第3章线路平面和纵断面设计

第三章线路平面和纵断面设计§1概述铁路线路平面的定义：线路中心线在水平面上的投影。组成要素：直线和曲线。铁路线路纵断面的定义：线路中心线（曲线部分展直后）在垂直面上的投影。组成要素：平道和坡道。区间线路平面设计⒉设计内容区间线路纵断面设计车站、桥梁、隧道地段平、纵面设计线路的平面组成和曲线要素平面设计直线、圆曲线、缓和曲线的设计最大坡度坡段长度纵断面设计坡段连接坡度折减线路平面图⒊设计成果线路纵断面图满足《铁路线路设计规范》要求⒋设计要求桥、隧、站和建筑物与线路的协调配合工程造价省优化设计有利于运营§2区间线路平面设计2.1平面组成和曲线要素直线线路平面圆曲线曲线缓和曲线⒈曲线要素（看课件）2.2直线设计直线应遵循的原则：⒈直线与曲线相互协调⒉争设置较长的直线段⒊求减小交点偏角度数⒋夹直线长度不应短于规定长度2.3圆曲线设置目的：改变线路方向2.3.1曲线半径对工程和运营的影响⒈曲线限制速度⒉曲线半径对工程的影响小半径曲线的优点：更好地适应地形变化，减少路基、桥涵、隧道、挡墙的工程数量小半径曲线的缺点：⑴增加线路长度⑵降低粘着系数⑶轨道需要加强⑷增加接触导线的支柱数量⒊曲线半径对运营的影响⑴增加轮轨磨耗⑵维修工作量加大⑶行车费用增加2.3.2最小曲线半径的选定（公式见课件）意义：⑴铁路主要技术标准之一⑵对工程量和运营条件有重大影响⒉选定最小曲线半径的影响因素⑴路段设计速度⑵货车通过速度⑶地形条件2.3.3曲线半径的选用⒈曲线半径系列一般为50或100米的整倍数特殊为10米的整倍数⒉选用原则⑴因地制宜，由小到大合理选用⑵结合纵断面特点合理选用2.3.4缓和曲线——保证行车平顺⒈作用⑴缓和曲线地段，半径由无穷大变到一个定值，离心力逐渐增加⑵缓和曲线地段，外轨超高由零变动到园曲线上的超高，向心力逐渐增加⑶半径小于350米时，轨距由标准轨距变动到加宽后的轨距⒉线型——直线型超高顺坡的三次抛物线⒊长度⑴保证超高顺坡不致使车轮脱轨⑵保证超高时变率不致影响旅客舒适⑶保证欠超高时变率不致影响旅客舒适取三个计算值中的较大者4.用——结合半径、设计速度、地形选用，尽量选用较长的。⒌两缓和曲线间圆曲线的最小长度——与夹直线相同2.3.5线间距离㈠限界种类：机车车辆限界、直线建筑接近限界、隧道建筑限界和桥梁建筑限界。㈡区间直线地段的线距㈢区间曲线地段线距加宽§3区间线路纵断面设计坡段长度：坡段前后两个变坡点之间的水平距离坡度：坡段两端变坡点之间的高程差除以坡段长度坡度值符号规定：上坡取正值，下坡取负值3.1线路的最大坡度最大坡度，在单机牵引的路段称为限制坡度；在两台及以上机车牵引的路段称为加力牵引坡度。地面平均自然坡度是指两点之间地面高程与距离的比值3.1.1限制坡度⒈限制坡度对工程和运营的影响⑴输送能力⑵工程数量⑶运营费用⒉影响限坡选择的因素⑴铁路等级⑵牵引种类和机车类型⑶地形类别⑷运输需求⑸邻线的牵引定数3.1.2加力牵引坡度定义：用两台或更多机车牵引的较陡坡度优点：缩短线路长度，大量减少工程，有利于降低造价和缩短工期。缺点：①增加了机车台数，造成机力浪费和运输管理的困难②延长了到发线有效长度和增加部分整备设备③增加了编组时挑选守车的作业和难度④加力牵引坡度太大时，对下坡行车会产生不利影响3.2坡段长度定义：一个坡段两端变坡点之间的水平距离3.2.1纵断面坡段设计考虑因素⒈满足行车安全和平稳的要求⒉考虑工程数量的影响3.2.2最小坡段长度的确定3.3坡段连接3.3.1坡度代数差3.3.2竖曲线定义：纵断面变坡点处设立的竖向圆弧。线型：抛物线，圆曲线。⒈竖曲线半径的确定条件⑴行车安全条件——机车不脱轨⑵旅客舒适条件——行车平稳⑶设竖曲线可减少附加纵向力3.4最大坡度的折减折减原因：在用足最大坡度的路段上，曲线和隧道的存在使机车牵引力下降，为保证满轴货物列车不低于计算速度运行，故需将最大坡度折减，使加算坡度不大于最大坡度。3.4.1曲线地段的最大坡度折减3.4.2小半径曲线路段的最大坡度折减折减原因：机车驶入圆曲线后，动轮踏面发生的横向滑动和纵向滑动引起机车粘着系数降低。当机车牵引以接近或等于计算速度通过最大坡度上的小半径曲线时，粘着系数降低使得计算粘着牵引力低于计算牵引力，动轮产生空转，行车速度降低。为此，需进行坡度折减来弥补牵引力的降低。3.4.3隧道内的最大坡度折减长度大于400米的隧道位于或接近最大坡度的坡道上，应将最大坡度折减。⒈影响折减的因素⑴隧道空气附加阻力⑵内燃牵引时，列车通过隧道的速度⑶隧道内粘着系数的降低⑷内燃机车功率的降低