線路平面和縱斷面設(shè)計

第二章線路平面和縱斷面設(shè)計

本章主要內(nèi)容：縱斷面設(shè)計特殊地段平縱斷面設(shè)計線路平面圖和詳細(xì)縱斷面圖1第一節(jié)概述

一、認(rèn)識線路平、縱、橫斷面的對應(yīng)關(guān)系

如圖所示，路基橫斷面上距外軌半個軌距的鉛垂線AB與路肩水平線CD的交點O在縱向上的連線，稱為線路中心線。圖2—1路基橫斷面寬2軌距加寬時線路中心線示意3線路位置示意圖4

二、線路中線

首先來看一個線路走向的例子：5三、線路平縱斷面設(shè)計的基本要求

(1)必須保證行車安全和平順。即要要遵守《線規(guī)》的各項規(guī)定。(2)應(yīng)力爭節(jié)約資金。設(shè)計時必須根據(jù)設(shè)計線的特點，分析設(shè)計路段的具體情況，綜合考慮工程和運營的要求、通過方案比較，正確處理兩者之間的矛盾。

(3)既要滿足各類建筑物的技術(shù)要求，還要保證它們協(xié)調(diào)配合、總體布置合理。6左圖：以橋代路右圖：繞避障礙沿路爬行7四、認(rèn)識線路平、縱斷面圖8我國鐵路曲線的基本形式是：直線——緩和曲線——圓曲線——緩和曲線——直線第二節(jié)區(qū)間線路平面設(shè)計一、線路平面組成線路平面直線曲線圓曲線緩和曲線9二、平面曲線要素

1．概略定線時未加設(shè)緩和曲線平面曲線要素計算(m)(m)(m)QZ10HZ2．詳細(xì)定線時平面曲線要素計算式中：內(nèi)移距：切垂距：mZY11ZYZHHYYHHZYZmmmm12線路縱斷面圖平面曲線表示示意圖左偏左偏右偏右偏右偏右偏左偏左偏13紙上定線時，在相鄰兩直線之間需用一定半徑的圓曲線連接，并使圓弧與兩側(cè)直線相切。曲線半徑的選配，可使用與地形圖比例尺相同的曲線板，由大到小選用合理的半徑。一般先繪出兩相鄰的直線段，然后選配中間的曲線半徑，量出偏角，再計算曲線要素和起訖點里程。14

曲線各起訖點(主點)里程可按下列方法推算：(1)由各交點坐標(biāo)計算交點間間距；(2)計算各曲線要素，由切線長T在圖中標(biāo)出各曲線主點位置，在順線路下行方向曲線內(nèi)側(cè)畫一垂直線路的線段。(3)根據(jù)交點間距和T，得到曲線起點至線路起點距離，從而計算出曲線起點里程，字頭向左朝向起點方向標(biāo)出里程；交點間距1TZH+257.63交點間距215交點間距1TZH+257.63交點間距2(4)根據(jù)曲線長度L和曲線起點里程，由公式HZ=ZH+L計算出曲線終點里程，同時標(biāo)出里程；(5)其他主點(HY、YH)里程，由公式HY=ZH+l0、YH=HZ–l0

，計算后用尺量得；HZ+874.56HY+407.63YH+724.56(6)下一曲線計算同前，只是要計算出曲線起點至前一曲線終點的距離，得到曲線起點的里程，以后方法同前。T11T2ZH+***.**16三、直線要求：較長的直線段，較小的曲線偏角，縮短線路長度，改善運營條件，降低運營支出。夾直線：在地形困難、曲線毗連地段，兩相鄰曲線間的直線段，即前一曲線終點(HZ1)與后一曲線起點(ZH2)間的直線，稱為夾直線。同向曲線反向曲線17

1．夾直線長度的確定夾直線長度應(yīng)力爭長一些，為行車和維修創(chuàng)造有利條件。但為適應(yīng)地形節(jié)省工程，需要設(shè)置較短的夾直線時，其最小長度受下列條件控制：(1)線路養(yǎng)護要求。不宜短于50～75m；地形困難時，不短于25m。

(2)行車平穩(wěn)要求。不宜短于2~3節(jié)客車長度，即不宜短于48.0~76.5m；同時夾直線長度應(yīng)滿足車輛通過時，轉(zhuǎn)向架彈簧在緩直點和直緩點產(chǎn)生的振動不疊加，使旅客感覺舒適。18表2—1夾直線及圓曲線最小長度（m）路段旅客列車設(shè)計行車速度(km/h)16014012010080圓曲線或夾直線最小長度(m)130(80)110(70)80(50)60(40)50(30)注：括號內(nèi)的數(shù)值為特殊困難條件下經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比選后方可采用。改建既有線和增建第二線的并行地段，一般應(yīng)采用上述標(biāo)準(zhǔn)。特殊困難條件下，對旅客列車設(shè)計行車速度小于100km/h的地段有充分的技術(shù)經(jīng)濟依據(jù)時，夾直線及圓曲線長度可不受上表的數(shù)值限制，但不得小于25m。1920

2．夾直線長度的保證紙上定線時，通常僅繪出圓曲線而不繪出緩和曲線。因此，為了保證有足夠長度的夾直線，相鄰兩圓曲線端點(YZ1與ZY2)間夾直線長度LJ應(yīng)滿足下列條件：式中LJmin——夾直線最小長度(m)，按表2—1取值；

l01、l02——相鄰兩圓曲線所選配的緩和曲線長度(m)。

夾直線長度不夠時，應(yīng)修改線路平面。如減小R或選用較短的l0；或改移夾直線的位置；當(dāng)同向曲線間夾直線長度不夠時，可采用一個較長的單曲線代替。213．夾直線長度不足時的平面改建方法減小曲線半徑或縮短緩和曲線長度22扭轉(zhuǎn)公切線位置23同向曲線二合一24四、圓曲線

(一)曲線超高

1．曲線超高的作用及設(shè)置方法

曲線超高是曲線外軌頂面與內(nèi)軌頂面的水平高度之差。列車在曲線上行駛時，由于離心力的作用，將列車推向外股鋼軌。為抵消離心力將曲線外軌適當(dāng)抬高，使列車自身重力產(chǎn)生的水平分力抵消離心力，使內(nèi)外兩股鋼軌受力均勻和垂直磨耗均等，滿足旅客舒適感，提高線路的穩(wěn)定性和安全性。25曲線超高的設(shè)置方法主要有外軌提高法和線路中心高度不變法兩種。2．曲線超高值的計算曲線超高的大小由列車通過時離心力的大小確定。如圖所示：離心力C

=mv2/R由兩相似三角形有：將v用V代替：V=3.6v，S為兩股鋼軌中心距，S=1500mm，g=9.81m/s2，代入上式得：26對于任一半徑的曲線，其外軌超高值的大小與列車運行速度的平方成正比。但實際線路上運行的列車種類不同，各種列車的運行速度也不相同。在既有線上，考慮各類列車的數(shù)目、重量和速度可用均方根速度表示：新線設(shè)計與施工時，均方根速度有：(km/h)(mm)(km/h)27式中

