铁路选线设计课程设计

课程设计设计题目向阳站至东风站线路设计院（系）软件学院专业软件+道路与铁道工程班级2008级2班姓名万伟指导教师张鹏飞2011年12月目录一、设计任务书二、要求完成的任务三、牵引计算资料四、线路走向方案概述五、平面设计概述及计算资料六、纵断面设计概述及计算资料七、通过能力及输送能力检算资料八、工程经济指标计算资料九、技术经济指标表十、附图十一、参考文献设计任务书一、出发资料（1）设计线为Ⅱ级单线铁路，路段设计速度为80km/h。（2）地形图比例尺1：25000，等高距5m。（3）始点向阳车站，中心里程K0+000，中心设计高程35m，该站为会让站；终点东凤车站，为中间站，站场位置及标高自行选定。（4）运量资料（远期重车方向）：货运量12Mt/a，货运波动系数β=1.15，通过能力储备系数2.0；客车3对/d；摘挂4对/d；零担1对/d；快货2对/d。（5）限制坡度xi12‰。（6）牵引类型：近期内燃；远期内燃。（7）机车类型：近期DF4B货；远期DF4B货。（8）到发线有效长850m。（9）最小曲线半径400m。（10）信联闭设备为半自动闭塞，min6HBtt。（11）近期货物列车长度计算确定。（12）车辆组成：每辆货车平均数据为：货车自重（zg）22.133t，总重（g）78.998t，净载量（jg）56.865t，车辆长度13.914m，净载系数0.720，每延米质量（mg）5.677t/m，守车质量16t，守车长度8.8m。（13）制动装置资料：空气制动，换算制动率0.28。（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）定出向阳车站至东凤车站的线路平面。（2）设计该站间的纵断面。（3）能力检算。（4）土石方量计算。（5）编写简要说明书。（6）图纸整饰，设计文件组卷装订。三、牵引计算资料（1）牵引质量计算：牵引类型：内燃，设计速度为21.8km/h机车单位基本阻力：0w=（2.28+0.0293V+0.000178𝑉2）g=（2.28+0.0293×21.8+0.000178×21.82）×10=30.0N/t车辆单位基本阻力：车辆采用滚动轴承；当考虑列车牵引质量时，即列车满载，所以为重车0w=(0.92＋0.0048V＋0.000125V2）g=(0.92＋0.0048×21.8＋0.000125×21.82)×10=10.8N/t按限制坡度计算的牵引质量为：G=𝜆𝑦𝐹𝑗−𝑃(𝑤0′+𝑔𝑖𝑥)𝑤0+𝑔𝑖𝑥=0.9×313000−138×(30+12×10)10.8+12×10=1995.4(𝑡)取G=1995tG—单机和加力牵引质量（t），舍取为10t的整数倍P—机车计算质量或其和（t），取138t𝐹𝑗—机车计算牵引力（N），取313000N𝜆𝑦—机车牵引力使用系数，取0.9𝑖𝑥—限制坡度（‰）g—10m/𝑠20w，0w—计算速度V下的机车、车辆单位基本阻力（N/kN）（2）牵引质量检算(a)起动检算G𝑞=𝜆𝑦𝐹𝑞−𝑃(𝑤𝑞′+𝑔𝑖𝑞)𝑤𝑞+𝑔𝑖𝑞=0.9×442200−138×(5+0×10)3.5+0×10=113511.4(𝑡)G𝑞G=1995t，列车可以起动'qw—机车单位起动阻力'qw=5N/kNqw—货车单位起动阻力qw=3.5N/kN𝐹𝑞—机车计算起动牵引力（N），取442200N𝑖𝑞—起动地段的加算坡度（‰）(b)车站到发线有效长检算G𝑦𝑥=(𝐿𝑦𝑥−𝐿𝑎−𝑁𝐽𝐿𝐽)×q=(850−30−1×21.1)×5.677=4535.4（t）G𝑦𝑥G=1995t，牵引质量不受到发线有效长度限制𝐿𝑎—安全距离（m），取30m𝐿𝑦𝑥—到发线有效长度（m）𝑁𝐽—列车中机车台数，取1台𝐿𝐽—机车长度（m），取21.1mq—列车延米质量（t/m），取5.677t/m（3）牵引定数的确定比较