一转向架第一轮位进行计算，其他各轮位的轮下计算几面计算值与 之相同。各轮位均为最不利轮位。任取其一进行计算即可求得钢轨内静位移。弯矩和 枕上压力 y0、m 0和 r0。201(cosin)ikxiipekxu 0.1930.928cos(.1930)sin(.0193)267e =1.3896mm2 2001(cosin)44ikxiimpekxbac 0.19308os(.1930)sin(.0193).9e236nm050.139648rauyn 大连交通大学本科毕业设计（论文） - 22 - 5.3 轨道强度检算 1计算 md、y d和 rd ss4电力机车、运行速度 v=96km/h 时，有 检算钢轨 0.6.90.5761v 检算钢轨下沉及轨下基础各部件 .454320 曲线半径 r=2000m，取其未被平衡欠超高最大值为 ，故偏载系数 为75hm.2.750.1h 故有 0(1)236(.5760.1)48263dmna.891429y m0()4().7dr 2.钢轨强度检算 当曲线半径 r=2000m 时，f=1.60,60kg/m 钢轨，垂直磨耗为 6mm 时，截面模量 w1=375cm3，w 2=291cm3，故140861.07.275dgmf mpa2389jdf 制动附加应力取 ；温度附加应力取 ；钢轨允许应力f51tmpa 。据此检算钢轨强度。35spa 轨底： ，满足要求。17.02532.0gdtf s 轨头： ，满足要求。3881jjtf a 3.轨枕检算 （1）轨下断面正弯矩检算 满足要 2 261 501().065918.7()07.435898ggsd gbamkr knmme a 求。 （2）中间断面负弯矩检算 大连交通大学本科毕业设计（论文） - 23 - 213482()cs dlealmkrl2 650950912501. 65918.703) 6.4gknma 满足要求。 4.道床顶面压应力检算 65918.7.603242dz zprmpabe 满足要求。 5.路基基床表面压应力检算175cotcot3196.42phm180e 现有道床厚度 h=450mm， ，故有12h659.7.892tan4tan3dld lrmpaeh 满足要求。 6.计算汇总 根据以上计算结果，轨道各部件应力或弯矩都未超过标准允许值，轨道强度合格， 结果汇总见下表。 钢轨应力（mpa） 轨枕检算断面弯矩 （kn*m）检算项 目 gjm g mc 道床顶面 压力 ()zdpa 机床表面 应力 ()ldm 计算值 232.02 281.38 7.4375 -6.2412 0.3264 0.089 允许值 352 352 13.3 10.5 0.5 0.15 第 6 章 工程投资计算 工程投资计算包括：土石方工程费、桥梁工程费、隧道工程费等。 6.1 土石方工程费计算：11jnfpv 式中 第 j 段路堤货路堑的土石方数 ；j 3()m 大连交通大学本科毕业设计（论文） - 24 - 不同级别土壤和不同地段的土石方工程单价（元） ；1jp n路堤和路堑的总数。 本设计为简化计算，不考虑土石方调配的影响因素。土石方采用综合单价，按填方、 挖方分别给出： 31=6p挖 方 元 /m0填 方 元 所以土石方费用为： 1153079.8620735.24.1fv填 方 填 方挖 方 挖 方万 元 6.2 桥梁工程费计算： ( )(dzxqdqzqxfflplp万 元 式中 大桥、中桥和小桥的总延米数，按实际线路计算；,qdzxl 大桥、中桥和小桥的延米造价（万米/延米） ； ，p 1.957qd ， 。1.85z1.8x 所以 (30743.271.9.)15762.f万 元 6.3 隧道工程费用计算： flp 式中 l隧道总延米数，按线路实际长度计算； p隧道延米单价，本设计取 5.2 万元/延米。 所以 950.8249.f万 元 综上所述，工程总造价为 13713.5 万元。 大连交通大学本科毕业设计（论文） - 25 - 第 7 章 研究年度客货运量预测 7.1 货运量预测 7.1.1 预测方法及依据 1) 预测方法 根据本线货流构成特点，深入分析影响本线货运量变化的相关因素。