钟华贤毕业论文

1、广西交通职业技术学院毕业设计（论文）摘要嘉南线铁路是太焦铁路与侯月铁路的连接线，西起侯月铁路嘉峰站，东接太焦铁路南陈铺站，是一条新建铁路，简称嘉南铁路。对完善铁路路网布局，促进沿线煤化工产业的发展和晋东能源基地的开发具有重要作用。近几年随着国家经济的飞速发展，铁路客货运量也逐年大幅度地增长，太焦铁路与侯月铁路各自的通过能力已不能满足发展的需要，在国家的大力支持下，铁道部门提出了新建计划，将两铁路线连接起来。本设计是以嘉南线的一段西木至东木11.370公里为设计对象。通过对西木站至东木站沿线平纵面的勘测和相关资料的调查、处理，基于基本的设计原理，合理的设计方法，综合考虑各方面的影响因素，最后提出

2、新建设计方案。在平面设计中以渐伸线原理为基础，采用偏角法，利用Excel进行拨距计算，为了使平面设计更加合理，本设计中就曲线要素的优选进行了程序的编制。同时，全面考虑影响纵断面设计的因素，利用Excel对纵断面进行设计计算，使用AutoCAD绘制放大纵断面图，实现纵断面平顺合理的设计要求。关键词：铁路新线设计；平纵断面；横断面；纬地；涵洞及挡土墙第一章 铁路线路设计概述第一节 选题的意义铁路选线设计是土木工程、交通运输等专业的一门实践性课程；主要训练学生综合运用所学基础知识的能力，培养学生用定性分析方法对问题进行综合分析和评价。本设计是对 “平面设计、纵断面设计、横断面设计、土石方计算、经济比

3、较”等知识的拓宽与综合应用。通过毕业设计使学生在巩固所学线路选择、平纵面设计和方案经济比较的基本方法，熟悉并运用铁路线路设计规范，从而加深对所学内容的理解，提高综合分析和解决问题的能力，为毕业后从事设计施工或继续深造奠定基础。铁路运输是实际中应用非常广泛的一种运输方式，具有运输量大、运输费用较低、车路一体、路权专用、行车平稳、资本密集的特点，有很强的适应性，因此，掌握铁路线路的设计方法对于土木工程专业的学生来说具有重要意义。本次设计的地形两端较陡中间较缓，并且河流、山岭、农田、塘比较多。出发站西木站与终点站东木站的地形复杂，坡度较陡。而且在设计线路所经过的地段需穿过一些公路、房屋、河流等建筑。

4、在设计过程中我尽量沿山脚走尽量避免经过农田和房屋，但本次设计困难地段还是在终点站这一段，这里通过高山后直接进入高程较低的地段，落差较大，所以必须仔细考虑后才能定线。第二章 铁路技术指标及通过能力第一节 铁路设计基本条件一、技术标准（一）丘陵地段选线，地形图比例尺1：2000.（二）设计线标准为级单线铁路，列车的设计速度120km/h。（三）始点A（XX车站中心），设计标高见分组名单，里程K0+000。终点B（XX车站中心）。A车站为会让站，B车站为中间站，不考虑区段站布置，车站是否设置货物抛物线自定，站场位置，坡度及标高自定。（四）远期客货运量：10Mt/a。货运波动系数=1.15，通过能力储

5、备系数=0.2；（五）客车 10 对/d； 其中：客 车：8对/天 零 担：1对/天 摘 挂：4对/天 快 货：4对/天（六）主要技术标准拟定：正线数目：I级单线铁路单线；牵引种类：内燃；限制坡度：13；闭塞方式：站间自动闭塞；到发线有效长度：750m；机车类型：DF4b；最小曲线半径：600米；钢轨类型：型；货车车辆：滚动式。（七）车辆组成 每辆货车平均数据为：每辆货车平均数据为：货车自重（gz)22.133t，总量（g）78.998t，净载量（gj）56.865t，车辆长度13.914m，净载系数0.720，每米延米质量（gm）5.677t/m，守车质量16t，守车长度8.8m。（8） 制

6、动装置资料空气制动换算制动率0.26；（九）车站通过速度：V=45km/h。第二节 牵引力计算一、牵引质量计算 用均衡速度法计算牵引重量：列车在任何一个区间运行，总会遇到一些长短不等。坡度不一的坡道。在所有的坡道内，总有一个是最难通过的，而列车的最大牵引质量往往是被这个最难通过的上坡道限制的。如果该坡道具备计算坡道的特征，就可以用均衡速度法计算牵引质量 选定计算坡道为13且对于DF4b型电力机车，查表得则： 二、牵引质量的检查根据机车在限制坡道上计算出牵引质量之后，尚应检查牵引质量是否满足下列条件。（一）启动检算列车启动时，启动阻力较大，故应检算按限制坡度所求牵引质量是否能在车站启动。因G=6

7、596tG=1881t,故列车能启动。车站到发线有效长度检算查表得：，则所以，牵引质量不受到发线有效长度限制三、确定牵引辆数（一）货物列车牵引辆数n（二）货物列车牵引净载Gj （三）货物列车长度L1 第三节 铁路能力计算一、通过能力计算二、输送能力计算机型 参数计算速度v(km/h)计算牵引力Fj(KN)起动牵引力Fq(kN)机车质量P、Pu(t)构造速度Vg(km/h)计算速度Lj(m)DF4b (货）21.8313.0442.213812021.1 表1 电力、内燃机车主要数据表表2 机车及车辆的基本阻力计算公式类别型号计算公式（N/t) 机车内燃DF4b车辆货车重车（滚动轴承） 表3 铁

