铁路选线课程设计123.ppt

1、铁路选线课程设计,课程性质、任务与目的,选线课程设计是一门实践性课程，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。 本课程设计是在学过“线路工程概论”中的有关线路设计的基础知识后，对“牵引计算”、“能力计算”、“平纵断面设计”等知识的拓宽与综合应用。 通过本设计，使学生在巩固所学牵引力计算、能力计算、平纵面设计基础知识的同时，进一步掌握纸上定线、牵引计算、能力检算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），从面加深对所学内容的理解，提高综合分析和解决问题的能力。,课程设计内容,（一）课堂学习 1、复习“牵引计算”、“能力计算”、“平纵面

2、设计”等有关内容 2、讲授“铁路定线方法” 3、讲解合力曲线使用方法 4、讲解、分析课程设计作业任务,（二）课程设计作业,1、计算牵引质量、确定牵引定数、列车长度和牵引净重 2、纸上定线 （1）识图 （2）平面设计 （3）纵断面设计 3、检算通过能力和输送能力 （1）计算行车时分（均衡速度法） （2）计算通过能力 （3）检算输送能力,4、主要技术、经济指标,（1）工程费 （2）运营费 （3）技术经济指标表 5、编写说明书 （1）设计任务书 （2）平面设计概述及计算资料 （3）纵断面设计概述及计算资料 （4）通过能力与输送能力检算资料 （5）经济指标计算资料 （6）填写工程技术指标表,设计任务书

3、,（一）出发资料 1、设计线为 级单线铁路，路段设计速度为 100km/h ； 2、地形图比例尺1：25000，等高距5米； 3、始点 向阳镇 车站，中心里程 CK100+000 ，中心设计标高 35.0m ,该站为会让站；终点 东风镇 车站，为中间站，站场位置及标高自行选定； 4、运量资料（重车方向） 货运量 9(或10或11或12）Mt/a ，货运波动系数=1.15，通过能力贮备系数=0.2； 客车 4 对/d；摘挂 1 对/d；零担 2 对/d；快货 1 对/d。 5、限制坡度iX=12 。,设计任务书,6、牵引种类； 近期 电力 ；远期电力； 7、机车类型 DF4B(或SS1或SS3或

4、SS4) ； 8、到发线有效长 650m ； 9、最小曲线半径 700m ； 10、信号联闭设备为半自动闭塞， 11、近期货物列车长度计算确定； 12、车车辆组成： 13、制动装置资料； 14、车站侧向过岔速度允许值为V=45km/h；直向过岔速度取设计速度。,（二）要求完成的任务,1、定出_向阳镇_车站至_东风镇_车站的线路平面图； 2、设计该站间的纵断面图； 3、能力检算； 4、计算工程费和运营费； 5、编写简要说明书； 6、图纸整饰，设计文件组卷装订。,（三）选线课程设计组卷要求,1.文本大小：16K 2.组卷顺序 （1）封面 （2）目录 （3）说明书正文 （4）附件 土石方计算表 线路

5、平面图 线路纵断面图 （5）封底,准备工作,1、阅读铁道工程有关章节； 2、文具用品； 三角板、分规或圆规、量角器； 方格纸一张：75cm35cm； 用硬纸板自制铁路曲线板一套； 以上用品设计前应准备好。,牵引质量及列车资料计算,1.牵引质量计算 按列车在限制上坡道上，以机车计算速度做等速运行为条件,2.起动检算,当Gq=G时，列车可以顺利起动； 当Gq=G时，列车不能起动，应根据具体情况降低牵引质量G或减小站坪设计坡度 3.车站到发线有效长检算,当Gyx=G时，牵引质量不受到发线有效长限制,4.确定牵引定数,根据上列计算，取其中小者作为牵引定数，并舍为10t整倍数。 5.列车长度、牵引净重、

6、列车编挂辆数,货物列车牵引辆数：,货物列车牵引净载：,货物列车长度：,线路走向的选择,(一)线路走向的拟定,定线的基本方法,根据地面平均自然纵坡与定线最大坡度比较，将地形分为紧坡地段和缓坡地段。定线时应区别对待： (1)缓坡地段：采用的最大坡度大于平均自然纵坡(imaxipz)，线路不受高程障碍的限制，这时，主要矛盾在平面一方，只要注意绕避平面障碍，按短直方向定线，即可得到合理的线路位置。 (2)紧坡地段：采用的最大坡度小于或等于平均自然纵坡(imaxipz)，则线路不仅受平面障碍的限制，更主要的是受高程障碍的控制。这时，主要矛盾在纵断面一方，这就需要根据地形变化情况，选择地面平均自然坡度与最

