《鐵路選線設計》本科課件

《鐵路選線設計》本科課件,鐵路選線設計,鐵路,設計,本科,課件 概概 述述線路中心線：線路中心線：路基橫斷面上距外軌半個軌距的鉛垂線與路肩水平線的交點。OCDAB 線路平面：線路中心線在水平面上的投影。線路縱斷面：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，其標高為路肩高度。線路空間位置平平縱斷面設計：縱斷面設計：v 保證行車安全和平順。v 既減少工程數(shù)量、降低工程造價；又為施工、運營、維 修提供有利條件，節(jié)約運營開支。v 考慮線路上各類建筑物的類型選擇、工程數(shù)量、安全穩(wěn) 定和運營條件，及之間的協(xié)調(diào)配合和總體布置合理。區(qū)間線路平面設計區(qū)間線路平面設計一、平面組成和曲線要素一、平面組成和曲線要素平面直線曲線圓曲線緩和曲線曲線要素 偏角 半徑R 切線長Ty 曲線長Ly未加緩和曲線前：緩和曲線：p內(nèi)移距離m 切垂距0 緩和曲線角紙上定線時曲線與直線的設置方法二、直線二、直線HZ1夾直線ZH2同向曲線、反向曲線直線與曲線相互協(xié)調(diào)，線路位置合理。爭取較長的直線段。力求減小交點偏角的度數(shù)。夾直線夾直線最小長度限制：1、線路養(yǎng)護要求通過曲線，橫向推力大，不易保持正確位置。23節(jié)軌，5075m。2、行車平穩(wěn) 保證直緩點和緩直點的振動不疊加，前轉(zhuǎn)向架和后轉(zhuǎn)向架的振動不疊加。兩曲線半徑外軌超高設置不同，未被平衡橫向加速度頻繁變化，車輛搖擺，反向曲線更加嚴重。23節(jié)客車長度51.076.5m。3、修改方法減小曲線半徑R及l(fā)0改移直線位置減少同向曲線合并三、圓曲線三、圓曲線（一）曲線超高一）曲線超高 曲線超高是去線外軌頂面與內(nèi)軌頂面的水平高度之差。設置方法包括外軌提高法和線路中心高度不變法。理想狀態(tài) al=ax1、曲線超高計算、曲線超高計算a=al-ax+離心加速度 hQ-向心加速度 hG按照均衡速度確定的外軌超高是一個變值，它所產(chǎn)生的向心加速度只能平衡一種速度的離心加速度。實際通過速度不同時，將產(chǎn)生未被平衡的加速度2、未被平衡超高允許值、未被平衡超高允許值未被平衡的離心加速度體現(xiàn)外軌超高不足，可以用欠超高hQ表示。未被平衡的向心加速度體現(xiàn)外軌超高過大，可以用過超高hG表示。3、超高允許范圍、超高允許范圍影響范圍：行車速度、旅客舒適度和鋼軌磨耗，甚至影響行車安全。使客車產(chǎn)生的欠超高和貨車產(chǎn)生的過超高不超過其相應的允許值：曲線半徑要求：超高允許值范圍（二）（二）R對工程和運營的影響對工程和運營的影響1、限制行車速度、限制行車速度hQ、hG、hSH2、曲線半徑對工程的影響、曲線半徑對工程的影響（1）增加線路長度）增加線路長度（3）軌道需要增強）軌道需要增強軌撐、軌枕、曲線外側(cè)道床加寬（4）增加接觸導線的支柱數(shù)量）增加接觸導線的支柱數(shù)量（2）降低粘著系數(shù)）降低粘著系數(shù)機車在小曲線半經(jīng)上運行，車輪在鋼軌上的縱向和橫向滑動加劇，引起輪軌間粘著系數(shù)的降低。3、曲線半徑對運營的影響、曲線半徑對運營的影響（1）增加輪軌磨耗（2）維修工作量增大（3）行車費用增大限速阻力功增大（三）最小曲線半徑的選定三）最小曲線半徑的選定1、計算、計算 高速客運專線（旅客舒適條件）客貨混跑線路(輪軌磨耗條件）高速列車通過欠超高不允許超過低速列車通過過超高不允許超過2、曲線半徑的影響因素、曲線半徑的影響因素 路段的設計速度(140、120、100、80km/h)貨物列車的通過速度(80、70、60、50km/h)地形條件平原Rmin，山區(qū)Rmin 適應地形 增加工程 線規(guī)擬定的最小曲線半徑（四）（四）曲線半徑的選用曲線半徑的選用 曲線半徑系列 因地制宜由大至小合理選用 結合平縱斷面特點合理選用 坡道平緩和凹形縱斷面坡底 長大坡道和凸形縱斷面坡頂、車站 需用足坡度上坡地段 小半徑宜集中設置宜大半徑可小半徑半徑不宜過小四、緩和曲線四、緩和曲線（一）作用一）作用行車平順、旅客舒適R：R 離心力逐漸增加，利于行車平穩(wěn)h：0 h 向心力逐漸增加，與離心力增加配合。