某铁路选线设计

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1、第1章绪论1.1概述铁路建设是一项牵涉面广，影响因素多，技术层次高的复杂的系统工程，是 一项以线路为纽带包括经济、行车、桥梁、隧道、轨道、路基、站场等有关专业 或工程，以及站后通信信号、机车车辆、电力、给排水、房屋建筑、施工组织、 概预算等多学科、多工种、多专业综合运行联合开展工作的庞大的系统工程。对于铁路建设应当为总体设计，总体设计实质是针对一条铁路建设的系统规 划设计，在这个系统规划指导下，是铁路整个设计过程达到协调最好、周期最短、 成本最低，并得到最优的设计成果。铁路的总体设计中以铁路选线设计最为关键。1.2.我国铁路选线设计的基本任务铁路建设是一项牵涉面大、影响因素多、技术层次高的复杂

2、的系统工程，是 一项以线路为纽带，包括经济、行车、桥梁、隧道、轨道、路基、站场等有关专 业或工程，以及站后通信信号、机车车辆、电力、给排水、房屋建筑、施工组织、 概预算等多学科、多工种、多专业综合运行并联合开展的庞大的系统工程。所以， 总体设计实质是针对一条铁路建设的系统规划设计，在这个系统规划指导下，使 铁路整个设计过程达到协调最好、周期最短、成本最低，并得到最优的设计成果。综合性的铁路选线设计即铁路总体设计，是一项关系到全局的总体性工作， 其工作目标是提出质量可靠的设计文件，以保障铁路投资的经济效益。铁路设计 是一项涉及面广、技术比较复杂的工作，必须按照规定的程序进行勘测，提供设 计需要的

3、资料。铁路设计所需要的资料包括经济资料（如设计线的客运量、货运量、地方运 量与止痛运量的比重、车站装卸量等）与技术资料（如铁路沿线的地形、地质、 气象等）两类。经济资料与技术资料分别通过经济勘察和技术勘测获得。铁路总体设计的基本任务是：其一：根据国家政治、经济、国防的需要，结 合线路经过地区的自然条件、资源分布、工农业发展等情况，规划线路的基本走 向，选定铁路的主要技术标准；其二：根据沿线的地形、地质、水文等自然条件， 村镇、交通、农田、水利设施等具体情况，线路的空间位置，并在保证行车安全 的前提下，力争提高线路质量，降低工程造价，节约运营支出；其三：与其他各 专业共同研究，布置线路上各种建筑

4、物，如车站、桥梁、隧道、涵洞、路基、挡 墙等，并确定其类型或大小，使其总体上互相配合，全局上经济合理，为下一步 单项设计提供条件。1.3我国铁路基本建设程序1988年铁道部制定的铁路基本建设工程设计程序改革实施方案和2007 年8月发布的铁路建设项目预可行性研究、可行性研究和设计文件编制方法 规定：铁路大中型建设项目应在决策阶段开展与可行性研究和可行性研究。在项 目实施阶段开展初步设计和施工图设计。小型项目或工程简易的建设项目可适当 简化，可不编制预可行性研究文件，设计可按一阶段设计，即施工图设计，文件 深度应满足项目决策和工程实施的要求，同时加强铁路建成后的后评估工作。预可行性研究：预可行性

5、研究文件是项目立项的依据，应按铁路建设的长远 规划，充分利用国家和行业资料，经调查踏勘后编制。在预可行性研究中，要从 宏观上论证项目的必要性，为项目建议书提供必要的基础资料。其内容和深度主 要包括：系统研究建设项目在路网及交通运输中的意义和作用，论证项目的必要 性；解决拟建规模、线路起讫点和线路走向方案；提出主要技术标准、各项主要 技术设备设计原则的初步设计意见和主要工作内容；对相关工程和外部协作条件 作初步分析；提出建设时机及工期、主要工程数量、投资估算、资金筹措设想； 初步进行经济评价；从宏观上分析对自然和社会环境的影响。可行性研究：可行性研究是项目决策的依据，应根据批准的项目建议书，从