Vmax——通過曲線的最大行車速度(km/h)；

β——速度系數(shù)，根據(jù)我國統(tǒng)計資料，一般地段采用0.80，單線上、下行速度懸殊地段可采用0.65。實設(shè)超高為：(mm)我國《線規(guī)》和《修規(guī)》規(guī)定：最大超高為150mm；在單線鐵路上，上、下行列車速度相差懸殊的地段，最大超高為125mm。

3．未被平衡超高允許值當(dāng)通過列車速度V不等于VJF時，就會產(chǎn)生未被平衡的離心力，相應(yīng)產(chǎn)生未被平衡的超高：28欠超高：(mm)過超高：(mm)未被平衡的超高使內(nèi)外軌產(chǎn)生偏載，引起內(nèi)外軌不均勻磨耗，并影響旅客的舒適度。因此必須對未被平衡的超高加以限制?！毒€規(guī)》采用值為：hqy一般取70mm，困難時取90mm，既有線提速改造時可取110mm；hgy一般取30mm，困難時取50mm?！缎抟?guī)》采用值為：hqy一般應(yīng)不大于75mm，困難情況應(yīng)不大于90mm，hgy一般取30mm，困難時取50mm

。293．曲線超高的允許設(shè)置范圍應(yīng)不大于最大超高且不小于最小起高，即：使客車不產(chǎn)生過超高和貨車不產(chǎn)生欠超高，即：使客車產(chǎn)生的欠超高和貨車產(chǎn)生的過超高不超過其相應(yīng)的允許值，即：30(二)曲線半徑對工程和運營的影響

1．曲線限速的計算

旅客列車在曲線上運行時，要產(chǎn)生離心加速度，而曲線外軌超高產(chǎn)生的向心加速度要抵消一部分離心加速度。末被平衡的離心加速度值，不能超過旅客舒適允許的限度。代入相應(yīng)極限值，則得曲線限速的計算公式為：(km/h)(km/h)312．曲線半徑對工程的影響(1)增加線路長度(2)降低粘著系數(shù)(3)軌道需要加強(4)增加接觸導(dǎo)線的支柱數(shù)量小半徑曲線增加線路長度示意圖32粘降后的機車牽引力軌撐軌撐33軌距桿加寬外側(cè)道床減小支柱間距343．曲線半徑對運營的影響(1)增加輪軌磨耗(2)維修工作量加大(3)行車費用增加曲線限速對行車費用影響示意圖35(三)最小曲線半徑的選定1．最小曲線半徑的計算式客貨列車共線運行鐵路的最小曲線半徑的計算，主要滿足旅客舒適度和輪軌磨耗均勻兩個條件。其數(shù)值應(yīng)采用其中的較大者，并取為50m的整倍數(shù)。

(1)旅客列車最高行車速度要求以最高速度通過時，最大欠超高不超過允許值。(m)36式中：Vmax——旅客列車最高行車速度(km/h)；分別取160，140，120，100，80km/h；

hmax——最大超高，取150mm；hqy——允許欠超高，一般取70mm；困難取90mm。(2)旅客舒適度與內(nèi)外軌均磨條件要求在客貨共線運行鐵路上，滿足舒適與均磨的曲線半徑應(yīng)符合不等式：Vh——貨物列車設(shè)計速度(km/h)；分別取90，80，70，60，50km/h；hgy——允許過超高，一般取30mm；困難取50mm。37(3)保證運行在曲線上的列車具有一定抗傾覆安全系數(shù)

參考國外資料，抗傾覆安全系數(shù)取為3，滿足此條件的公式由于很復(fù)雜，且計算出的最小曲線半徑值較前兩式小，所以這里不再考慮。2．最小曲線半徑選定的影響因素

(1)路段設(shè)計速度

(2)貨物列車通過速度(3)地形條件38393．《線規(guī)》擬定的最小曲線半徑線路平面的最小曲線半徑根據(jù)路段設(shè)計速度、工程條件以及運輸性質(zhì)和運輸需求比選確定，不得小于下表規(guī)定的數(shù)值。路段旅客列車設(shè)計行車速度(km/h)16014012010080最小曲線半徑(m)工程條件一般地段200016001200800600困難地段16001200800600500注：特殊困難條件下，在列車進、出站等必須減、加速地段有充分技術(shù)經(jīng)濟依據(jù)時，可采用與行車速度相匹配的曲線半徑。40改建既有線或增建第二線時的最小曲線半徑應(yīng)結(jié)合既有線標(biāo)準(zhǔn)比選確定。一般條件下不應(yīng)小于上表的規(guī)定，困難條件下，如按上述標(biāo)準(zhǔn)改建引起巨大工程時，可經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比選確定合理的改建方案，以節(jié)約工程投資。此時根據(jù)線路具體情況確定該路段旅客列車設(shè)計行車速度。

(四)曲線半徑的選用

1．曲線半徑系列為了測設(shè)、施工和養(yǎng)護的方便，曲線半徑一般應(yīng)取50、100m的整倍數(shù)，即12000，10000，8000，7000416000，5000，4500，4000，3500，3000，2800，2500，2000，1800，1600，1400，1200，1000，800，700，600，550，500m。不同設(shè)計路段的曲線半徑應(yīng)優(yōu)選下表規(guī)定范圍內(nèi)的序列值；困難條件下，可采用規(guī)定范圍內(nèi)10m的整數(shù)倍。線路平面曲線半徑優(yōu)先取值范圍路段設(shè)計速度(km/h)16014012010080曲線半徑(m)2500～50002000～40001600～30001200～2500800～200042

2．因地制宜由大到小合理選用選用的曲線半徑，應(yīng)既能適應(yīng)地形、地質(zhì)等條件，減少工程，又能利于養(yǎng)護維修，滿足行車速度要求，做到技術(shù)經(jīng)濟合理，一般優(yōu)先選用上表值。在地形困難、工程艱巨地段，小半徑曲線宜集中設(shè)置，以免列車頻繁限速，損失列車動能，增大能量消耗，惡化運營條件。

3．結(jié)合線路縱斷面特點合理選用如曲線位于平緩坡段、雙方向行車速度較高，應(yīng)采用優(yōu)先選用半徑；如曲線位于停車站的站外引線上，由于行車速度較低，為減少工程，可選用較小半徑。43作業(yè)：

1．雙線鐵路通過能力為什么不是單線鐵路的兩倍？2．某電力機車單機牽引的單線鐵路，采用半自動閉塞方式Tt=90min，tB=6min，tH=3min；普通貨物列車站間往返運行總時間為28min，Gj=2600t，折算的普通貨物列車對數(shù)是通過能力的80%，β=1.15，請計算輸送能力。

44

1：因為單線鐵路一般采用半自動閉塞，采用公式：(對/d)，而我國單線鐵路站間距離一般為8～15公里，普通貨物列車單程運行時分在10～15min，加上車站作業(yè)間隔時分，公式中的分母(運行圖周期)一般在30min以上；而雙線鐵路一般采用自動閉塞，采用公式：(列/d)，分母I

