线路平面和纵断面设计概要.pptx
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1、铁路线路平面定义: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的平面与纵断面第1页/共61页铁路线路纵断面定义:线路中心线(曲线部分展直后)在垂直 面上的投影组成要素:平道和坡道第2页/共61页平面图纵断面图第3页/共61页 区间线路平面设计设计内容 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 线路平面图设计成果 线路纵断面图 第4页/共61页 满足铁路线路设计规范要求设计要求 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 2
2、区间线路平面设计2.12.1平面组成和曲线要素 直线 线路平面 圆曲线 曲线 缓和曲线 第5页/共61页曲线要素 未加设缓和曲线的曲线(概略定线)偏角平面图上量得 半径 R选配 切线长 曲线长 第6页/共61页加设缓和曲线的曲线(详细定线)曲线要素:偏角,半径 R,缓和曲线长L。(选配),切线长,曲线长内移距离切垂距缓和曲线角 度切线长曲线长 第7页/共61页曲线起终点里程的推算 ZH里程:平面图上量取 HZ里程ZH里程L HY里程ZH里程l。YH里程HZ里程l。具体设计时:R根据地形选配 用量角器量出 L。根据线路等级和地形条件选配 第8页/共61页2.22.2直线 平面设计时,先用有限条折
3、线表示线路的大致位置,然后再在相邻折线之间设置曲线。直线位置确定后,曲线位置就大致上定下来了。因此平面设计,主要是直线位置的确定。第9页/共61页设计直线应遵循的原则:直线与曲线相互协调不要因设置直线而使工程量过大不要因节省工程量而使曲线半径过小,曲线长度过短,从而使运营体条件变差力争设置较长的直线段 好处:可缩短线路长度,改善运营条件力求减小交点偏角度数 线路转弯急,总长增加投资大 偏角大 克服的阻力功增加运营支出加大 每吨列车克服的曲线阻力功 第10页/共61页夹直线长度不应短于规定长度 夹直线前一曲线终点与后一曲线起点间所夹直线 夹直线长度的确定满足线路养护要求列车通过反向曲线路段时,频
4、繁转向,车轮对钢轨的横向推力加大。若夹直线太短,则正确位置不易保持,维修工作量加大,危及行车安全,运费增加。要求:不宜短于5075米,最短不短于25米。第11页/共61页行车平稳要求夹直线太短列车同时在相邻曲线上运行 车辆左右摇摆 R不同,超高不同要求:为保证行车平稳舒适,夹直线不短于23节客车长,即5176.5米通过夹直线前后ZH、HZ点时,轮轨冲击转向架 弹簧产生振动要求:为保证振动不叠加,旅客乘坐舒适,夹直线应足够 长,客车通过夹直线的时间要大于弹簧振动消失的 时间。第12页/共61页具体设计时,若夹直线长度不够,则要修改线路的平面位置。修改措施:a 减小R,l。,使曲线长度变短b 改移
5、夹直线位置c 用一个曲线代替几个同向曲线 第13页/共61页2.32.3圆曲线设置目的:改变线路方向 列车靠钢轨导向。通过曲线时,轮轨间产生很强的作用力。摇摆、振动、撞击、挤压主要与半径R有关,而半径与工程量有很大关系。第14页/共61页2.3.12.3.1曲线半径对工程和运营的影响曲线限制速度 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:增加线路长度 第15页/共61页第16页/共61页降低粘着系数机车通过时,车轮在钢轨上的纵向、横向滑动加剧,粘着系数降低轨道需要加强R600时,横向冲击力加大,轨道要加强,要设置轨撑、轨距杆
6、来增加外侧道床的宽度增加接触导线的支柱数量R越小,中心线与接触导线的矢度越大,支柱间间距应该减小 第17页/共61页 曲线半径对运营的影响增加轮轨磨耗轮轨间的纵向横向滑动、挤压,使磨耗增加。半径越小,磨耗越大。维修工作量加大小半径曲线地段,轨距、方向容易错位第18页/共61页行车费用增加小半径曲线限制列车速度 列车通过曲线时,需要减速、限速、加速,机车需要 额外做功,使得运行时分和行车费用增加。小半径曲线使线路加长、总偏角加大,导致曲线阻力 功加大,行车费用增加。第19页/共61页2.3.22.3.2最小曲线半径的选定最小曲线半径的选定意义:铁路主要技术标准之一对工程量和运营条件有重大影响最小