8、路设计中采用的每辆货车平均指标标记质量装载利用率()净载质量 车辆质量长度(m)总质量净载质量系数 每延长米质量q(t/m)59.8589556.86522.13313.91478.9980.7205.677表4 车站作业间隔时分闭塞方式电气路签5634半自动闭塞4623自动闭塞3512自动闭塞配合调度集中350.51.0区间线路闭塞方式旅客列车快运客车零担摘挂列车摘挂列车备注单线自动1.0 1.0 1.52.01.31.5追踪系数为0.5半自动1.11.31.21.52.01.31.5 双线自动I=102.02.32.0 3.04.02.03.0NZ>3时，取相应低值I=82.32.5

9、2.33.54.52.53.5半自动1.31.51.42.03.01.52.0表5 列车扣除系数第三章 铁路线路平面设计第一节 概述线路的空间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，表示线路平面位置。各设计阶段编制的线路平面图是线路设计的基本文件。各设计阶段的定线要求不一样，平面图的详细程度也各有区别，绘制时应遵循铁路行业制定的线路标准图示。简明平面图中，等高线表示地形和地貌特征，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、曲线半径R等）、车站和桥隧特征等资料。线路平面设计必须满足以下三方面的基本要求：（一）必须保证行车安全和平顺。主要指

10、：不脱钩、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）规定的技术标准中，设计要遵循线规规定。（二）应力争节约资金。既要力争减少工程数量、降低工程造价；又要考虑为施工、运营、维修提供有利条件，节约运营支出。从降低工程造价考虑，线路最好顺地面爬行，但因起伏弯曲太大，给运营造成困难，导致运营支出增大；从节约运营支出考虑，线路最好又平又直，但势必要增大工程数量，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。（三）既要满足各类连珠无的技术要求，还要保证它们协调配合、总体布置合理

11、。铁路上要修建桥涵、车站、隧道、路基、道口和支挡、防护等大量建筑物，线路平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。因此，设计时不仅要考虑各类建筑物的技术要求，还要从总体上保证这些建筑物相互协调、布置合理。第二节 铁路线路基本走向选定原则 铁路定线是在地形图或地面上选定线路的方向，确定线路的空间位置，并布置各种建筑物，是铁路勘测设计中决定全局的重要工作。选择定线方案时，必须进行充分的可行性研究，深入调查沿线地区的政治、经济、国防等的特征；矿藏资源分布及其开发条件；沿线地形、地质、水文、气象、地震等自然条件，做好与水利、公路、航运、管道等运输方式的配合，采用逐

12、步接近的方法，即先粗后细，先整体后局部，“由面到线，由线到点”的方法进行，以取得最合理的定线方案。 铁路定线的第一步就是选定线路的基本走向。在设计线起终点间，因城市位置、资源分布、工农业布局和自然条件等具体情况的不同，常有若干可供选择的线路走向。从A地到B地线路走向是从西向东期间要跨域山谷、河流等地形，穿过4个村落。线路基本方案选定时，应考虑一下因素的影响。影响线路走向的因素主要有以下几点： （一）设计线的意义及行经地区其他建设的配合。干线铁路的走向应力求顺直，以缩短直通客货运输距离和时间。地方意义的铁路，则易于靠近城镇和矿区，以满足当地客货运输的需求。走向的选择还应与路网规划及行经地区其他建

13、设项目协调配合。要根据客货流向选好接轨站，力争减少折角运输。要有利于规划的干线或支线引入。要考虑与其他地方交通体系的合理衔接，并应满足国防要求。 （二）设计线的经济效益和运量要求。选择线路的走向应尽可能为更多的工矿基地和经济中心服务，即加速地区国民经济的发展，又使铁路扩大运量，增加运营收入，争取较高的经济收益。 （三）自然条件。地形、地质、水文、气象等自然条件决定线路的工程难易程度和运营质量，对线路走向有直接的影响。对于严重不良的地质条件、缺水地区、高烈度地震区以及高达山岭、困难峡谷等自然障碍，选线时宜考虑避绕。 （四）设计线主要技术指标和施工条件。设计线的主要技术标准在一定程度上影响线路的走

14、向，同样的运输任务，采用大功率的机车，则可以采用较大的最大坡度值，是线路有可能更靠近短直方向。第三节 铁路定线方法及步骤一、定线方法（一）选择线路原则方向：认识地形，根据地形图等高线，按平面图上已给的车站位置找出线路的大致方向，判断出山头、垭口、分水岭、山谷、山咀、河流村庄等。依据等高线掌握地形起伏程度，确定地面坡度。（二）选出线路可能的原则方案：用直线联接起终点及据点、控制点的大地线称为航空线。在航空线附近找出线路可能行经的垭口、桥位、村镇等，用折线相连则得出线路的原则方向，在同一起迄点之间可能有不同的方案。（三）在各原方向上计算出缓坡地段和紧坡地段。（四）经过初步比选（如折线长度、沿线地形