=8～10min，由兩公式可以看出分子相同，分母不是簡單的2倍關(guān)系。HBFWTttttTN+++-=1440ITNT-=1440452：取N=36（對/d）46五、緩和曲線

緩和曲線是設(shè)置在直線與圓曲線或不同半徑的同向圓曲線之間的曲率連續(xù)變化的曲線。緩和曲線的作用是：行車緩和；超高緩和；加寬緩和。設(shè)計緩和曲線時，有線形選擇、長度計算、如何選用和保證緩和曲線間圓曲線必要長度四個問題。(一)線形選擇

1．緩和曲線的線形緩和曲線線形近似于緩和曲線曲率的二次定積分，而曲率又和超高具有一定的比例關(guān)系。47(1)直線形超高順坡，緩和曲線為三次拋物線。(2)s形超高順坡。(3)中間為直線、兩端為二次拋物線的超高順坡。(4)半波正弦形超高順坡。(5)一波正弦形超高順坡。

3．我國采用的線形我國鐵路是客貨列車共線運行，行車速度不高，一直采用直線形超高順坡的三次拋物線緩和曲線線形。這種緩和曲線的優(yōu)點是線形簡單，長度較短，計算方便，易于鋪設(shè)養(yǎng)護。我國目前設(shè)計的鐵路，仍采用這種線形。48

如圖所示，三次拋物線形緩和曲線的參數(shù)方程、直角坐標(biāo)方程和外軌超高順坡坡度的計算式分別為

參數(shù)方程：

直角坐標(biāo)方程：超高順坡坡度：(‰)49

(二)緩和曲線長度計算緩和曲線長度影響行車安全和旅客舒適，擬定標(biāo)準(zhǔn)時，應(yīng)根據(jù)下列條件計算并取其較長者。

1．超高順坡不致使車輪脫軌

2．超離時變率不致使旅客不適

3．欠超高時變率不致影響旅客舒適(m)(m)(m)50綜和以上三式，緩和曲線長度l0的計算公式為：緩和曲線長度的計算結(jié)果應(yīng)進整為10m的整倍數(shù)。(三)緩和曲線長度的選用近幾年我國鐵路運營的調(diào)查資料表明，緩和曲線過短已成為提高旅客列車行車速度的限制條件之一。新規(guī)范納入了行車速度160km/h后，依據(jù)滿足運輸需求、路段設(shè)計速度以及適應(yīng)長遠(yuǎn)發(fā)展的要求，對緩和曲線長度標(biāo)準(zhǔn)進行了修正，一般應(yīng)優(yōu)選表一規(guī)定的數(shù)值，但最小緩和曲線長度不得小于表二規(guī)定的數(shù)值。(m)51表一緩和曲線長度(m)路段旅客列車設(shè)計行車速度(km/h)160140120曲線半徑(m)120004040401000050404080006040407000705040600070504050007060404500706040400080605035009070503000100805028001109060250012090602000150100701800170120801600190130901400—1501001200—1901201000——140800——18052表二最小緩和曲線長度(m)路段旅客列車設(shè)計行車速度(km/h)16014012010080工程條件一般困難一般困難一般困難一般困難一般困難曲線半徑(m)120004040202020202020202010000504030202020202020208000605040203020202020207000705050303020202020206000705050303020202020205000706060404030202020204500706060404030302020204000807060405030302020203500907070505040402020203000908070505040402020202800100908060504040302020250011010080706040403030202000140120908060505040302018001601401008070605040402016001701601101007060504040201400——1301108070604040201200——1501309080605040301000————12010070605030800————15013080705040700——————100906040600——————1201006050550——————1301106050500————————606053(四)緩和曲線間圓曲線的最小長度兩緩和曲線間圓曲線的最小長度，應(yīng)考慮養(yǎng)護和行車平穩(wěn)的要求。一般要滿足圓曲線或夾直線最小長度表的數(shù)值要求。在線路平面設(shè)計時，為保證圓曲線有足夠的長度，曲線偏角α、曲線半徑R和緩和曲線長度l0三者間應(yīng)滿足：(m)。在設(shè)計線路平面時，若圓曲線長度達(dá)不到規(guī)定值，則可采取加大半徑、減小緩和曲線長度、改動線路平面增大曲線偏角等措施，保證圓曲線長度滿足要求。54作業(yè)：1．線路平、縱斷面設(shè)計有什么基本要求？

2．夾直線不夠時，如何修改線路平面，試說出三種方法并配合圖形說明。

3．解釋緩和曲線，其作用是什么，我國采用的線形是怎樣的。4．曲線半徑對工程和運營的影響有哪些？

5．緩和曲線間圓曲線長度不夠時如何修改。55第三節(jié)區(qū)間線路縱斷面設(shè)計

1．坡段特征表示坡段特征主要由坡段長度和坡度值表示，如圖所示。

坡段長度Li為坡段兩端變坡點間的水平距離(m)。

坡度值i為該坡段兩端變坡點的高差Hi(m)與坡段長度Li(m)的比值，以千分?jǐn)?shù)表示，即：

坡度值i上坡取正值，下坡取負(fù)值。如坡度為10‰，即表示每千米上升10m。

(‰)1000·=iiLHi562．線路縱斷面設(shè)計問題線路縱斷面設(shè)計坡段長度設(shè)計最大坡度確定坡段連接處理坡度折減計算

一、線路最大坡度新建鐵路的最大坡度，在單機牽引路段稱限制坡度，在兩臺及以上機車牽引路段稱加力牽引坡度，其中最常見的為雙機牽引，稱雙機牽引坡度。57

限制坡度是單機牽引普通貨物列車，在持續(xù)上坡道上，最終以機車計算速度等速運行的坡度，它是限制坡度區(qū)段的最大坡度。據(jù)此計算貨物列車的牽引質(zhì)量。

加力牽引坡度是兩臺及以上機車牽引規(guī)定牽引噸數(shù)的普通貨物列車，在持續(xù)上坡道上，最后以機車計算速度等速運行的坡度，它是加力坡度路段的最大坡度。該路段的普通貨物列車牽引噸數(shù)，是按相應(yīng)限制坡度上用一臺機車牽引的計算值確定的。58限制坡度主要對設(shè)計線的輸送能力工程數(shù)量運營質(zhì)量具有重要影響。

(一)限制坡度

1．限制坡度對工程和運營的影響

(1)對輸送能力的影響由公式、可得：

ix

↑C

↓úú?ùêê?éˉˉTˉˉTHjNNGG59各種限制坡度的輸送能力60(2)對工程數(shù)量的影響

①平原地區(qū)

限制坡度值對工程數(shù)量一般影響不大，但在鐵路跨過需要立交的道路與通航河流時，因橋下要保證必要的凈空而使橋梁抬高，若采用較大的限制坡度，可使橋梁兩端引線縮短，填方數(shù)量減少。

②丘陵地區(qū)

采用較大的限制坡度，可使線路高程升降較快，能更好地適應(yīng)地形起伏，從而避免較大的填挖方，減少橋梁高度，縮短隧道長度，使工程數(shù)量減少，工程造價降低，如下圖所示。61不同限坡的起伏縱斷面