6、技术可行性、经济合理性上进行全面深入的论证，采用初测资料编制。其内容和 深度主要包括：解决线路方案、接轨点方案、建设规模、铁路主要技术标准和主 要技术设备的设计原则；进一步落实各设计年度的客货运量，提出主要工程数量、 主要设备概数、主要材料概数、用地及拆迁概数、建设工期、投资估算、资金筹 措方案、外资使用方案、建设及经营管理体制的建议；深度进行财务评价和国民 经济评价和国民经济评价；阐述对环境与水土保持的影响和防治的初步方案，以 及节约能源的措施。可行性研究的工程数量和投资估算要有较高的精度。初步设计:初步设计文件是项目建设的主要依据，应根据批准的可行性研究， 采用定测资料编制。其内容和深度主

7、要包括：解决各项工程设计原则、设计原则 和技术问题；提出工程数量、主要设备数量、主要材料数量、用地及拆迁数量、 施工组织设计及总概算；确定环境保护和水土保护措施。初步设计文件经审查、 修改、批准后，作为控制建设总规模和总概算的依据，应满足工程招标承包，设 备采购、征用土地和进行施工准备的需要。初步设计概算与国家批复的投资估算 差额不应大于10%。施工图：施工图文件是工程实施和验收的依据，应根据已审批的初步设计和 补充定测资料编制。施工图为施工提供需要的图表和必要的设计说明，详细说明 施工时应注意的具体事项和要求，并编制投资检算。工程施工和设备安装：建设单位根据设计文件，进行工程施工和设备安装。

8、验交投产：由建设单位会同设计、施工和铁道部有关单位组织验收，验收合 格，铁路交通管理局投入运营，基本建设阶段结束。后评估：在铁路运营若干年后，由建设单位会同有关部门对立项决策、设计 决策、设计质量、施工质量、技术经济指标、投资和经济效益等进行后评估，以 总结经验，提高决策水平。1.4研究内容(1) 线路平面设计：采用导向线定线法确定线路走向，根据直线设计原则和曲线设计原则确定线 路具体位置。(2) 线路纵断面设计：根据地形条件、限制坡度、牵引种类设计线路坡段长度，在线路变坡点处设 置合适的竖曲线。(3) 路基横断面设计：.根据地形条件和经济情况选择合适的断面形式。(4) 路基土石方调配：根据做

9、好的线路横断面图和纵断面图进行路基土石方的调配。(5) 绘制设计图纸：做出线路平面设计图，纵断面图，和几个典型的路基横断面图。第2章线路平面设计2.1设计技术指标本设计的主要技术指标有：铁路等级为二级，双线，限制坡度15%。，最小 曲线半径800 m，到发线有效长度1050m，采用电力牵引，地质条件为沙加卵石(中密卵石土)，容重Y=19.6KN/m3,最大行车速度V=120km/h，道床采用碎石 道床。2.2概述线路的空间是由它的平面和纵断面决定的。线路平面是线路中心线在水平面 上的投影，表示线路平面位置。各设计阶段编制的线路平面图是线路设计的基本 文件。各设计阶段的定线要求不一样，平面图的详

10、细程度也各有区别，绘制时应 遵循铁路行业制定的线路标准图示。简明平面图中，等高线表示地形和地貌特征，村镇、道路等表示地物特征。 图中粗线表示线路平面、标出里程、曲线要素(转角a、曲线半径R等)、车站 和桥隧特征等资料。线路平面设计必须满足以下三方面的基本要求：(1) 必须保证行车安全和平顺。主要指：不脱钩、不脱轨、不途停、不运 缓与旅客乘车舒适等，这些要求反映在铁路线路设计规范(简称线规)规 定的技术标准中，设计要遵循线规规定。(2) 应力争节约资金。既要力争减少工程数量、降低工程造价；又要考虑 为施工、运营、维修提供有利条件，节约运营支出。从降低工程造价考虑，线路 最好顺地面爬行，但因起伏弯

11、曲太大，给运营造成困难，导致运营支出增大；从 节约运营支出考虑，线路最好又平又直，但势必要增大工程数量，提高工程造价。 因此，设计时必须根据设计线的特点，分析设计路段的具体情况，综合考虑工程 和运营的要求，通过方案比较，正确处理两者之间的矛盾。(3) 既要满足各类连珠无的技术要求，还要保证它们协调配合、总体布置 合理。铁路上要修建桥涵、车站、隧道、路基、道口和支挡、防护等大量建筑物， 线路平面设计不但关系到这些建筑物的类型选择和工程数量，并且影响其安全稳 定和运营条件。因此，设计时不仅要考虑各类建筑物的技术要求，还要从总体上 保证这些建筑物相互协调、布置合理。2.3导向线定线导向线是利用两脚规