15、、地质条件、高差大小、紧坡与缓坡地段的概略长度等）选择一个比较好的方案作为下一步定线的基础。二、 定线步骤（一）根据概略定线所选定的线路基本方向，从A站中心开始，沿选定的站坪方向，量出半个站坪长度（根据到发线有效长度查有货物线中间站），从站坪末端开始用直尺（三角板）和曲线板进行试定线。（二）对紧坡地段和缓坡地段要用相应的定线原则进行定线，如紧坡地段需要展线时，要注意对展线方法的研究。（三）定线时一面定平面，一面概略点绘相应的纵断面。大约定出34公里进行一次大致坡度设计，若填挖量太大，不合要求，则进行修改。修改时特别要注意，对紧坡地段主要是改变平面位置，而缓坡地段除改变平面位置外还要与改善坡度相

16、结合，直到符合要求，再进行下一阶段的工作。要坚持分段设计、多次反复、逐步逼近的原则。可借鉴书上关于线路为减少填挖量而修改平面所采取的方法。（四）每一段经反复修改，认为完全合理后，即可绘制线路平面和设计线路纵断面图。三、绘制方法a.在平面图上点出线路里程与百米标，中间地形突出变化点应设加标。 用量角器量得曲线转角，选用曲线半径和选择缓和曲线长度。 计算曲线长度和切线长度，并将曲线要素标注在曲线内侧。在平面上注明ZH、HZ、ZY、YZ点里程（注在曲线内侧）。b.纵断面图比例尺，本设计横向采用1：25000，纵向采用1：500。 百米标及加标的地面标高在平面上根据等高线估出（取0.5米整数），并填入

17、“地面标高”栏内，并按规定比例尺绘出地面线。 将设计好的坡度和路肩标高填入相应的“设计坡度”和“路肩设计标高”栏中。 根据“地面标高”和“设计标高”计算出的填方高度和挖方高度分别标注在“设计坡度线”的上方和下方。 变坡点处，i>3或4时应设竖曲线，竖曲线应考虑设置的一些要求和规定。c.定线接近终点时，布置下一个车站或者下一段线路。第四节 紧坡地段的定线方法和原则沿线路方向的地面自然坡度接近或大于设计线的限制坡度，加力牵引坡度的地段称为紧坡地段。一、紧坡地段定线要点 紧坡地段通常应用足最大坡度定线，以便争取高度。当线路遇到巨大高程障碍（跨分水岭）时，为使线路达到预定高度，需要用足最大坡度结

18、合地形发展线路，称为展线。在展线地段定线时，应注意结合地形、地质等自然条件，在坡度设计适当留有余地。展线地段若无特殊原因，一般不采用反向坡度，以免增大为克服高度引起的线路不必要的展长，同时增加运营支出。定线时，一般应从困难地段向平易地段引线。因为垭口附近地形困难，展线难度较大，故从预定的越岭隧道洞口开始向下引线较为合适。个别情况下，当受山脚的控制点（如高桥）控制时，也可由山脚向垭口定线。二、展线方式为克服巨大高差需要迂回展线时，应根据需要展长线路长度，结合地形和地质等条件，用直线和曲线组合成各种形式。如套线、灯泡线、螺旋线等来展长线路。三、导向线定线法在紧坡地段，线路的概略位置与局部走向，可借

19、助于导向线来拟定。导向线就是既用足最大坡度，又在导向线与等高线交点处填挖为零的一条折线。因此，它是用足最大坡度而又适合地形、填挖最小的线路概略平面（如图1所示）。导向线是利用两脚规在小比例尺地形图上定出来的，其定线步骤如下：（1）根据地形图上等高距h（m），计算出线路上升h需要的引线距离定线布距（km），即 (km) 式中，为定线坡度；()。i为曲线和隧道坡度折减的平均值，视地形、地质困难情况可取。（2）参照规划的纵断面，在地形图上选择合适的车站位置，从紧坡地段的车站中心开始，向前进方向绘出半个站坪长度,作为导向线的起点（或由预定的其它控制点开始）。（3）按地形图比例尺，取两脚规开度为l，将两

20、脚规的一只脚，定在起点或附近地面高程与设计路肩高程相近的等高线上，再用另一脚截取相邻的等高线。如此依次前进，在等高线上上截取很多点，将这些点连成折线，即为导向线。在同一起讫点间，有时可定出若干条导向线，应取较接近直线的那个。图1四、定线注意事项（1）平面设计要符合线规的有关规定，并力争为运营创造良好的条件。（2）站坪外第一个曲线应保证竖曲线和缓和曲线均不侵入站坪，且保证车站两端的平面缓和曲线与纵断面的竖曲线不重合（如图2所示）。图2（3）曲线毗邻地段，应保证必要的夹直线长度，纸上定线时，仅绘出圆曲线，相邻圆曲线端点（YZ、ZY）间直线段距离应满足：夹直线长度不够时，应修改线路平面。首先考虑减少

21、曲线半径或选用较短的缓和曲线长度；其次可考虑改移夹直线的位置，以延长两转点之间的直线长度和减少曲线偏角。（4）竖曲线和缓和曲线不应重叠。为了保证竖曲线不与平面缓和曲线重叠，进行纵断面设计时，边坡点离开缓和曲线起终点的距离不应小于竖曲线的切线长度。（5）注意正确进行最大坡度折减，不允许出现超限坡度。根据要求，区间限制坡度为12，在定线时不允许出现超此限制坡度的情况。（6）线路跨越河流时，要力争线路与河流正交。铁山河自南向北，线路要尽力自西向东，才能与河流正交。（7）沿河谷定线时，不应将线路定在河谷中心；线路跨越河谷时，斜交角度不应太小，以免加长桥涵长度。（8）确定隧道洞口位置时，应贯彻“早进洞、