軌距：軌距：B B+W 曲線加寬（R350m 不限速不限速兩車距離300350m 30km/h兩車距離3，級鐵路4（2）豎曲線半徑的確定：）豎曲線半徑的確定：v 旅客舒適條件v 運行安全上浮的離心力不應大于車重的10%v 減小列車通過變坡點的附加縱向力(3)豎曲線的幾何要素豎曲線的幾何要素切線長：豎曲線長度：縱距：外矢距：（4）豎曲線設置條件：）豎曲線設置條件：、級鐵路3，級鐵路4，設豎曲線 豎曲線不與緩和曲線重合變坡點離開緩和曲線起終點的距離不應小于豎曲線的切線長 豎曲線不設在無道碴橋面上 豎曲線不與道岔重疊四、最大坡度折減四、最大坡度折減原因：原因：用足坡度設計路段遇有阻力曲線隧道(400m)粘降必須減緩最大坡度，保證vj1、曲線地段的最大坡度折減、曲線地段的最大坡度折減（）（2）折減原則：）折減原則：根據(jù)地形條件，當 imaxi+iR時不折減。折減范圍為未加緩和曲線前的圓曲線。取近期貨物列車長度 保證折減值，但不要過多，以免損失高度使線路展長。折減坡段長度應接近并大于Lr，取50m倍數(shù)，且200m，一般要求不大于貨車長度。折減后取小數(shù)點后1位，第2位舍去。（3）折減方法：）折減方法：（1）曲線間200m的直線段，可設計為一個坡段。i=i max()（2）LyLl，圓曲線可設計為一個坡段()（3）Ly L l，()（4）若有連續(xù)多個LyLl，并且加直線200ma、直線段分開，并入兩端曲線。b、曲線合并設計為一個坡段，（折減坡段長度不宜大 于貨物列車長度）()（5）當曲線位于兩個坡段上時，按比例分配曲線偏角。1、將2號曲線前后的大于200米的直線設計為200m和350m的坡段2、1號圓曲線長度大于近期列車長，采用2-48公式3、2號曲線長度小于近期列車長，采用2-49公式4、將3、4號曲線間的直線分開并入兩端曲線，采用2-49公式，設計為兩個250m的坡段；或200m和300m的坡段2、小半徑曲線地段的最大坡度折減、小半徑曲線地段的最大坡度折減（）（）折減原則：折減原則：1、內(nèi)燃機車粘著牽引不考慮。2、電力牽引R400m1、折減原因折減原因2、最大坡度的折減系數(shù)s3、折減范圍限于隧道長度內(nèi)，隨折減坡段取值。4、加速緩坡的設計原因：保證在長大坡道上隧道過洞速度原因：保證在長大坡道上隧道過洞速度隧道內(nèi)空氣附加阻力最低過洞速度要求五、坡段設計對行車費用的影響五、坡段設計對行車費用的影響若設計坡度值較大上坡：能源消耗大、行車時間長下坡：制動閘瓦磨耗嚴重，行車費用增加。最大無害坡度最大無害坡度有害坡度有害坡度無害坡度無害坡度 克服高度克服高度名詞解釋：名詞解釋：最大無害坡度的計算最大無害坡度的計算橋涵、隧道、路基地段橋涵、隧道、路基地段 平縱斷面設計平縱斷面設計一、橋涵地段的平縱斷面設計一、橋涵地段的平縱斷面設計特大橋 500m大 橋 100500m中 橋 20100m小 橋 20m涵洞孔徑大小一般為0.756.0m橋梁設計、施工不便設計、施工不便換軌、整正曲線不便換軌、整正曲線不便偏心對墩臺受力不利偏心對墩臺受力不利曲線行車搖擺，不利安全曲線行車搖擺，不利安全（一）橋涵地段的平面設計一）橋涵地段的平面設計小橋涵無要求大中橋宜設在直線上明橋面橋宜設在直線上超高、軌距 無碴換軌平面設計明橋面橋不宜設在反向曲線上曲線（橋上）選用橋頭引線不低于橋上線路標準運營運營養(yǎng)護養(yǎng)護平面設計（一）橋涵地段的平面設計一）橋涵地段的平面設計（二）（二）橋涵地段的縱斷面設計橋涵地段的縱斷面設計涵洞及道碴橋面橋無要求明橋面橋應設在平道上 3單面坡人字坡通風好爭取高度 排水 越嶺隧道 出碴三、路基地段的線路縱斷面設計三、路基地段的線路縱斷面設計中橋以上橋頭引線的路基設計標高 小橋涵路基設計標高長路塹：2 排水，凸型縱斷面設人字坡人字坡 站坪的線路站坪的線路平縱斷面設計平縱斷面設計一、站坪長度一、站坪長度LzLyhLyxLyh正線數(shù)目（股道數(shù)量）車站類別車站股道布置形式遠期到發(fā)線有效長兩端咽喉區(qū)長度兩端咽喉區(qū)長度站坪中段長度站坪中段長度二、站坪的線路平面二、站坪的線路平面區(qū)段站、中間站：區(qū)段站、中間站：宜設在直線上橫列式車站：橫列式車站：不得設在反向曲線上縱列式車站：縱列式車站：每一運行方向的列車到發(fā)線有效長范 圍內(nèi)，不應有反向曲線起動附加阻力瞭望差作業(yè)復雜影響安全尖軌不密貼曲線道岔專門設計軌距養(yǎng)護車站咽喉區(qū)：車站咽喉區(qū)：正線應設在直線上三、站坪的線路縱斷面三、站坪的線路縱斷面 站坪的坡度1、車輛不致溜逸和站內(nèi)調(diào)車安全2、保證列車順利起動坡度不應大于1.5 站坪的坡段站坪范圍內(nèi)設計為一個坡段，否則豎曲線不應與道岔重合咽喉區(qū)坡度折減 旅客乘降所設在旅客列車可以起動的坡道上，宜8四、站坪兩端的線路平縱斷面四、站坪兩端的線路平縱斷面v 豎曲線和緩和曲線不應伸入站坪v 進站起動緩坡v 出站加速緩坡v 站坪與區(qū)間縱斷面配合凸型縱斷面頂部