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1、2018/10/23,1,选线设计, 线路平面和纵断面设计,土木工程学院 道路与铁道工程系 易思蓉,四川成都二环路北一段111号 电话:028-87600623,87602879 邮编:610031 Email:,2018/10/23,2,线路平面和纵断面设计,学习要点 了解线路中线、线路平面、线路纵断面的含义、设计的基本要求、平面-纵断面图的意义 理解线路平面、纵断面各项技术参数的含义及确定原则 掌握最小曲线半径、缓和曲线、夹直（圆）线长度、最大坡度、最小坡段长度、竖曲线半径等线路主要技术标准的确定原理 掌握最大坡度折减原理和方法 了解线间距确定原理和方法,2018/10/23,3,铁路线路
2、的基本概念,铁路线路平面设计是指设计铁路线路空间曲线在地形平面的投影。通过灵活设计线路的直线、圆曲线和缓和曲线等技术参数，不仅可以使设计线满足铁路行车安全、平稳和舒适的条件，同时可使得工程和运营条件达到最佳。因此，铁路线路平面设计是选线设计的一个重要组成部分。,2018/10/23,4,铁路线路的基本概念,线路中心线,线路的空间位置是由它的平面和纵断面决定的。,用路基横断面上的O点在纵向的连线表示的。O点为距外轨半个轨距的铅垂线AB与路肩水平线CD的交点。,2018/10/23,5,线路平面的概念,线路平面线路纵断面铁路设计的基本文件 线路平面图、线路纵断面图,是沿线路中心线所作的铅垂剖面展直
3、后、线路中心线的立面图，表示线路起伏情况，其高程为路肩高程。,线路中心线在水平面上的投影，表示线路平面状况。,2018/10/23,6,线路设计的基本要求,保证行车安全和平顺 主要指：不脱钩，不断钩，不脱轨，不途停，不运缓与旅客乘车舒适。 力争节约资金 综合考虑工程和运营的影响，力争达到达到最佳投资效益。 合理布置建筑物 既要满足各类建筑物的技术要求，还要保证它们协调配合、总体布置合理,2018/10/23,7,区间线路平面设计,2018/10/23,8,平面组成及基本线形,列车运行轨迹的基本特征 1）列车运行轨迹应当是连续且圆顺的，即在任何一点上不出现错头和破折； 2）其曲率是连续的，即轨迹
4、上任一点不出现两个曲率变化率的值； 3）其曲率的变化率是连续，机轨迹上任一点不出现两个曲率变化率的值。,2018/10/23,9,平面组成及基本线形,基本线形 线路平面由曲线和与之相切的直线组成。铁路曲线由圆曲线和缓和曲线构成。,2018/10/23,10,平面组成及基本线形,基本线形 线路平面由曲线和与之相切的直线组成。铁路曲线由圆曲线和缓和曲线构成。,0,R,R,YZ,ZH,HY,YH,ZY,YH,直线,缓和曲线,圆曲线,半径变化,=R,=R,R,T,曲线与直线的连接,2018/10/23,11,平面组成及基本线形,2018/10/23,12,平面组成及基本线形,2018/10/23,13
5、,平面组成及基本线形,2018/10/23,14,绕避村镇,曲线展线克服高程,绕避障碍,曲线的利用,2018/10/23,15,平面组成及基本线形,纸上定平面的方法 在地形图上选定控制线路走向的控制点； 用直线连接相邻控制点；,2018/10/23,16,直线,直线设计的一般原则 根据地形地物条件，使直线与曲线相互协调 力争设置较长直线，减少交点个数，以缩短线路长度，改善运营条件 力求减少交点转角的度数,2018/10/23,17,直线,两相邻曲线间的夹直线长度 夹直线是指相邻两曲线间的直线段，即前一曲线的终点（HZ1）与后一曲线的起点（ZH2）间的直线,2018/10/23,18,直线,两相
6、邻曲线间的夹直线长度 最小夹直线长度 满足养护维修的要求 不小于23节钢轨：LJmin50m75m，不小于25m; 线形连续性：判明直线或曲线，应大于50m； 大型养路机械：不应小于5070m,2018/10/23,19,直线,两相邻曲线间的夹直线长度 最小夹直线长度 车辆横向摇摆不致影响行车平顺 夹直线长度不宜短于23节客车长度 客货共线铁路：夹直线长度不宜短于48.076.5m 高速客运专线：夹直线长度不宜短于5684m,2018/10/23,20,直线,两相邻曲线间的夹直线长度 最小夹直线长度 车辆振动不致影响旅客舒适 ttZ = nT 为具有时间量纲的系数，我国的取值为：客货共线铁路，
7、当Vmax160km/h，140km/h时，一般取0.8，困难取0.5；当Vmax120km/h时，一般取0.6，困难取0.4。客运专线铁路，一般取0.8，困难取0.5。,LJVmax （m）,2018/10/23,21,表31 夹直线及圆曲线最小长度（m）,直线,2018/10/23,22,直线,两相邻曲线间的夹直线长度 夹直线长度的保证夹直线长度LJ =相邻两曲线交点之间的距离-T1-T2相邻两圆曲线端点（YZ1，ZY1）间：Ll01/2 + LJmin + l02/2,2018/10/23,23,圆曲线,曲线图示,概略设计的平面,详细设计的平面,2018/10/23,24,圆曲线,曲线要
8、素 对于未加设缓和曲线的圆曲线, Ty=Rtan (m),2,R Ly= (m),180, Ey=R(sec - 1) (m)2,2018/10/23,25,圆曲线,曲线要素 加设缓和曲线后的曲线, T=（R+P）tan + m (m)2,(-20)R R L= + 2l0 + l0 (m)180 180, E=(R+P)sec - R (m)2,2018/10/23,26,曲线上各主点里程,ZH（直-缓）点里程在平面图上量得； HZ（缓-直）里程=ZH里程+L（曲线长度） HY（缓-圆）里程=ZH里程+ l0 YH（圆-缓）里程=HZ里程- l0,圆曲线,2018/10/23,27,圆曲线,