G、G𝑞、G𝑦𝑥，GG𝑦𝑥G𝑞，牵引定数取1995t（4）牵引辆数、牵引净载及列车长度计算（a）货物列车长度𝐿𝐿=𝐿𝐽+𝐺𝑞=21.1+19955.67=373（m）（b）货物列车牵引净载𝐺𝐽=𝐾𝐽∙𝐺=0.72×1995=1436.4（t）𝐾𝐽—货物净载系数，取0.72（c）货物列车牵引辆数𝑛=𝐺𝑞𝑝=199578.998=25.25取n=25辆𝑞𝑝—每辆货车平均总质量（t），取78.998t四、线路走向方案概述（1）沿线地形地貌概述向阳站到东风站间为丘陵地带，中部高，两侧低，两站高差约10m，最高山头105m。右半部地势较平，走势明显；左半部地势复杂。线路必须从山脊垭口或鞍部通过沿河谷线到达东风镇，垭口或鞍部为控制点。两站间有村庄两座，村镇较少，可绕行。（2）线路走向方案经初步定线，有3种方案可供比选，如下：上线方案：垭口东西边的河谷线都较为明显，等高线较均匀，但向阳出站仍需要坡度为12‰急破到达垭口，经铁山屯附近铁山河桥-16‰急坡，再经过一段走势较平缓地段到达东风河边，跨河后到达终点东风站。中线方案：鞍部前后河谷前比后明显，且走势曲折。鞍部高程86m，故出站后，仍需用足坡度上坡，i=27‰急坡翻过山脊，在经过i=-18‰急坡下至西交河桥宋湾附近两山头鞍部，以i=-3‰缓坡至东风河桥到达终点站下线方案：出站河谷曲折，等高线不均匀，地势复杂。过87m高程的垭口以前以27‰的急坡上坡，再沿河谷线以-14‰的下坡至西交河桥，跨河后经宋湾两山头的鞍部经过一段缓坡至东风到达终点。经过比选，三个方案均需经过山脊、西交河以及东交河，地势差距不大，初步比选后决定选用下线方案进行设计。五、平面设计概述一.定线原则a.紧坡地段均应用足限制坡度上下坡，同时注意绕避障碍和展线，一般可沿河谷线定线，设计坡度一般取0.1‰的整数倍。b.缓坡地段不要高程障碍限制，故应考虑填挖与线路走向最优，得到合理线路，尽量靠近航空线，减少工程开支。二.平面设计a.定线说明：平面共设曲线7处，其中最小曲线半径800m。起点向阳站出站为直线，留足长度后折向垭口，沿河谷定线，用导向线法定线，少许地段不能用导向线则用直线连接，最后定线均沿河谷线一侧上至垭口；垭口以西用足限制坡度上坡，有两曲线，最小曲线半径800m，均为一般标准。垭口后仍沿河谷线下坡并弯折过河到达西交。因为过河后，线路受鞍部控制点限制，线路与河斜交为曲线。过河后的地势较平，用导向线结合沿河谷定线方法定线，其中两处的河谷线不是很明显，需要多方案比较。本段线路有2处曲线，半径均为1000m以上，填挖量较小。垭口处因为地势较高，挖方量交大，且用足了限制坡度。b.线路平面主要技术标准见表1，平面曲线要素表见表2。表1线路平面主要技术标准项目单位指标正线线路总长km12.4曲线个数个7曲线线路延长km4.430曲线占线路总长比例％35.7最大曲线半径m1600最小曲线半径m800表2平面曲线要素表交点编号曲线半径(m)缓和曲线长(m)圆曲线长(m)曲线转角(度)圆曲线切线长(m)JD180080893.6164499.90JD2160050558.5020282.12JD3140060855.2135441.42JD4140060415.3917209.23JD5100070575.9633296.21JD6100070767.9444404.03JD7160050363.0313182.30六、纵断面设计概述一、纵断面设计原则a.紧坡地段紧坡地段设计仍是用足限制坡度上坡定线，以减少开挖和展线，并且使得线路尽量适应地势变化，用不同的坡度定线。最大坡度折减：两圆曲线夹直线大于200m时，可按最大坡度设计，不减缓；长度大于货物列车长度的圆曲线，可设一个坡度按∆𝑖𝑅=600𝑅‰减缓的坡段；长度小于货物列车长度曲线，曲线阻力坡度按∆𝑖𝑅=10.5∝𝐿𝑖‰折减。