7、大坡度基本吻合的地面定线，有意识地将线路展长，使能达到预定的高程。,一、紧坡地段定线,（一）紧坡地段定线要点 1.用足最大坡度定线，以便争取高度使线路不至额外展长。 2.当线路遇到巨大高程障碍（如跨越分水岭）时，为使线路达到预定高度，应结合地形展长线路，称为展线。 3.应注意结合地形、地质等自然条件，在坡度设计上适当留有余地。 4.一般应从困难地段向平易地段引线。,（二）导向线定线法,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。 在紧坡地段，线路的概略位置与局部走向，可借助于导向线来拟定。 导向线是利用两脚规在

8、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需要引线的距离定线步距l(km）。即：,2参照规划纵断面，在平面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，将两脚规的一只脚，定在起点或附近地面标高与设计路肩标高相近的等高线上，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，如图中虚线为另一导向线，因偏离短直方向较细实线远，线路增长，故可以放弃。,绘制导向

9、线时，应注意以下几点：,(1)导向线应绕避不良地质地段，并使导向线趋向前方的控制点（或车站）。 (2)如果两脚规开度（定线步距）小于等高线平距，表示定线坡度大于局部地面自然坡度，线路不受高程控制，即可根据线路短直方向引线。遇到等高线平距小于的地段，再继续绘制下一地段的导向线。 (3)线路跨越沟谷，需要设置桥涵，故导向线不必降至沟底，可直接向对岸引线（如图3-11中i至j点）。线路穿过山咀，要开挖路堑或设置隧道，导向线也不必升至山脊，可直接跳过山咀。跨越沟谷或山咀时，应根据引线距离是的几倍，即表示线路要下降或上升几个h，以便决定在沟谷或山咀对侧的哪条等高线开始绘制导向线。,(4)导向线是一条折线

10、，仅能表示线路的概略走向，为了定出线路平面，须以导向线为基础，借助于铁路曲线板和三角板，在符合线路规范有关规定的前提下，圆顺、顺直地绘出线路平面。,二、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，又要量节省工程投资。 缓坡地段定线要点： 1为了绕避障碍而使线路偏离短直方向时，必须尽早绕避前方的障碍，力求减小偏角。,缓坡地段定线要点：,2线路绕避山咀，跨越沟谷或其它障碍时，必须使曲线交点正对主要障碍物，使障碍物在曲线的内侧并使其偏角最小。,缓坡地段定线要点：,3设置曲线应有理由，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

11、度，取决于线路的意义、运量大小、地形、地质条件、路网干线，应力求顺直；地方意义的铁路，则力求降低造价并靠近城镇。 4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。 5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。 6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。,三、线路平面、纵断面的改善,常见的修改平纵断面的几种情况： (1)原坡度设计不当，局部地段出现填挖方过大时，可改变坡段组合或设计高程以减少填挖方数量。,(2)原设计坡度不宜改动（如已用足最大坡度），但在纵断面图上填挖高度由一端向另一端逐渐增大到不合理

12、的程度时，则可根据具体情况改变线路平面位置，如将线路扭转一个角度。,常见的修改平纵断面的几种情况：,常见的修改平纵断面的几种情况：,(3)原坡度设计合理，而在纵断面图上填挖高度由两端向中间逐渐增大到不合理的程度时，则可增设曲线或改变曲线半径以减少中间的填挖高度。,常见的修改平纵断面的几种情况：,(4)当平面曲线和切线配合不当而引起工程增加时，应重新调整偏角和配置曲线，以减小工程量。,主要自然条件下的定线原则,一、河谷定线 沿河而行的路线称为河谷线。在路网中，河谷线路占有较大的比重。 沿河谷定线具有下列优点： (1)河谷纵坡为单向坡，可避免线路出现逆坡，且可利用支流侧谷展线。 (2)多数城镇位于

13、河谷阶地，在阶地设站，可更好地为地方服务。 河谷线存在的缺点: 占用农田较多、弯曲河流可能引起线路延长、山区河流的横坡陡峻和地质不良等。,沿河谷定线要着重解决好以下三个问题。,（一）河谷选择 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。 选择两岸开阔、地质条件较好、纵坡及岸坡较平缓的河谷。 河谷纵坡与最大坡度相协调。 （二）岸侧选择 河谷两岸条件常有差别，应结合地形、地质、水文、农田及城镇分布情况，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。例如成昆线在沿龙川河红江至广通118km线路中，为了交替利用左右岸较好

14、的地形和地质条件，共建龙川河大桥49座。,影响岸侧选择的主要因素有：,1地质条件 2地形条件 3农田及城镇分布条件 （三）线路位置的选择,二、越岭地段,越岭地区高程障碍大，一般需要展线，地质复杂，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。所以应大面积选线，认真研究、寻找合理的越岭线路方案。 越岭线路通常是沿通向分水岭垭口的河谷足坡定线，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如图3-25所示。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）越岭垭口选择,垭口是越岭线路的控