③越嶺地段在自然縱坡陡峻的越嶺地段，若限制坡度小于自然縱坡，線路需要迂回展長，才能達(dá)到控制點預(yù)定高程，工程數(shù)量和造價急劇增加。在越嶺地段，若限制坡度大于平均自然縱坡1‰～3‰(自然縱坡越陡，地形越復(fù)雜，其值越大)，就可避免額外的展長線路。這種方案通常是經(jīng)濟合理的。62

上圖為寶成線寶雞秦嶺間展線示意圖。寶雞秦嶺間直線距離25km，高差810m，自然縱坡32.4‰；30‰中選方案線路長4.3km，20‰比較方案線路長61.9km，土建工程的造價前者僅為后者的56％。63(3)對運營費用的影響

在完成相同運輸任務(wù)的前提下，采用的限制坡度越大，則貨物列車的牽引質(zhì)量越小，需要開行的貨物列車對數(shù)越多，機車臺數(shù)增多，機車乘務(wù)組、燃料消耗、修理費用等加大，區(qū)間距離縮短，車站數(shù)目加多，管理人員和日常開支增加，列車區(qū)段速度降低，旅途時間加長，相應(yīng)開支加大。但在自然縱坡陡峻地區(qū)，采用相適應(yīng)的限制坡度，可以縮短展線長度，降低工程投資。所以平均自然縱坡陡峻地區(qū)，應(yīng)采用與其相適應(yīng)的較大的限制坡度，力爭不額外展長線路。642．影響限制坡度選擇的因素(1)鐵路等級(2)運輸需求和機車類型(3)地形條件(4)鄰線的牽引定數(shù)(5)符合《線規(guī)》要求限制坡度最大值鐵路等級ⅠⅡ地形地別平原丘陵山區(qū)平原丘陵山區(qū)牽引種類電力6.012.015.06.015.020.0內(nèi)燃6.09.012.06.09.015.0653．分方向選擇限坡

(1)分方向選擇限坡條件

①輕重車方向貨流顯著不平衡且預(yù)計將來也不致發(fā)生巨大變化；②輕車方向上升的平均自然縱坡較陡，而重車方向上升的平均自然縱坡較緩，分方向選擇限制坡度，可以節(jié)省大量工程；③技術(shù)經(jīng)濟比較證明分方向選擇限制坡度是合理的。(2)輕車方向限制坡度的限制

①不應(yīng)大于重車方向限制坡度的三機牽引坡度值。66

②根據(jù)雙方向貨流比，按雙方向列車對數(shù)相同、每列車車輛數(shù)相同的條件，可估算出輕車方向貨物列車的牽引質(zhì)量Gq

，輕車方向限制坡度值ixq不應(yīng)大于根據(jù)Gq計算的坡度值。(二)加力牽引坡度如果某些越嶺地段，平均自然縱坡很陡，按限制坡度設(shè)計，會引起大量展線或較長的越嶺隧道時，可采用加力牽引，保持牽引定數(shù)不變，從而可采用較陡的坡度線。這種用兩臺或更多機車牽引的較陡坡度稱為加力牽引坡度(簡稱加力坡度)。67采用加力坡度可以縮短線路長度，大量減少工程，有利于降低造價和縮短工期，是在長大越嶺地段行之有效的設(shè)計決策。但采用加力坡度，也會增加機車臺數(shù)和能量消耗，增加補機摘掛作業(yè)時分，并要增建補機的整備設(shè)備。加力坡度太大時，對下坡行車也將產(chǎn)生不利影響。因此，是否采用加力坡度，應(yīng)根據(jù)地形、工程和運輸需求，經(jīng)過比選確定。1．采用加力坡度的注意事項(1)加力牽引坡度應(yīng)集中使用，使補機能在較長的路段上行駛，提高其利用率。68(2)加力牽引地段宜與區(qū)段站或其他有機務(wù)設(shè)備的車站鄰接，以利用其機務(wù)設(shè)備。(3)加力牽引坡度應(yīng)根據(jù)牽引質(zhì)量、機車類型、機車臺數(shù)及加力牽引方式按下式計算確定：

(4)各級鐵路電力、內(nèi)燃牽引的加力牽引坡度值分別不得大于30.0‰和25.0‰。(‰)69(5)采用相同類型的機車加力牽引時，各種限制坡度相應(yīng)的加力牽引坡度可采用下表規(guī)定的數(shù)值。電力和內(nèi)燃牽引的加力牽引坡度(‰)

限制坡度雙機牽引坡度三機牽引坡度電力內(nèi)燃電力內(nèi)燃4.09.08.514.013.05.011.010.516.515.56.013.012.519.018.57.014.514.521.521.08.016.516.024.023.59.018.518.026.525.010.020.020.029.011.022.021.530.012.024.023.513.025.525.014.027.515.029.016.030.0注：表中內(nèi)燃牽引加力坡度未進行海拔與氣溫修正。70

二、坡段長度

相鄰兩坡段的坡度變化點稱為變坡點。相鄰兩變坡點間的水平距離稱為坡段長度。1．坡段長度對工程和運營的影響

(1)對工程數(shù)量的影響采用較短的坡段長度可更好地適應(yīng)地形起伏，減少路基、橋隧等工程數(shù)量。但最短坡段長度應(yīng)保證坡段兩端所設(shè)的豎曲線不在坡段中間重疊。不同坡長的縱斷面71(2)對運營的影響

從運營角度看，因為列車通過變坡點時，變坡點前后的列車運行阻力不同，車鉤間存在游間，將使部分車輛產(chǎn)生局部加速度，影響行車平穩(wěn)；同時也使車輛間產(chǎn)生沖擊作用，增大列車縱向力，坡段長度要保證不致產(chǎn)生斷鉤事故。72坡段長度分析

為減小坡段長度過短引起列車同時跨越兩個以上的變坡點，使得車輛運行過程中產(chǎn)生較大的局部加速度，影響運營的安全和舒適。所以一般情況下，要求列車最好不要同時跨越兩個以上的變坡點，即：坡段長度不小于貨物列車長度的一半。732．坡段長度的規(guī)定

縱斷面宜設(shè)計為較長的坡段，旅客列車設(shè)計行車速度為160km/h的坡段，坡段長度不應(yīng)小于400m，且最小坡段不宜連續(xù)使用兩個以上；旅客列車設(shè)計行車速度小于160km/h的坡段，坡段長度不宜小于下表規(guī)定的數(shù)值。最小坡段長度表(m)遠(yuǎn)期到發(fā)線有效長度1050850750650最小坡段長度400350300250743．坡段長度可以設(shè)為200m的幾種特殊情況(1)凸形縱斷面坡頂為緩和坡度差而設(shè)置得分坡平段；