12、在小比例尺地形图上定出来的，其定线步骤如下：(1) 根据地形图上等高距(m)，计算出线路上升Ah需要的引线距离一定 线布距 (km)，即l=Ah/id(2-1)式中，id为定线坡度,id=imaxi(%)。Ai为曲线和隧道坡度折减的平均值， 视地形、地质困难情况可取0.05imax0.15imax。(2) 参照规划的纵断面，在地形图上选择合适的车站位置，从紧坡地段的 车站中心开始，向前进方向绘出半个站坪长度(Lz/2)，作为导向线的起点(或由 预定的其它控制点开始)。(3) 按地形图比例尺，取两脚规开度为Al，将两脚规的一只脚，定在起点 或附近地面高程与设计路肩高程相近的等高线上，再用另一脚截

13、取相邻的等高 线。如此依次前进，在等高线上上截取很多点，将这些点连成折线，即为导向线。 在同一起讫点间，有时可定出若干条导向线，应取较接近直线的那个。在设计中根据地形图可得 h=1m，Ad取0.15imax即2.25,将数据代入式(2-1) 得定线步距 1=1/ (15-15X0.15) =74.1m2.4定线原则及注意事项1. 定线原则地形条件、特别是地面平均自然坡度的大小，对线路位置和定线方法影响很 大。定线时应分两种情况区别对待：(1) 采用的最大设计坡度大于地面平均坡度地段称为缓坡地段。缓坡地段 线路不受高程障碍的限制，这时主要矛盾在平面一方。只要注意避绕平面障碍， 按短直方向定线，即

14、可得到合理的线路位置。(2) 采用的最大坡度小于或等于地面平均自然坡度的地段为紧坡地段。紧 坡地段线路不仅受平面障碍的影响和限制，更主要的是受到高程障碍的控制，这 时主要矛盾在纵断面一方。选线时要根据地形变化情况，选择地面平均自然坡度 与最大坡度基本吻合的地面定线，有意识地将线路展长，使其能达到预定的高程。2. 定线注意事项(1) 平面设计要符合线规的有关规定，并力争为运营创造良好的条件。2式中：(2) 站坪外第一个竖曲线和缓和曲线均不应侵入站坪，且保证车站两端的 平面缓和曲线与纵断面的竖曲线不重合，这样必须保证车站站坪末端与站外第一 个平曲线的转点之间的直线长度不小于：=5Ai；竖曲线切线长

15、(m)，当=10000m时， 平面缓和曲线长(m)；圆曲线切线长(m)。(3) 曲线毗邻地段，应保证必要的夹直线长度()，纸上定线时，仅绘出圆 曲线，相邻圆曲线端点(YZ、ZY)间直线段距离应满足：夹直线长度不够时，应修改线路平面。首先考虑减少曲线半径或选用较短的 缓和曲线长度；其次可考虑改移夹直线的位置，以延长两转点之间的直线长度和 减少曲线偏角。(4) 竖曲线和缓和曲线不应重叠。为了保证竖曲线不与平面缓和曲线重叠， 进行纵断面设计时，边坡点离开缓和曲线起终点的距离不应小于竖曲线的切线长 度。(5) 注意正确进行最大坡度折减，不允许出现超限坡度。根据要求，区间 限制坡度为12%。，在定线时不

16、允许出现超此限制坡度的情况。(6) 线路跨越河流时，要力争线路与河流正交。铁山河自南向北，线路要 尽力自西向东，才能与河流正交。(7) 沿河谷定线时，不应将线路定在河谷中心；线路跨越河谷时，斜交角 度不应太小，以免加长桥涵长度。(8) 确定隧道洞口位置时，应贯彻“早进洞、晚出洞”的原则。洞口不宜 设在沟心，应尽可能将洞口线路选在沟谷一侧与等高线正交处。洞口挖方高度不 宜太大，应尽可能控制在1214m范围内，洞顶最高处应有足够的覆盖厚度， 本设计控制在2530m。在朱家庄南侧附近可能需要修建隧道，在设计时要遵循 以上原则进行设计。(9) 坡段长度应取50m的整数倍：紧迫地段设计坡度取0.1%的整数倍； 缓坡地段的设计坡度取0.5%的整数倍。(10) 当比较方案和基本方