9、曲线上各主点里程,ZY（直-圆）里程=ZH（直-缓）+l0/2,YZ（圆-直）里程=HZ（缓-直）-l0/2,2018/10/23,28,最小曲线半径,曲线超高的设置,2018/10/23,29,最小曲线半径,曲线超高的定义 外轨超高是指曲线外轨顶面与内轨顶面水平高度之差。,2018/10/23,30,最小曲线半径,曲线超高的设置,（m/s2）,h曲线外轨超高,2018/10/23,31,最小曲线半径,曲线超高的设置 曲线超高的作用 抵消惯性离心力的作用 达到内外两股钢轨受力均匀 使垂直磨耗均等 满足旅客舒适感 提高线路稳定性和安全性。,2018/10/23,32,最小曲线半径,外轨提高法,线
10、路中心高度不变法,2018/10/23,33,最小曲线半径,曲线超高的设置 超高计算公式,（m/s2）,（m/s2）,令：,即 ：,2018/10/23,34,最小曲线半径,曲线超高的设置 外轨超高公式,对于标准轨距线路超高,2018/10/23,35,最小曲线半径,曲线超高的设置 平均速度计算 既有铁路在新线设计和施工,速度系数，在客货共线一般地段采用0.80，单线上、下行速度悬殊地段可采用0.65。客运专线铁路根据运输模式和旅客列车设计速度确定，一般为0.550.80。,2018/10/23,36,最小曲线半径,实设超高计算 实设超高计算公式取为0.8,2018/10/23,37,最小曲线
11、半径,最大超高允许值 最大超高的影响因素 安全因素：即车辆在有超高的曲线中停车或低速通过时，如果从曲线外侧来风不会使车辆向内侧颠覆； 舒适度：即旅客不会因车辆的倾斜而感到不舒服。,2018/10/23,38,最小曲线半径,最大超高允许值 最大超高的影响因素安全因素n=S/2:e,n=1，临界状态 n1，稳定状态,e,2018/10/23,39,最小曲线半径,安全因素确定的最大超高值 由则,2018/10/23,40,最大超高允许值,安全安全确定的最大超高值 保证稳定状态的超高值为：,若取n=3,保证稳定状态的超高值为：,H车体重心至轨顶面高，货车为2220mm，客车为2057.5mm； 高速动
12、车为1370mm.,(mm),2018/10/23,41,最大超高允许值,2018/10/23,42,最小曲线半径,最大超高允许值 最大超高的影响因素 舒适度：旅客不会因车辆的倾斜而感到不舒服 当列车停在超高为200mm及以上的曲线上时，部分旅客感到站立不稳、行走困难且有头晕不适之感 最大超高允许值 客货共线铁路 一般线路地段：150mm； 单线铁路上、下行速度悬殊地段：125mm。 客运专线铁路 一般线路地段：170180mm,2018/10/23,43,最小曲线半径,O,未被平衡的超高度,2018/10/23,44,最小曲线半径,未被平衡的超高度,hQ,VVp,hG,VVp，离心力向心力，
13、超高不足，称为欠超高；当VVp，离心力向心力，超高过大，称为过超高； 欠超高和过超高通称为未被平衡的超高。,2018/10/23,46,最小曲线半径,未被平衡的超高度 未被平衡的欠超高未被平衡的过超高,2018/10/23,47,最小曲线半径,未被平衡的超高度允许值 未被平衡的欠超高 客货共线铁路 一般取70 mm， 困难时取90 mm 既有线提速改造时可取110 mm 客运专线铁路,表32 客运专线欠超高最大允许值（mm）,2018/10/23,48,最小曲线半径,未被平衡的超高度允许值 未被平衡的过超高 客货共线铁路 一般取30 mm， 困难时取50 mm 客运专线铁路与欠超高相同,表32
14、 客运专线过超高最大允许值（mm）,2018/10/23,49,最小曲线半径,未被平衡的超高度允许值 摆式车辆的补偿欠超高和舒适度未被平衡离心加速度（对车体）(g)； 未被平衡离心加速度（对旅客）(g)； 倾斜角（弧度）,例如车体倾斜5补偿未被平衡离心力是0.087g。从加在车体上的未被平衡离心加速度中减去0.087g(相当于92mm超高度)，剩余部分就是旅客所感受到的未被平衡的离心加速度。,2018/10/23,50,最小曲线半径,2018/10/23,51,最小曲线半径,最小曲线半径计算公式 旅客舒适条件,11.8Vmax2 Rmin1= (m)hmax + hQY,2018/10/23,
15、52,最小曲线半径,最小曲线半径计算公式轮轨磨耗均等条件,11.8(Vmax2- VJF2) 高速通过时：Rmin1= (m)hQY,11.8(VJF2- VH2) 低速通过时：Rmin2= (m) hGY,11.8(Vmax2- VH2) 上两式相加：Rmin3= (m)hQY + hGY,Rmin=maxRmin1, Rmin1, Rmin3,2018/10/23,53,最小曲线半径,最小曲线半径选择 影响因素 设计线的运输性质 运行安全 设计速度 地形条件,2018/10/23,54,最小曲线半径,最小曲线半径选择 最小曲线半径取值,表33 最 小 曲 线 半 径 值,注：括号内数字为特殊条件下，经技术经济比选后方可采用的个别曲线半径。,2018/10/23,55,曲线超高的允许设置范围,使客车产生的欠超高和货车产生的过超高不超过其相应的允许值,