(2)最大坡度折減地段，包括折減及其間形成的坡段；

(3)在兩個同向坡段之間為了緩和坡度差而設(shè)置的緩和坡段；(4)長路塹內(nèi)為排水而設(shè)置的人字坡段。75

對于改建既有線和增建第二線的坡段長度，在困難條件下可減至200m。注意：凹形縱斷面坡底為緩和坡度差而設(shè)置得分坡平段，其長度按最小坡段長度取值！

三、坡段連接(一)相鄰坡段坡度差縱斷面的坡段有上坡、下坡和平坡。上坡的坡度為正值，下坡的坡度為負(fù)值，相鄰坡段坡度差的大小，應(yīng)以代數(shù)差的絕對值Δi表示。76如前一坡段的坡度i1為6‰下坡，后一坡段的坡度i2為4‰上坡，則坡度差Δi為：

Δi=︱i1–i2︱=︱(–6‰)–(+4‰)︱=10‰相鄰坡段的坡度差，都是以保證列車不斷鉤來制定的。根據(jù)近年來的理論研究、模擬計算和現(xiàn)場試驗，列車通過變坡點時的縱向力有如下規(guī)律：

(1)列車縱向力隨變坡點坡度差值的增大而有所增大；(2)凸形縱斷面列車縱向拉力增大，壓力減小；凹形縱斷面拉力減小，壓力增大；(3)列車牽引質(zhì)量的大小對列車縱向力起決定作用，而牽引質(zhì)量主要取決于列車長度(車站到發(fā)線有效長度)。77綜合上述研究計算，結(jié)合車輛載重的發(fā)展或延長到發(fā)線有效長度的發(fā)展趨勢，對最大坡度差的允許值留有適當(dāng)發(fā)展余量，《線規(guī)》規(guī)定：相鄰坡段的連接宜設(shè)計為較小的坡度差，不得大于下表規(guī)定的數(shù)值。相鄰坡段最大坡度差遠(yuǎn)期到發(fā)線有效長度(m)1050850750650最大坡度差(‰)一般8101215困難10121518

三、豎曲線

在線路縱斷面的變坡點處設(shè)置的豎向圓弧稱為豎曲線。常用的豎曲線線形為圓曲線。78

1．豎曲線設(shè)置原因

(1)當(dāng)機車車輛重心末達(dá)變坡點時，將使前轉(zhuǎn)向架的車輪懸空，懸空高度大于輪緣高度時(機車輪為28mm，車輛輪為25mm)，將導(dǎo)致脫軌，如圖所示：導(dǎo)輪懸空示意圖79(2)當(dāng)相鄰車輛的連接處于變坡點附近時，車鉤要上、下錯動，其值超過允許值將會引起脫鉤。車鉤錯動示意圖2．設(shè)置豎曲線需要研究的問題豎曲線半徑設(shè)置豎曲線要素計算設(shè)置豎曲線的限制條件80(1)豎曲線半徑

①列車通過變坡點不脫軌要求。如Δi

≥3‰設(shè)置豎曲線即滿足。

②滿足行車平穩(wěn)要求。允許離心加速度的大小和行車速度有關(guān)。

③滿足不脫鉤要求。與相鄰車輛相對傾斜引起的車鉤中心線上下位移允許值有關(guān)，Rv≥3000m即滿足。

④豎曲線半徑與列車縱向力的關(guān)系。

81《線規(guī)》規(guī)定：路段設(shè)計速度為160km/h的地段，當(dāng)相鄰坡段的坡度差大于1‰時，豎曲線半徑應(yīng)采用15000m；當(dāng)路段設(shè)計速度小于160km/h，相鄰坡段的坡度差大于3‰時，豎曲線半徑應(yīng)采用10000m。(2)豎曲線要素計算

①豎曲線切線長(m)Vmax=160km/h：TSH

＝7.5Δi(m)Vmax〈160km/h：TSH

＝5Δi(m)82②豎曲線長度KSH=2TSH(m)③豎曲線縱距y(m)SHRxy22=(m)SHSHSHRTE22=變坡點處的縱距稱為豎曲線的外矢距ESH，計算式為：變坡點處的線路施工高程，應(yīng)根據(jù)變坡點的設(shè)計高程，減去(凸形變坡點)或加上(凹形變坡點)外矢距的高度。83(3)設(shè)置豎曲線的限制條件

①需要設(shè)置豎曲線的坡度代數(shù)差②豎曲線不應(yīng)與緩和曲線重疊如兩者重疊，一方面外軌的直線形超高順坡和圓形豎曲線，都要改變形狀，影響行車的平穩(wěn)；另一方面給養(yǎng)護維修帶來一定困難。③豎曲線不應(yīng)設(shè)在明橋面上在明橋(無碴橋)面上設(shè)置豎曲線時，其曲率要用木楔調(diào)整，每根木枕厚度都不同，且需特制，并要按固定位置順序鋪設(shè)，給施工養(yǎng)護帶來困難。84

如圖所示，設(shè)計時速為140km/h，要保證豎緩不重合，在第①、③變坡點處，坡度代數(shù)差為6‰，豎曲線的切線長為30m，即ZH、HZ點距離變坡點的距離不小于30m。在第②變坡點處，坡度代數(shù)差為12‰，豎曲線的切線長為60m，即HY、YH點距離變坡點的距離不小于60m。①③②85試分析變坡點距離ZY、YZ點的最小距離應(yīng)該是多少？

Lmin=TSH+m=7.5(5.0)Δi+l0/286為了保證豎曲線不設(shè)在明橋面上，變坡點距明橋面端點的距離，不應(yīng)小于豎曲線的切線長。

④豎曲線不應(yīng)與道岔重疊

道岔的尖軌和轍叉應(yīng)位于同一平面上，如將其設(shè)在豎曲線的曲面上，則影響道岔的正常使用，也增加養(yǎng)護困難；同時道岔的導(dǎo)曲線和豎曲線重合，列車通過時的平穩(wěn)性更差。為了保證豎曲線不與道岔重疊，變坡點與車站站坪端點的距離，不應(yīng)小于豎曲線的切線長。變坡點至明橋面的距離87

另外，豎曲線與豎曲線不應(yīng)重疊設(shè)置，為避免列車豎向震動相互影響，影響行車舒適度，一般情況下兩豎曲線間的距離不小于50m，困難時可用30m。旅客列車設(shè)計行車速度為160km/h的地段，豎曲線與平面圓曲線不宜重疊設(shè)置，困難條件下豎曲線可與半徑不小于2500m的圓曲線重疊設(shè)置；特殊困難下，可與半徑不小于1600m的圓曲線重疊設(shè)置。88四、最大坡度折減

線路縱斷面設(shè)計時，在需要用足最大坡度(包括限制坡度與加力牽引坡度)的地段，當(dāng)平面上出現(xiàn)曲線或遇到長于400m的隧道時，因為附加阻力增大、粘著系數(shù)降低，而需將最大坡度值減緩，以保證普通貨物列車以不低于計算速度或規(guī)定速度通過該地段。此項工作稱為最大坡度的折減。(一)曲線地段的最大坡度減緩在曲線地段，貨物列車受到的坡度阻力和曲線阻力之和，不得超過最大坡度的坡度阻力，以保證列車不低于計算速度運行。89曲線附加阻力產(chǎn)生的原因：