7、曲线半径的计算式 客车货车共线 客车:保证舒适条件 货车:不致引起轮轨严重磨耗 旅客舒适条件列车以最高速度通过时,欠超高不能大于允许值 第20页/共61页轮轨磨耗条件确定因素:行车速度,实设超高外轨超高 均方根速度客车速度Vmax 欠超高允许值货车速度Vh 过超高允许值 取 进整为50米的整倍数+第21页/共61页选定最小曲线半径的影响因素路段设计速度最小曲线半径要满足各个路段的需要货车通过速度坡度越陡,列车速度越慢。曲线上,外轨超高受允许过超高的制约地形条件平原微丘R宜大山岳地区R宜小用足坡度地段R越小,线路额外展长,工程费用增加 第22页/共61页2.3.32.3.3曲线半径的选用曲线半径
8、的选用曲线半径系列一般为50或100米的整倍数,特殊为10米的整倍数选用原则因地制宜,由小到大合理选用结合纵断面特点合理选用坡度平缓地段和凹形纵断面坡底,列车速度高,半径宜大长大坡道、凸形纵断面的坡顶及双方向均需停车的 大站两端,半径可以小一些足坡长大坡道顶部和进站前用足坡度上坡的地段,半径不宜过小小半径曲线宜集中设置 第23页/共61页2.3.42.3.4缓和曲线保证行车平顺作用 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 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 半径小于350米时,轨距由标准轨距变动到加宽后的轨距线型直线型超高顺坡的三次抛物线第24页/共
9、61页长度保证超高顺坡不致使车轮脱轨保证超高时变率不致影响旅客舒适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选用结合半径、设计速度、地形选用,尽量选 用较长的。两缓和曲线间圆曲线的最小长度与夹直线相同 第25页/共61页2.3.52.3.5线间距离限界种类:机车车辆限界机车车辆不同部位宽度和高度的 最大轮廓尺寸线。直线建筑接近限界铁路两侧建筑物和设备在 任何情况下不得侵入的轮 廓尺寸线。隧道建筑限界桥梁建筑限界 第26页/共61页区间直线地段的线距第一、二线的线距 最小线距:其中 1700机车车辆的限界半宽 100信号限界宽 400不限速会车的安全量第二、三线的线距 取为5.3m
10、 其中 2440直线建筑接近限界半宽 410信号机最大宽度 第27页/共61页区间曲线地段线距加宽加宽原因车体长转向架中心距曲线半径为R车辆在曲线上时,车辆中部向内凸W1,两端向外凸W2 第28页/共61页曲线上设有外轨超高,使车体向内侧倾斜W3 加宽值计算 时,时,外侧车体的内倾量大于内侧 第29页/共61页加宽方法对于新建双线并行地段的曲线,加长内侧曲线的缓和曲线长度,外侧缓和曲线长度lw取规定值。内移距线距加宽所以内侧缓和曲线长度取为10米的整倍数第30页/共61页曲线毗连地段,夹直线较短,偏角过大,不能过多 加长内侧线的缓和曲线长。内外线采用相同的缓和曲线长度,加宽曲线两端夹 直线段的
11、线间距。第31页/共61页3 3 区间线路纵断面设计重要概念:坡段长度,坡度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 ()第32页/共61页 设计步骤:在平面设计一栏中,填入平面设计的资料,按纵断面图的格式,绘制线路平面图。根据平面图的等高线,将千(百)米标及地形变化点点绘在纵断面图上,连成地面线。用直尺沿地面线上下移动,使填挖方较小,从而定出坡段长度和坡度值。以上为纵断面设计的大致步骤,具体设计时,还包括确定最大坡度、坡段长度、坡段连接和坡度折减等一系列具体问题,需要在设计过程中进一步协调配合。第33页/共61页
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