22、晚出洞”的原则。洞口不宜设在沟心，应尽可能将洞口线路选在沟谷一侧与等高线正交处。洞口挖方高度不宜太大，应尽可能控制在1214m范围内，洞顶最高处应有足够的覆盖厚度，本设计控制在2530m。在朱家庄南侧附近可能需要修建隧道，在设计时要遵循以上原则进行设计。（9）坡段长度应取50m的整数倍：紧迫地段设计坡度取0.1的整数倍；缓坡地段的设计坡度取0.5的整数倍。（10）当比较方案和基本方案末端连接处的里程不同时，以基本方案为准，比较方案在连接点采用断链予以特备标注。五、定线原则（1）紧坡地段通常用足最大坡度，使线路不致过多展长，但也要适当留有余地。为了避免不必要的高程损失，一般不允许出现反向坡度。线

23、路一般从困难向平易地段引线，因本设计坡度较缓，可以向下垭口引线。（2）车站位置不应偏离线路的短直方向。车站应在凹形纵断面上。车站分布是与正线数目、限制坡度、牵引种类、机车类型、牵引质量、机车交路、比塞方式、到发线有效长度等各项技术标准密切相关的综合性指标，在设计中应根据设计要求的年输送能力和确定的铁路等级，通过各项技术标准的综合比选来确定。第五节 缓坡地段定线 在缓坡地段，地形平易，定线时可以航空线为主导方向，既要力争线路顺直，又要节省工程投资。为此，应注意以下几点：（一）为了绕避障碍而使线路偏离短直方向时，必须尽早绕避前方障碍，力求减小偏角。（二）线路绕避山嘴、跨越沟谷或其他障碍时，必须使曲

24、线交点正对主要障碍物，使障碍物曲线的内侧并使其偏角最小。（三）设置曲线必须是确有障碍存在。曲线半径应结合地形尽量采用大半径。在缓坡地段线路展长的程度，取决于线路的意义、运量大小、地形、地质条件、路网作用等因素展线时，应力求顺直。一般的展线系数：平原地区约为1.1，丘陵地区1.21.3。（四）坡段长度最好不小于列车长度，应尽量采用下坡无需制动的坡度无害坡度。（五）力争减少总的拔起高度，但绕避高程障碍而导致线路延长时，则应认真比选。（六）车站的设置应不偏离线路的短直方向，并争取把车站设在凸形地段。地形应平坦开阔，以减少工程量。第六节 自然条件下的定线原则一、平原、丘陵地区平原地区地区地形平坦，丘陵

25、地区相对高差不大，一般工农业都比较发达，村镇密集，占地及拆迁问题比较突出，地质条件比较简单，但河流分布较广，水文条件可能复杂。因此，在平原、丘陵地区定线，应着重注意解决好下列问题。（一）线路尽量顺直平原、丘陵地区定线，一般不受高程障碍控制，应循航空线定线，绕避障碍物及设置曲线，必须有充分理由。在不致引起工程量显著增加的前提下，尽量采用较小偏角、较大半径，以便缩短线路并取得较好的运营条件。（二）正确处理铁路与行经地区的关系1.平原、丘陵地区城镇密布，工业发达，城镇内外的道路、沟渠、电力线路等纵横交错。选定线路位置时，应尽量减少拆迁和占地；在地形有利时铁路宜靠近山坡，并应尽可能减少对现有道路、沟渠

26、、电力及通讯线路和管道系统的改移。2.车站分布应结合城镇规划，既要方便地方客货运输，也要充分发挥铁路运营效率，设站不应过密，也不宜为靠近城镇而过分迂回线路。3.为方便沿线交通确保行车安全，要认真布置好沿线的道口和立交桥涵，并以交通量为依据确定其修建标准。有条件时，可加大排洪桥涵孔径，并修建路面兼作立交桥涵使用。（三）注意适应水文条件的要求平原和低缓丘陵地区易受洪水泛滥的危害，设计高程应执行规范规定，跨河桥梁孔径不宜压缩，路基应有足够的高度，并做好导流建筑物与路基防护工程。二、山岭地区当线路需要从某一水系（河谷）转入另一水系（河谷）时，必须穿越分水岭。越岭地区高程障碍大，一般需要展线，地质复杂，

27、工程集中，对线路的走向、主要技术标准（特别是限制坡度和最小曲线半径）、工程数量和运营条件等影响极大。越岭线路通常是沿通向分水岭垭口的河谷用足坡度定线，并以隧道（地形有利时用路堑）越过垭口，再沿分水岭另一侧的河谷向下游定线。越岭线路应解决的主要问题为越岭垭口选择、越岭高程选择和越岭引线定线三个问题。（一）越岭线垭口选择垭口是越岭线路的控制点，一般宜选择下列越岭垭口：高程较低、靠近线路短直方向；山体较薄的垭口；地质条件较好的垭口；引线条件较好的垭口。（二）越岭高程选择越岭垭口一般都用隧道通过，越岭高程选择，就是越岭隧道高程与隧道长度的选择。高程愈高隧道愈短，但两端引线愈长。对于工程而言，理想的越岭

28、高程应使引线和隧道总的建筑费用最小；就运营而言，越岭高程愈低、引线愈短愈有利。越岭隧道的合理高程与长度的选择，除取决于垭口的高程、地面自然坡度、地质条件外，还与设计线的运量、限制坡度（或加力坡度）以及隧道施工技术水平有关。设计线的运量大、限坡小时，宜采用高程低的长隧道方案。（三）越岭引线定线越岭引线定线时，首先应结合地形条件选择合理的最大坡度（限制坡度或加力坡度）；其次，为了能控制合理的展线长度，应从垭口往两侧（从高出往低处）定线，以避免展线不足或过长，在上游应尽量利用支沟侧谷合理展线，使线路尽早降入主河沟的开阔台地；再次，垭口附近地形尤为困难，在有充分依据时，引线可合理选用符合全线标准的最小