①輪緣與鋼軌額外摩擦；②離心力下，輪軌額外橫向滑動；③內(nèi)外軌長度不同，輪軌間額外縱向滑動；④轉(zhuǎn)向架繞心盤轉(zhuǎn)動，上下心盤產(chǎn)生摩擦，有關(guān)軸承摩擦加劇。90卡滯儒滑現(xiàn)象如果坡道阻力和曲線附加阻力超過了最大坡度阻力，會使列車運行速度低于計算速度，運行時分增大，發(fā)生運緩事故，更甚者會出現(xiàn)坡道停車，無法啟動的事故。因此設(shè)計坡度不得大于最大坡度減去曲線附加阻力存在所產(chǎn)生相應(yīng)的坡度值，即：i=imax–ΔiR(‰)911．曲線地段最大坡度減緩的注意事項(1)當(dāng)i+ΔiR≤imax時，此設(shè)計坡度不用折減；(2)用足坡度設(shè)計；(3)涉及的曲線長度指未加設(shè)緩和曲線前的圓曲線長度；(4)涉及的LL按近期長度考慮；(5)折減坡段長度應(yīng)不短于、且接近于圓曲線長度，取為50m的整倍數(shù)，且不應(yīng)短于200m；(6)折減后的設(shè)計值，取小數(shù)點后一位，舍去第二位。922．曲線地段最大坡度減緩的方法

(1)夾直線不小于200m時，可設(shè)計為一個坡段，不予減緩，i=imax；

(2)當(dāng)LY≥LL時，可設(shè)計為一個坡段，折減值為；(‰)①

(3)當(dāng)LY<LL時，可設(shè)計為一個坡段，折減值為；(‰)②

特殊情況：當(dāng)Li>LL時，Li偏于安全考慮取列車長度LL，則公式為：(‰)

③93

(4)夾直線長度小于200m時，

Ⅰ．分開折減，將直線段分開，并入兩端曲線坡段折減，其公式同②；

Ⅱ．合并折減，將直線段與兩端的曲線合成為一個坡段，坡段長度不宜大于LL，其公式為：(‰)式中Σa——折減坡段范圍內(nèi)的曲線轉(zhuǎn)角絕對值總和。

(5)當(dāng)曲線位于不同坡段上時，每個坡段上按曲線長度的比例分配轉(zhuǎn)角度數(shù)，公式同②。94算例：設(shè)計線為電力牽引，限制坡度為12‰，近期貨物列車長度600m，該地段需用足限坡上坡，根據(jù)線路平面設(shè)計其縱斷面。302.0111451617.341893.82418.052572.442734.442931.2395302.0111451617.341893.82418.052572.442734.442931.23①②③④(1)將長度不小于200m的直線段，設(shè)計成一個坡段，坡長為300m，坡度不減緩，取限制坡度12‰；

12300300(2)將長度大于LL的圓曲線，設(shè)計為一個坡段，坡段長度取850m，設(shè)計坡度為：取11.0‰115011.085096302.0111451617.341893.82418.052572.442734.442931.23①②③④(1)將長度不小于200m的直線段，設(shè)計成一個坡段，坡長為300m，坡度不減緩，取限制坡度12‰；

12300300(2)將長度大于LL的圓曲線，設(shè)計為一個坡段，坡段長度取850m，設(shè)計坡度為：取11.0‰115011.085097302.0111451617.341893.82418.052572.442734.442931.23①②③④12300300115011.0850160012450(3)將長度不小于200m的直線段，設(shè)計成一個坡段，坡長為450m，坡度不減緩，取限制坡度12‰；(4)將長度小于LL的圓曲線，設(shè)計為一個坡段，坡段長度取300m，設(shè)計坡度為：取11.0‰190011.030098302.0111451617.341893.82418.052572.442734.442931.23①②③④12300300115011.0850160012450(3)將長度不小于200m的直線段，設(shè)計成一個坡段，坡長為450m，坡度不減緩，取限制坡度12‰；(4)將長度小于LL的圓曲線，設(shè)計為一個坡段，坡段長度取300m，設(shè)計坡度為：取11.0‰190011.030099302.0111451617.341893.82418.052572.442734.442931.23①②③④12300300115011.0850160012450190011.0300240012500(5)將長度不小于200m的直線段，設(shè)計成一個坡段，坡長為500m，坡度不減緩，取限制坡度12‰；(6)將長度小于LL的圓曲線③④和中間小于200m的直線段一同考慮，進行分開折減，坡段長度分別取300m、250m，設(shè)計坡度分別為：取11.4‰取11.1‰°′°′2700295011.430011.1250100302.0111451617.341893.82418.052572.442734.442931.23①②③④12300300115011.0850160012450190011.0300240012500(5)將長度不小于200m的直線段，設(shè)計成一個坡段，坡長為500m，坡度不減緩，取限制坡度12‰；(6)將長度小于LL的圓曲線③④和中間小于200m的直線段一同考慮，進行分開折減，坡段長度分別取300m、250m，設(shè)計坡度分別為：取11.4‰取11.1‰°′°′2700295011.430011.1250101302.0111451617.341893.82418.052572.442734.442931.23①②③④12300300115011.0850160012450190011.03002400125002700295011.430011.1250(7)將第(6)步驟進行合并折減，坡段長度取550m，設(shè)計坡度為：11.3550°′′°取11.3‰102①②③④12300300115011.0850160012450190011.03002400125002700295011.430011.1250(8)將第①曲線分成兩個坡段，坡段長度分別取700m、450m，設(shè)計坡度分別為：11.3700°′″取11.3‰11.0450°°′′″°′″°′″取11.0‰103①②③④12300300115011.0850160012450190011.03002400125002700295011.430011.1250(8)將第①曲線分成兩個坡段，坡段長度分別取700m、450m，設(shè)計坡度分別為：11.3700°′″取11.3‰11.0450°°′′″°′″°′″取11.0‰104①②③④12300300115011.0850160012450190011.03002400125002700295011.430011.125011.370011.045011.560011.0550(9)將第①曲線分成兩個坡段，坡段長度分別取600m、550m，設(shè)計坡度分別為：°′″取11.5‰°°′′″°′″°′″取11.0‰105①②③④12300300115011.0850160012450190011.03002400125002700295011.430011.125011.370011.045011.560011.0550(9)將第①曲線分成兩個坡段，坡段長度分別取600m、550m，設(shè)計坡度分別為：°′″取11.5‰°°′′″°′″°′″取11.0‰1061230011.08501245011.370011.045011.560011.0550③②①

原因是當(dāng)采用第二個公式，Li

<LL時折減數(shù)值大，當(dāng)Li

=LL時第一個公式與第二個公式計算數(shù)值相等，因此當(dāng)采用第二個公式折減坡段長度最好等于LL，以便采用較大的設(shè)計坡度，盡可能爭取高程。比較三種設(shè)計方法，可以找出較好的設(shè)計方案，由于是用足坡度設(shè)計，從爭取高程的角度來看：①12×0.3+11×0.85=12.95m②11.3×0.7+11×0.45=12.86m③11.5×0.6+11×0.55=12.95m107(二)小半徑曲線地段的最大坡度減緩