15、制点，一般宜选择下列越岭垭口： (1)高程较低、靠近线路短直方向； (2)山体较薄； (3)地质条件较好； (4)引线条件较好。 同一垭口并非同时具备上述各条件，此时，应精心比选，找出最合理越岭垭口。,（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选择。 高程愈高隧道愈短，但两端引线愈长。从工程而言，理想的越岭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。洞口位置的高低可能受洪水位控制。 越岭隧道的合理高程与长度的选择，除取决于洞口的高程、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

16、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。 隧道施工的技术水平是越岭高程选择的重要因素,（三）越岭引线定线,越岭引线定线时，应注意下列几点： (1)结合地形条件选择合理的最大坡度（限制坡度或加力坡度）。越岭地区高差大，为避免大量人工展线，除应研究低高程的长隧道越岭方案外，还应与采用较陡坡度（采用多机牵引或大功率机车）的方案进行技术经济比较。 (2)为了能控制合理的展线长度，应从垭口往两侧（从高处往低处）定线，以避免展线不足或过长。由于垭口两侧自然坡度上陡下缓，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。 (3)垭口附近，地形尤为困难，在有充分依据时，引

17、线可合理选用符合全线标准的最小曲线半径。,三、平原、丘陵地区,平原地区地形平坦，丘陵地区丘岗连绵，但相对高差不大，一般工农业都比较发达，占地及拆迁问题比较突出，地质条件比较简单，但水文条件可能复杂。因此，在平原、丘陵地区定线，应着重注意解决好下列问题: (1)线路尽量顺直 (2)正确处理铁路与行经地区的关系 (3)注意适应水文条件的要求,四、不良地质地区,线路行经地区的工程地质条件对铁路建筑物的稳定性和经济合理性有决定性的影响。在线路方案选择、工程设计与施工中，必须给予足够重视。解放前修建的宝天线。因忽视地质条件，不少地段出现崩坍、滑坡、路基变形等，经常危及行车安全，有时造成重大灾害。解放后耗

18、费了大量劳力和资金进行改线和整治。 “宝天线，瞎胡闹，不是塌方就是掉道，问站长何时通车，站长说：天知道！ ” 不良地质地区的选线应作好以下三方面工作。 （）掌握区域地质情况 （二）合理绕避不良地质地段 （三）采用工程措施彻底整治,五、水库地区,水库地区的选线，除线路高程必须保证至少高出水库最高水位（加波浪侵袭高）0.5m外，还要研究水库坍岸、水库淤积和地下水壅升三个问题，并处理好铁路建设与水库规划的关系。,桥涵、隧道及道口地段的定线问题,线路与桥隧建筑物是互相依存的整体与局部的关系，必须总体设计、综合考虑。一般说来，特大桥和长隧道的工程大、技术复杂，常常影响线路局部走向，数量众多的一般桥涵、隧

19、道，则随所定线路而布置。当然，为了保证这些建筑物的安全和经济合理，根据地形、地质和水文情况，有时也需将线路作局部移动。 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。 桥位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如图329所示应满足：,HminHL HGHJ （36） 式中Hmin路肩设计高程（m）； HL梁底设计高程（m），其值按规定的洪水频率（、级铁路为1100，级铁路为150）的设计水位与要求的净空高度决定； HG梁底至轨底的高度（m）； HJ轨底至路肩的高度（m）。,二、涵洞地段,

20、涵洞是位于路堤填土内孔径不大于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。 （一）涵洞的分布 涵洞的分布一般应根据现场勘察来确定，尤其是影响农田灌溉和人畜交通的涵渠必须与当地政府有关部门协商确定。凡线路跨越的水沟，一般都应设置涵洞或小桥。,（二）涵洞类型和孔径的选择,涵洞类型及孔径大小一般按标准设计图进行选择，要点如下： 1.流量大小和路堤高度 2.地质条件 3.施工和维修条件 4.农业及交通要求,（三）对路堤高度的要求,在选择排洪涵洞类型时，涵洞孔径主要根据规定的洪水频率（各级铁路为 150）的流量选用，并

21、按下列条件验算路肩设计高程。 1.水力条件：涵洞附近路肩设计高程应比规定洪水频率的设计水位连同壅水高度至少高出0.5 m； 2.结构条件：为了改善洞身受力状况，涵洞顶上应有一定厚度的填土； 各种孔径涵洞相应流量的涵前积水高度和结构条件所需最小路堤高度，可从桥涵水文计算的有关手册查取。,三、隧道地段,（）隧道工程的特点 铁路选线中，采用隧道是克服高程障碍、降低越岭高程、缩短线路长度和绕避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。 铁路定线时，遇到下述情况常用隧道通过： 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，或要求裁弯取直或绕避不良地质而修隧道，即傍山隧道，如图329所示。,(二）隧道位置的选择,傍山隧道的位置选择应注意以下问题。 1.埋藏较浅时，线路宜向内移，以避免隧道偏压过大。 2.应避开岩堆、滑坡等不良地质以及河岸冲刷、水库坍岸范围。 3.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