29、曲线半径。三、河谷地区沿河而行的路线称为河谷线。在路网中，河谷线路占有比较大的比重。沿河谷定线具有下列优点：河谷纵坡为单向坡，可避免线路出现逆坡，且可利用支流侧谷展线；多数城镇位于河谷阶地，在阶地设站，可更好地为地方服务。沿河谷定线要着重解决好以下三个问题。（一）河谷选择在大面积选线时，优先考虑接近线路短直方向的越岭垭口和垭口两侧的河谷。尽量利用与线路走向基本一致的河谷。在选择河谷时，还要注意寻找两岸开阔、地质条件较好、纵坡及岸坡较平缓的河谷。（二）岸侧选择河流两岸的地质条件常为岸侧选择的决定因素，沿河线路如遇不良地质，应通过跨河绕避与整治措施的比较确定岸侧。在山区河谷中，如山体为单斜构造，应

30、注意岩层的倾向。如图3所示，虽然左岸地面横坡较缓，但因岩层倾向河谷，容易产生倾层滑坡，反不如将线路设在横坡较陡，山体稳固的右岸为好。局部不良地质（如滑坡、崩坍、岩堆等）地段，影响岸侧选择，应进行综合整治、隧道绕避或跨河绕避等方案比较确定。图3 单斜体定线方案当河谷两岸地质条件较好或差异不大时，线路应选在地形平坦、支沟较少和不受水流冲刷一岸的台地上（如图4所示）。当需要展线时，应选择在支沟较开阔，利于展线的一岸。为了使铁路便于为地方服务，一般应选择在居民点和工矿企业较多、经济较发达的一岸，但可能导致大量民房拆迁和妨碍城镇发展等，定线时应根据具体情况，征求地方意见，慎重取舍。图4 台地定线方案（三

31、）线路位置的选择河谷较开阔，横坡较缓且地质良好时，理想的线路位置为不受洪水冲刷的阶地（如图4所示）。当河谷狭窄，横坡较陡，且地质不良时，线路应由避开山坡与外移建桥的方案进行比选；当河谷十分弯曲时，可根据山嘴或河湾的实际情况，采取沿河绕行或取直方案。图5 弯曲河流地段定线例如图5，有沿河绕行、建桥跨河及改移河道三种方案。沿河绕行方案，线路迂回较长。岸坡一般陡峭，水流冲刷严重，路基防护工程大，线路安全条件差；跨河建桥方案比较顺直，线路短，安全条件好，但两座桥的工程量较大；改河方案也可使线路短直，但改变了天然河槽，仅在地形条件好，能控制洪水流向，且土石方工程量不太大时才有利。方案的取舍应通过技术经济

32、比较确定。（四）沿河而行的路线称为河谷线。在路网中，河谷线有较大的比重。沿河谷定线具有下列优点： 1.河谷纵坡为单向坡，可避免线路出现逆破，且可利用支流测谷展线。 2.多数城镇位于河谷阶地，在阶地设站，可更好的为地方服务。 3.多数河谷具有开阔地段，铁路通过阶地，可更好的为地方服务；即可提高铁路的效益，又方便了铁路员工的物质、文化生活。 河谷两岸条件常有差别，应结合地形、地质、水文、农田及城镇的分部情况，选择有利岸侧定线。但有利的岸侧，不会始终局限于一岸，应注意选择有利的地点跨河改变岸侧。 河谷线定线，线路位置往往差异几十米甚至几米，就会对铁路的安全和工程量带来很大影响。线路合理位置的选择，可

33、分三种情况加以分析研究： 1.河谷较开阔，横坡较缓且地质良好时，理想的线路位置为不受洪水冲刷的阶地。 2.河谷狭窄，横坡较陡，且地质不良时，线路应由避开山坡与外移建桥的方案进行比选。 3.河谷十分弯曲时，可根据山咀或河谷的实际情况，采取沿河绕行或取直方案。第七节 桥涵隧道的定线问题一、桥梁地段 桥梁地段的定线，主要是解决好桥位选择与引线设计两个问题。 桥梁选择所考虑的主要因素，可归纳为水文和地貌条件有利、工程地质条件较好以及满足定线的一般要求三个方面。桥梁附近的路基设计高程应满足路肩设计高程大于等于梁底设计高程、梁底至轨底高程及轨底至路肩高度之和。 大跨、高墩桥梁施工技术的进展，有利于在地形、

34、地质复杂地区选择较理想的桥位。如峡谷地区山高谷深，采用大跨度桥梁可避免高墩和不良地质，而大跨度高桥的采用，还可减少展线长度。 在桥隧毗邻之地，线路平、纵断面设计应与桥式方案选择综合考虑，如采用架桥机架设桥梁时，线路平纵断面设计和隧道洞门的位置应考虑架桥机架梁是施工的安全与便利。决定设计高程时，除应满足桥下净空的要求外，还应注意隧道施工弃渣的影响。二、隧道地段 铁路选线中，采用隧道是客服高差障碍、降低越岭高程、缩短线路长度和避绕不良地质的重要措施。合理设置隧道，是提高选线设计质量的重要环节。线路翻越分水岭，在垭口修建隧道，即越岭隧道；沿河傍山定线，或要求裁弯取直或避绕不良地质而修建隧道。 隧道的