當(dāng)貨物列車以接近或等于計算速度通過位于長大坡道上的小半徑曲線時，為了保證貨物列車不低于計算速度運行，若粘降后的粘著牽引力Fμj、小于計算牽引力Fj，還需要進行曲線粘降的坡度減緩。因此，需要用足最大坡度設(shè)計的位于長大坡道上的小半徑地段，其設(shè)計坡度應(yīng)為：i

=imax–ΔiR–Δiμ(‰)式中：Δiμ——曲線粘降的坡度折減值。曲線粘降減緩值Δiμ的擬定，考慮以下實際情況：108注意問題：(1)目前內(nèi)燃機車的粘著牽引力富余量比較大，故不需進行小半徑曲線的粘降折減；若設(shè)計線近期采用內(nèi)燃牽引而遠(yuǎn)期采用電力牽引時，其小半徑曲線粘降減緩值應(yīng)按電力牽引計算。(2)電力牽引時采用粘著牽引力富裕量平均為5.5％。當(dāng)R=500m時，計算的Δiμ值很小，可忽略不計；R＜500m時，計算結(jié)果取為0.05‰的整倍數(shù)，即得下表所列數(shù)據(jù)。(3)只在小半徑曲線范圍內(nèi)進行粘降減緩。109表2–10電力牽引鐵路小半徑曲線粘降坡度減緩值(‰)最大坡度(‰)4691215202530曲線半徑(m)4500.200.250.350.450.550.700.901.054000.350.500.650.851.051.351.651.953500.500.701.001.251.502.002.452.903000.700.901.301.652.002.603.203.80注：當(dāng)R和imax為表列中間值時，坡度折減值可采用線性內(nèi)插得出。

例2–3：設(shè)計線為電力牽引，限制坡度為9‰，近期貨物列車長度為650m，線路平面如下圖所示，該地段需用足限制坡度上坡。1104031073.211441.211884.092300.09(1)將左端直線段，設(shè)計成一個坡段，坡長為400m，坡度不減緩，取限制坡度9‰；

(2)將長度大于LL的圓曲線，設(shè)計為一個坡段，坡段長度取700m，設(shè)計坡度為：取6.8‰94006.8700(3)將中間直線段，設(shè)計成一個坡段，坡長為300m，坡度不減緩，取限制坡度9‰；

9300400110014001114031073.211884.092300.0994006.870040011001441.21(4)將長度小于LL的圓曲線，設(shè)計為一個坡段，坡段長度取500m，設(shè)計坡度為：取6.4‰(5)將右端直線段，設(shè)計成一個坡段，坡長為400m，坡度不減緩，取限制坡度9‰。

930014006.45001900940023001124031073.211884.092300.0994006.870040011001441.21(4)將長度小于LL的圓曲線，設(shè)計為一個坡段，坡段長度取500m，設(shè)計坡度為：取6.4‰(5)將右端直線段，設(shè)計成一個坡段，坡長為400m，坡度不減緩，取限制坡度9‰。

930014006.4500190094002300113(三)隧道內(nèi)的最大坡度折減位于長大坡道上且隧道長度大于400m的地段，最大坡度應(yīng)進行折減。

1．影響折減的因素

(1)隧道空氣附加阻力(2)內(nèi)燃機車過洞速度限制(3)隧道內(nèi)粘著系數(shù)降低(4)內(nèi)燃機車柴油機功率降低114

2．最大坡度的折減系數(shù)

由于隧道折減公式復(fù)雜，為簡化計算，隧道內(nèi)的最大坡度折減值ΔiS，可換算為最大坡度系數(shù)βs。它和設(shè)計坡度i的關(guān)系是：

(‰)電力與內(nèi)燃牽引鐵路隧道內(nèi)線路最大坡度折減系數(shù)隧道長度L(m)電力牽引內(nèi)燃牽引400<L≤10000.950.901000<L≤40000.900.80L>40000.850.75115注意：如果隧道位于曲線上，先進行隧道折減，再進行曲線折減。則有統(tǒng)一公式：(‰)①隧道內(nèi)的直線：②隧道內(nèi)的曲線(R>450m)：③隧道內(nèi)的曲線(R≤450m)：116例題：電力牽引，imax=9‰，近期貨物列車長600m，隧道長1500m平面如圖，用足坡度上坡，試設(shè)計縱斷面圖。215.42931.0015002025.3425002002008.1查表得：βs=0.9取8.1‰(1)將隧道內(nèi)左端直線段設(shè)計成一個坡段，坡長為200m，設(shè)計坡度為：117例題：電力牽引，imax=9‰，近期貨物列車長600m，隧道長1500m平面如圖，用足坡度上坡，試設(shè)計縱斷面圖。215.42931.0015002025.3425002002008.1取7.8‰(2)將隧道內(nèi)左端曲線設(shè)計成一個坡段，坡長為750m，設(shè)計坡度為：9507507.815005508.1(3)將隧道內(nèi)右端直線設(shè)計成一個坡段，坡長為550m，設(shè)計坡度為：取8.1‰118例題：電力牽引，imax=9‰，近期貨物列車長600m，隧道長1500m平面如圖，用足坡度上坡，試設(shè)計縱斷面圖。取8.1‰(4)將隧道外曲線設(shè)計成一個坡段，坡長為550m，設(shè)計坡度為：215.42931.0015002025.3425002002008.19507507.815005508.1(5)將坡度值相等的兩個坡段合成為一個坡段，坡長為1100m，設(shè)計坡度為：i=8.1‰20505508.1119例題：電力牽引，imax=9‰，近期貨物列車長600m，隧道長1500m平面如圖，用足坡度上坡，試設(shè)計縱斷面圖。取8.1‰(4)將隧道外曲線設(shè)計成一個坡段，坡長為550m，設(shè)計坡度為：215.42931.0015002025.3425002002008.19507507.815005508.1(5)將坡度值相等的兩個坡段合成為一個坡段，坡長為1100m，設(shè)計坡度為：i=8.1‰20505508.1120例題：電力牽引，imax=9‰，近期貨物列車長600m，隧道長1500m平面如圖，用足坡度上坡，試設(shè)計縱斷面圖。215.42931.0015002025.3425002002008.1取8.1‰(4)將隧道外曲線設(shè)計成一個坡段，坡長為550m，設(shè)計坡度為：9507507.8(5)將坡度值相等的兩個坡段合成為一個坡段，坡長為1100m，設(shè)計坡度為：i=8.1‰205011008.1121例題：電力牽引，imax=9‰，近期貨物列車長600m，隧道長1500m平面如圖，用足坡度上坡，試設(shè)計縱斷面圖。215.42931.0015002025.3425002002008.1(6)將隧道外最右端直線設(shè)計成一個坡段，坡長為450m，坡度不減緩，取限制坡度9‰。