运用产运销平 衡的方法，预测研究区域煤炭、金属矿石等大宗运量及流向；采取定性与定量分析相 结合的方法，对口岸站进出口运量进行研究；采用相关数学方法，对其它运量及流向 进行分析预测，根据研究区域相关线路功能与分工，预测本线货运量。 2) 预测的依据 沿线社会经济和交通统计及规划资料； 历年全路及沈阳铁路局统计资料汇编； 沿线地区工业现状及发展规划资料、振兴东北老工业基地和铁路跨越式发展规划相 关资料； 沿线各地市社会经济、城镇体系和城市规划资料； 相关项目设计成果。 7.1.2 地方运量 1) 主要品名货运量分析 本项目位于抚松县漫江镇境内，吸引范围主要经济据点为漫江镇，该地区矿泉水 资源十分丰富，主要以开发矿泉水产品为主。 漫江镇位于长白山西麓，森林环绕，有着得天独厚的资源，矿泉水资源十分丰富， 探明的矿泉水日出水量可达 3 万多吨，允许开采量为 1.5104tm3/d。经过国家、省地矿 部门检测和化验，该矿泉水含偏硅酸为 63.18mg/l，矿化度 455.77517.43mg/l ，为偏 硅酸、锶型，属天然优质含锗矿泉水，这一类型的矿泉水在国外需求较大，具有较大 大连交通大学本科毕业设计（论文） - 26 - 的开发价值。长白山天然矿泉水堪称为世界极品水。 抚松县漫江镇境内现有水源保护亚区 1 个，该水源保护亚区东起长白山自然保护 区边界，南到漫江，西至三江泉西，北抵老岭林场以北。地理坐标东经 127 3722 1274644，北纬 415115415525 ，面积 55.88km2，其中一级保护区 0.64km2，二级保护区 26.16km2，准保护区 29.08km2，区内有锦江矿泉、锦江 2 号泉、 老岭泉等 6 处水源地，泉群总流量 3.78104tm3/d。 根据抚松县国民经济和社会发展第十一个五年规划以及远景规划 ，在长松村 西侧、302 省道以北区域内建设抚松县锦江泉矿泉水开发项目，抚松百璟长白山天池饮 品实业有限公司年产 40 万吨矿泉水项目，于 2009 年 12 月 18 日筹备建设。项目总投 资 13 亿元，建设用地面积 19.86 公顷，总建设规模为年产矿泉水 200104t。分两期完 成，一期投资项目总投资 2.83 亿万元，厂区占地面积 9.96104m2，建筑占地面积 5.31104m2，建设 2 套现代化矿泉水灌装线和 2 套水处理生产线，建成达产后年产矿泉 水 40104t。该项目将于 2011 年 5 月建成投产，建成后矿泉水主要经丹东港和大连港 出口中东地区，预计矿泉水的铁路运量近、远期分别为 80104t 和 120104t。 2) 主要站货物发到运量 本线建成后，新设货运站 1 座，即漫江站。 漫江站 漫江站坐落在抚松县漫江镇，主要运量为抚松县锦江泉矿泉水和一些地方民用物资。 预测近、远期通过本线分别发送货物 80104t，120 104t。到达运量主要为地方民 用物资，近远期分别为 5104t、810 4t。 表 2-1 漫江站运量预测表 单位：10 4t 2025 年 2035 年 车站 发送 到达 合计 发送 到达 合计 漫江 80 5 85 120 8 128 3) “大其它 ”运量 随着我国经济的发展，运输市场的进一步完善、区域经济结构的变化、铁路网的 快速增长以及国家振兴东北老工业基地的发展战略的深入，必将使区域内与其它区域 间的货物交流更加频繁，区域内外之间的货物交流将有较大幅度增长。 预测本线相关“大其它”运量近期上行为 93104t，下行为 95104t；远期上行 为 135104t，下行为 138104t。 大连交通大学本科毕业设计（论文） - 27 - 7.2 客运量预测 7.2.1 预测方法及依据 1) 预测方法 以通道吸引范围内基年全社会客运 od 为基础，综合考虑路网结构、客流特点等因 素，在分析影响区域全社会及铁路客运需求走势和主要影响因素的基础上，采用“四 阶段”预测方法预测通道客运量，以通道总客运量为基础，客流生成采用弹性系数、 出行率和增长率法，od 分布采用 fratar 法，方式划分（转移）采用基于广义费用 的 logit 竞争模型，诱发运量采用重力模型。 2) 预测依据 沿线主要公路客运站汽车班次调查资料； 沿线地方交通统计及规划资料； 长白山旅游业现状资料及发展规划资料； 沿线地方社会经济、城镇体系和城市规划资料； 客流特点、主要流向及发展趋势的分析 7.2.2 客