35、位置选择应注意以下问题：（一）埋藏较浅时，线路宜向内移动，以避免隧道 偏压过大。（二） 应避开岩堆、滑坡等不良地质以及河岸冲刷、水库坍岸范围。（三）可结合当地的地形、地质情况和工程大小，进行裁弯取直的长隧道方案和沿河绕行方案的比较。（四）地形曲折，地质复杂时，河谷线常出现隧道群。在决定线路平面位置与高程时，要充分注意隧道施工期间的弃渣、排水和便道运输之间的相互干扰，并尽量减少对现有的水利、道路等设施的影响。 洞口是隧道的薄弱环节，洞口工程处理不当，易生危害，危机行车安全。隧道地段定线应充分考虑下列因素，通过技术经济比较，认真选择洞口位置。（一）选择洞口位置宜贯彻“早进洞，晚出洞”的原

36、则；避免片面追求缩短隧道长度，忽略洞口边坡的稳定的做法。不宜用深路堑压缩隧道长度，以免洞口边坡、仰坡开挖过高。在一般情况下，边坡、仰坡开挖高度不宜超过1520m,围岩较差时不宜超过1015m，围岩较好时也不宜超过2025m。 （二）洞口应尽可能设在山体稳定、地质条件较好之处，以保证洞口安全；否则应修建挡护工程或延伸洞口，增建明洞。 （三）洞口宜设在线路与等高线正交或接近正交处；如采用斜交，则要修建斜交式洞门或修建明洞。三、涵洞地段 涵洞是位于路堤土内孔径不大于6.0m的排洪、灌溉或交通用的建筑物。涵洞的数量很多，每公里约13座。在定线中，要解决好涵洞的分布、类型选择和路堤高度等问题。 涵洞的分

37、布一般应根据现场勘查来确定，尤其是影响农田灌溉和人畜交通的涵渠，必须与当地政府部门协商确定。凡线路跨越的水沟，一般都应设置涵洞或小桥。 流量较小时，应用钢筋混凝土圆形涵洞；流量较大时，宜用石砌或混凝土拱形涵洞。流量较大而路堤高度较低时，可采用盖板箱涵，或双孔、多孔涵洞；如仍不能满足流量要求时，宜采用小桥。 分布涵洞时，应力争不改变或少改变现有的灌溉系统，以免影响涵洞的出水口高程与当地农田水利部门商榷。排洪涵洞还应考虑涵前积水不至于淹没上游村庄和农田。交通涵洞应尽力满足当地交通要求。第八节 直线与曲线一、直线设计线路平面时，在选定直线位置时，要根据地形、地物条件使直线与曲线相互协调，线路所处位置

38、最为合理。设计线路平面，应力争设置较长直线段，减少交点个数，以缩短线路长度，改善运营条件。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，同时列车行经曲线要克服的阻力功增大，运营支出相应加大。 图6 同向曲线间夹直线图7 反向曲线间夹直线在地形困难、曲线毗邻地段，两相邻曲线间的直线段，即前一曲线终点与后一曲线起点间的直线，称为夹直线，两相邻曲线，转向相同称为同向曲线，转向相反称为反向曲线。夹直线长度应力争长一些，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

39、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。（2）行车平稳要求。旅客列车从前一曲线通过夹直线进入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化，引起车辆左右摇摆，反向曲线地段更为严重。 另一方面，客车通过夹直线时，要跨过夹直线前后的缓直点和直缓点，车轮与钢轨冲击引起转向架弹簧振动。为保证缓直点和直缓点的振动不叠加，使旅客感觉舒适，夹直线应有足够长度。 表6 两缓和曲线间圆曲线及夹直线的最小长度路段旅客列车设计速度（km/h）16014012010080工程条件一般(m)130110806050困难(m)8070504030夹直线最小长度

40、如上表所示。夹直线最小长度只有在地形条件特别困难时，方可采用。当夹直线长度不够时，应修改线路平面，可首先考虑减小曲线半径或采用较短的缓和曲线长度，其次可考虑改变夹直线的位置，延长两转角间的直线长度或减小转角度数。在曲线毗邻的地段，尽可能不要连续采用最小夹直线。当同向曲线间设置夹直线有困难时，可考虑采用一个较大半径的曲线代替两个同向曲线，反向曲线间可通过旋转公共切线的位置，达到延长两转角间的直线长度的目的二、圆曲线（一）曲线半径的选定1.影响最小曲线半径标准的因素大体可归纳为以下四个方面：a.设计线的运输性质。b.运行安全。c.地形条件。d.经济因素。（二）最小曲线半径标准圆曲线的最小曲线半径主

41、要取决于行车速度和曲线超高。线规规定，最小曲线半径的确定应根据铁路等级、路段设计速度和工程条件比选确定。时速为160Km/h以下的设计线，起最小半径如下表所示：表6 两缓和曲线间圆曲线及夹直线的最小长度路段旅客列车设计速度（km/h）16014012010080线规采用的最小半径一般(m)200016001200800600困难(m)16001200800600500(三)曲线半径选用原则1.因地制宜由大到小的合理选用曲线半径的选用，应在满足最小、最大曲线半径的条件下，因地制宜合理选用。选用的曲线半径，既能满足行车速度和设置建筑物的技术要求，又能适应地形、地质、地物等条件以减少路基、挡墙、桥隧