若有连续两个或两个以上长度小于货物列车长度的圆曲线，其间的夹直线长小于200m时，可将直线段分开并入两端曲线进行减缓，减缓坡度按∆𝑖𝑅=600𝑅‰计算；也可以将两曲线合为一个曲线，坡度为∆𝑖𝑅=10.5∝𝐿𝑖‰。当曲线处于变坡点时，应按比例分配转角。设计坡度为最大坡度减去折减坡度，𝑖=𝑖𝑥−∆𝑖𝑅。若有隧道时（大于400m），最大坡度折减按𝑖=𝛽𝑠𝑖𝑚𝑎𝑥计算，𝛽𝑠为隧道内最大坡度系数，可查表取值。b.缓坡地段由于缓坡地段地势地坪，不受高程限制，故应尽量节省开支，坡度长度最大大于列车长，多用无害坡，降低高程，填挖均衡。二、线路纵断面设计概述从向阳站中心线向东经一段平缓的破段以后以较大坡度上坡，其中有2处曲线折减，分别以不同坡度上升，以尽量减少开挖。同时在垭口处设一平缓路段，为避免竖曲线重合，变坡点与ZY、YZ点相距一定距离。垭口以西有3个坡度上坡，尽量使填挖均衡。过垭口后用大坡度下坡，考虑到起伏不大且夹直线较短，为减小施工难度，用折减后的一个坡度降低高程至西交河桥，桥上平坡。过桥后为更好地适应地形，线路尽量随地势起伏设坡，使填挖均匀。过桥均为平坡。垭口处高程过大，需开挖，且挖方量大，为避免竖曲线重合，且满足最小坡度差，故设一平缓路段。三、线路纵断面主要技术指标表3线路纵断面主要技术指标项目单位指标全线坡段总数个4+7=11最大坡度地段长度km6.0最大坡度地段占线路总长比例%48.4有害坡地段i6‰长度km6.0有害坡地段占线路总长比例%48.4四、设计方案优缺点评述及改善意见本设计方案优点是坡度较缓，便于提高线路的输送能力，且有一定富余。同时开挖量较大，填方量较小，填挖基本均衡。线路坡段较少，但紧坡占全线正线长度比例较大，有害坡比例也较大，因此运营费用相对较高。要改善线路需增加工程量，增加垭口地段开挖量，降低线路高程，且曲线还应适当减少，特别是小半径曲线，展线尽量靠近航空线。七、通过能力及输送能力检算一、通过能力向阳站(A)到东风站(B)之间的往返运行时分使用“行走时分计算表”(表4)进行。表4行走时分计算表方向坡段长m设计坡度i曲线当量坡度𝑖𝑅计算坡度𝑖𝐽均衡速度km/h(限制坡度)每公里走行时分min/km该坡道走行时分min12345670A→B0.525000461.30.680.325000860.690.221.4510.20.4610.66262.33.31.4510.60.1510.75262.33.31.0010.50.1710.67262.32.30.3000.430.43870.680.22.10-10.50.17-10.33770.771.60.6000.390.39870.680.40.65-50.4-4.6830.720.461.102.50.182.68870.680.741.30-2.50.02-2.48840.710.921.225000860.690.840.375000461.30.48∑𝑡𝑖𝐿=13.44minB→A1.6000870.6811.32.50.092.59710.8411.1-2.50.19-2.31840.710.780.6550.45.4481.250.80.600.390.39870.680.42.110.50.1710.67262.34.60.300.430.43870.680.21.0-10.50.17-10.33770.770.771.45-10.60.15-10.45770.771.111.45-10.20.46-9.74780.761.10.85000860.690.54∑𝑡𝑖𝐿=10.2min计算得，向阳站(A)到东风站(B)之间的往返运行时分如下：A→B∑𝑡𝑖𝐿=13.44minB→A∑𝑡𝑖𝐿=10.2min起停附加时分𝑡𝑞+𝑡𝑡=3min半自动条件下，列车会车与不同时到达间隔时分min6HBtt𝑇𝐴→𝐵=𝑇𝑊=13.4