42、工程量，少占农田，做到技术经济合理。2.结合线路纵断面特点合理选用坡道平缓地段与凹形纵断面底坡地段，行车速度较高，应选配不限制行车速度的较大半径。在长大坡道地段、凸形纵断面的坡顶地段和双方向均需停车的大站两端引线地段，行车速度较低，若地形困难，选用较大的曲线半径引起较大工程时，可选用较小曲线半径3.慎用最小曲线半径为避免过度强调经济性、节约投资，无限地使用最小曲线半径，导致降低旅客舒适度、恶化运营条件，增加线路养护维修工作量，曲线半径的选用应遵循“慎用最小曲线半径”的原则。设计图中有三处曲线，基于定线与地形条件并遵循以上内容，两处曲线半径均定为800m。圆曲线要素计算图8 曲线要素示意图线长1

43、T、曲线长L、圆曲线长Ly和外尺距E由下列公式算出： (m) (m) (m ) (m)式中 内移距（m），；切垂距（m），；缓和曲线角， 。切线长T、曲线长L、圆曲线长Ly和外矢距E的计算结果一般取小数点后两位。三、缓和曲线缓和曲线是设置在直线与圆曲线或不同半径的圆曲线之间的曲率连续变化处的曲线。为使列车安全、平顺、舒适地由直线过渡到圆曲线，在直线与圆曲线之间要设置缓和曲线。缓和曲线的作用是：在缓和曲线范围内，其半径由无限大渐变到圆曲线半径，从而使车辆产生的离心力逐渐增加，有利于行车行稳。在缓和曲线范围内，外轨超高由零递增到圆曲线上的超高值，使向心力逐渐增加，与离心力的增加相配合：当曲线半径小

44、于350m、轨距需要加宽时，在缓和曲线范围内，由标准轨距逐步加宽到圆曲线上加宽量。（一）线形选择缓和曲线的线形，一般根据行车速度选择。根据我国铁路设计多年经验，三次抛物线形缓和曲线具有线形简单，长度短而实用，便于测设和养护维修的优点，也被国外同类铁路广泛采用，故线规规定：我国铁路设计中采用超高为直线顺坡、平面为三次抛物线的缓和曲线线形。对于时速为200Km/h的客货共线的铁路，暂行规定中规定：当采用最小曲线半径及最短缓和曲线长度时，宜采用三次抛物线改善型。（二）缓和曲线长度的选用线路平面设计时，应根据地形，纵断面及相邻曲线，客货列车比例、货车速度、运输要求以及将来发展的可能等条件选用，有条件时

45、宜采用较长的缓和曲线。具体选用原则是：1. 各级铁路中地形简单地段、缓坡地段、旅客列车比例较大路段和将来有较大幅度提高客货列车速度要求的路段应优先选用铁路设计基础表3-2（a）中数值。2. 各级铁路中地形困难。紧坡地段或停车站两端、凸型纵断面坡顶等行行车速度不高的地段以及对行车速度要求不高的地段，可选用“困难”栏数值，或“困难”与“一般”栏之间的10m整数的缓和曲线长度。3. 条件许可时，宜采用表中规定数值长的缓和曲线，如采用表中较高速度挡次下相同半径的缓和曲线长度，可以创造更好的运营条件，为今后线路的提速创遭有利条件，减少线路改造地段。表7(a) 缓和曲线长度表表7（b） 缓和曲线长度表第九

46、节 纬地平面设计步骤本线路的平面设计是采用纬地软件进行的，设计的步骤如下：（1） 点击“项目”“新建项目”，指定项目名称、路径，新建公路路线设计项目。图10（2） 点击“设计”“主线平面设计”（也可交互使用“立交平面设计”），进行路线平面线形设计与调整；直接生成路线平面图，在“主线平面设计”（或“立交平面设计”）对话框中点击“保存”得到*.jd数据和*.pm数据。图113、 点击“表格”“输出直曲转角表”功能生成路线直线、曲线转角表。图124、 进行平面自动分图图13第四章 线路纵断面设计第一节 概述线路的空间是由它的平面和纵断面决定的。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

47、立面图，表示线路起伏情况，其高程是路肩高程。各设计阶段编制的线路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一样，纵断面图的详细程度也各有区别，绘制时应遵循铁路行业制定的线路标准图示。 简明总断面的上半部分为线路纵断面示意图；下半部分为线路基础数据，自上而下顺序标出：线路平面、里程、设计坡度、路肩设计高程、工程地质概况等栏目。第二节 设计原则及注意事项一、设计原则地形条件、特别是地面平均自然坡度的大小，对线路位置和定线方法影响很大。定线时应分两种情况区别对待：（一）采用的最大设计坡度大于地面平均坡度（ 12）地段称为缓坡地段。缓坡地段线路不受高程障碍的限制，这时主要矛盾在平面一方。只要

48、注意避绕平面障碍，按短直方向定线，即可得到合理的线路位置。（二）采用的最大坡度小于或等于地面平均自然坡度（ 12 ）的地段为紧坡地段。紧坡地段线路不仅受平面障碍的影响和限制，更主要的是受到高程障碍的控制，这时主要矛盾在纵断面一方。选线时要根据地形变化情况，选择地面平均自然坡度与最大坡度基本吻合的地面定线，有意识地将线路展长，使其能达到预定的高程。二、注意事项（一）平面设计要符合线规的有关规定，并力争为运营创造良好的条件。（二）竖曲线和缓和曲线不应重叠。为保证竖曲线不与平面缓和曲线重叠，进行纵断面设计时，边坡点离开缓和曲线起终点的距离不应小于竖曲线的切线长度。（三）注意正确进行最大坡度折减，不允

49、许出现超限坡度。根据要求，区间限制坡度为12，在定线时不允许出现超此限制坡度的情况。（四）确定隧道洞口位置时，应贯彻“早进洞、晚出洞”的原则。洞口不宜设在沟心，应尽可能将洞口线路选在沟谷一侧与等高线正交处。洞口挖方高度不宜太大，应尽可能控制在1214m范围内，洞顶最高处应有足够的覆盖厚度，本设计控制在2530m。在朱家庄南侧附近可能需要修建隧道，在设计时要遵循以上原则进行设计。（五）坡段长度应取50m的整数倍：紧迫地段设计坡度取0.1的整数倍；缓坡地段的设计坡度取0.5的整数倍。（六）当比较方案和基本方案末端连接处的里程不同时，以基本方案为准，比较方案在连接点采用断链予以特备标注。第三节 线路

50、的最大坡度、折减及坡段长度一、最大坡度新建铁路的最大坡度是纵断面设计采用的设计坡度最大值。客货共线运行的铁路，线路的设计最大坡度是由货物列车牵引质量决定的，在单机牵引路段称为限制坡度，在两台及以上机车牵引路段称为加力牵引坡度，其中最常用的为双机牵引，称为牵引坡度。客运专线采用大功率、轻型动车组，牵引和制动性能优良，能适应大坡度运行，一般情况下最大坡度不受牵引质量的限制，而根据工程和运营两方面的技术经济条件，确定线路的最大坡度。最大坡度是一项具有全局性意义的铁路主要技术标准，它对设计线的输送能力、工程数量和运营质量具有重要影响，有时甚至决定线路的走向。表8 限制坡度最大值（）铁路等级III地形类

51、别平原丘陵山区平原丘陵山区牵引种类电力6121561520内燃69126915本设计最大限制坡度为12二、最大坡度折减最大度折减方法包括曲线地段的最大坡度折减、小半径曲线黏降折减和隧道地段最大坡度折减。（一）曲线地段的最大坡度折减处于紧坡地段的曲线地段，应考虑最大坡度折减，以保证列车以不低于计算速度运行。曲线地段的设计坡度为：= （）式中 设计线最大坡度值（） 曲线阻力的相应坡度折减值（）曲线最大坡度折减应注意下列问题：1.当设计坡度值和曲线当量坡度值之和不大于最大坡度值时，此设计坡度不用折减。2.既要保证必要的折减值，又不要折减过多，以免损失高度使线路额外展长。3.折减时，涉及的曲线长度系指

52、未加设缓和曲线前的圆曲线长度；涉及的货物列车长度应取近期货物列车长度。4.折减坡度长度应不短于且尽量接近于圆曲线长度，取为50m的整数倍，且不小于200m。通常情况下，所取的坡段长度还不宜于大于货物列车长度。5.折减后求得的设计坡度值，取小数点后一位，第二位数舍去。曲线路段最大坡度折减方法如下：1.两圆曲线间不小于200m的直线段，可设计为一个坡段，不予折减，按最大坡度设计；2.长度不小于货物列车长度的圆曲线，可设计为一个坡段，曲线当量坡度的折减值为： （）3.长度小于货物列车长度的圆曲线，曲线当量坡度的折减值为： （）式中 曲线偏角 圆曲线半径 折减坡段长度；当所取的折减坡段长度大于货物列车

53、长度时，取货物列车长度。4.若连续有一个以上长度小于货物列车长度的圆曲线，期间直线段长度小于200m，可将小于200m的直线段分开，并入两端曲线进行折减。坡度折减值按上式计算，也可以将两三个曲线合并折减，折减坡段长度不宜于大于货物列车长度。曲线当量折减值为：式中 折减范围内的曲线偏角总和（°）5.当一个曲线位于两个坡段上时，每个坡段上分配的曲线偏角度数，应按两个坡段上曲线长度的比例计算：； （二）小半径曲线路段的最大坡度折减采用电力牵引时，位于长大坡道上的小半径曲线路段需要进行曲线黏将折减，此时的设计坡度值为： （）所设计线路暂不用此折减（三）隧道内的最大坡度折减位于长大坡度折减且隧

54、道长度大于400m的路段，最大坡度应进行折减，此时的设计坡度值为：三、坡段长度相邻两坡段的坡度变化点称为边坡点。相邻两边坡点间的水平距离称为坡段长度。从工程数量上看，采用较短的坡段长度可更好地适应地形起伏，减少路基、桥隧等工程数量；但从列车运行的平稳性要求出发，纵断面坡段长度宜设计为较长的坡段。因此，坡段长度的的确定既要满足列车平稳性的要求，又要尽可能地节约工程投资，使两者得到最佳的统一。（一）最短坡段长度最短坡长的限制主要是从列车行驶平稳性的要求考虑的。1.车钩强度限制的最小坡段长度普通客货共线铁路上，列车通过边坡点时，边坡点前后列车运行的阻力不同，车钩间存在游间，将使部分车辆产生局部加速度，影响行车平稳；同时也使车辆间产生冲击作用，增大列车纵向力，坡段长度要保证不致产生断钩事故。坡段长度所决定的车钩应力与列车牵引吨数有直接关系