9507507.8205011008.125004509122

五、坡段設(shè)計對行車費用的影響

(一)坡度大小對行車費用的影響一條設(shè)計線的機車類型、限制坡度和牽引噸數(shù)選定后。若設(shè)計坡度值較大，則上坡時，每公里的燃料或電力的消耗較多，行車時分加長；下坡時，制動限速越低，輪箍閘瓦的磨耗越嚴(yán)重，故行車費用增多。123凸形、凹形區(qū)間縱斷面對行車費用的影響在坡段長度與坡度值相同的情況下，車站縱斷面設(shè)計的不同，對行車費用的影響也不同。由圖所示可以得出車站宜設(shè)置在縱斷面的凸起部位。(二)有害坡段與無害坡段

有害坡段：因限速要求，下坡需要制動坡段。

無害坡度：坡度值不大或者坡度值較大但坡段長度較短，下坡無需限速的坡段。124根據(jù)我國鐵路的制動限速和機車、車輛、牽引質(zhì)量情況，通常最大無害坡度，重車為2.5‰、空車為4‰左右。縱斷面設(shè)計時，通常將坡度大于4‰、且下降高度超過10m的坡段，概略地定為有害坡段。若地形條件許可，應(yīng)盡量消除有害坡段。125

(三)克服高度線路的克服高度為線路上坡方向上升的高度，又稱拔起高度。上行與下行方向應(yīng)分別計算，如圖所示，a、b兩點間，上、下行方向的克服高度總和分別為：(m)(m)sssxx126作業(yè)：

1．什么是限制坡度，影響其選擇的因素有哪些。2．縱斷面設(shè)計時，坡段長度什么情況下可以縮短至200米。3．緩和曲線和豎曲線二者為什么不能重合。4．豎曲線的設(shè)置應(yīng)注意哪些問題，如果Ⅰ級鐵路某變坡點坡度代數(shù)差為10‰，V=160kmh，距該點最近曲線的緩和曲線長為200m，問變坡點至ZY點的距離最小為多少？（畫圖說明）

127作業(yè)：

5．電力牽引，ix=9‰，近期貨物列車長600m，隧道長1500m，βs=0.9，平面如圖，要求用足坡度上坡設(shè)計，試設(shè)計縱斷面（寫出詳細(xì)設(shè)計步驟）。

128第四節(jié)橋涵、隧道、路基地段的平縱斷面設(shè)計

一、橋涵路段的平縱斷面設(shè)計橋梁按其長度可劃分為：特大橋(橋長大于500m)大橋(橋長100～500m)中橋(橋長20～100m)小橋(橋長20m及以下者)涵洞孔徑一般為0.75～6.0m129

(一)橋涵路段的平面設(shè)計1．小橋和涵洞對線路平面無特殊要求。2．特大橋、大橋宜設(shè)在直線上，困難條件下必須設(shè)在曲線上時，宜采用較大的曲線半徑。3．明橋面橋應(yīng)設(shè)在直線上，明橋面橋不應(yīng)設(shè)在反向曲線上。4．橋梁上采用的曲線半徑，應(yīng)不限制橋梁跨度的合理選用。連接大橋的橋頭引線，應(yīng)采用橋梁上的平面標(biāo)準(zhǔn)。130常用定型梁的允許最小值曲線半徑131

(二)橋涵路段的縱斷面設(shè)計1．涵洞和道碴橋面橋可設(shè)在任何縱斷面的坡道上。2．明橋面橋宜設(shè)在平道上。3．明橋面不能和豎曲線重合。4．橋涵處的路肩設(shè)計高程，涵洞處應(yīng)不低于水文條件和構(gòu)造條件所要求的最低高度。橋梁處應(yīng)不低于水文條件和橋下凈空高度所要求的最低高度。132二、隧道路段的平縱斷面設(shè)計

(一)隧道路段的線路平面1．隧道宜設(shè)在直線上。如地形地質(zhì)等條件限制必須設(shè)在曲線上時，宜將曲線設(shè)在洞口附近，并采用較大的曲線半徑。2．隧道不宜設(shè)在反向曲線上。必須設(shè)在反向曲線上時，其夾直線長度不宜小于44m，以免兩端的曲線加寬發(fā)生重疊，施工復(fù)雜。3．當(dāng)直線隧道外的曲線接近洞口時，應(yīng)使直緩點或緩直點與洞門的距離不小于25m，以免引起洞口和洞口的襯砌加寬。133(二)隧道路段的線路縱斷面1．隧道內(nèi)的線路縱斷面可設(shè)置為單面坡或人字坡。2．需要用足最大坡度路段的隧道，為了爭取高度，一般應(yīng)設(shè)計為單面坡。3．越嶺隧道，當(dāng)?shù)叵滤l(fā)育且地形條件允許時，應(yīng)設(shè)計為人字坡。4．隧道內(nèi)的坡度不宜小于3‰，以利排水。嚴(yán)寒地區(qū)且地下水發(fā)育的隧道，可適當(dāng)加大坡度，以減少冬季排水結(jié)冰堆積的影響。134

三、路基對線路縱斷面的要求大中橋的橋頭引線、水庫地區(qū)和低洼地帶的路基，其路肩設(shè)計高程應(yīng)不小于設(shè)計水位+壅水高度+波浪侵襲高度+0.5m。小橋涵洞附近的路基，路肩設(shè)計高程應(yīng)不小于設(shè)計水位+壅水高度+0.5m。長大路塹內(nèi)的設(shè)計坡度不宜小于2‰，以利側(cè)溝排水。當(dāng)路塹長度在400m以上且位于凸形縱斷面的坡頂時，可設(shè)計為坡度不小于2‰、坡長不小于200m的人字坡。135第五節(jié)站坪的平、縱斷面設(shè)計

一、站坪長度站坪長度LZ包含到發(fā)線有效長度Lyx和咽喉區(qū)長度Lyh及車站咽喉區(qū)兩端最外道岔及其他單獨道岔(直向)至曲線超高順坡終點之間的直線長度，設(shè)計時對站坪平面長度要考慮長遠(yuǎn)發(fā)展的需要。136站坪長度根據(jù)正線數(shù)目、車站種類、車站布置形式和遠(yuǎn)期到發(fā)線有效長度等條件確定。車站類別不同，股道數(shù)量不同，則站坪兩端咽喉區(qū)長度不同；股道布置形式和到發(fā)線有效長度，決定站坪中段的長度。站坪長度一般可采用不小于下表所列數(shù)值。站坪長度(m)車站種類車站布置形式遠(yuǎn)期到發(fā)線有效長度1050850750650單線雙線單線雙線單線雙線單線會讓站、越行站橫列式1450170012501500115014001050中間站橫列式1600200014001800130017001200區(qū)段站橫列式2000250018002300170022001600縱列式3500400031003600290034002600137注意問題：

1．表列站坪長度末包括站坪兩端的豎曲線長度。2．如有其他鐵路接軌時，站坪長度應(yīng)根據(jù)計算確定。3．多機牽引時，站坪長度應(yīng)根據(jù)機車數(shù)量及長度計算確定。4．表列的站坪長度，除越行站和雙線中間站兩端按各鋪一組18號道岔單渡線確定外，正線其他道岔采用12號道岔確定，當(dāng)采用其他型號道岔時應(yīng)另行計算確定。138二、站坪的線路平面車站正線的平面設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合下列規(guī)定：1．區(qū)段站應(yīng)設(shè)在直線上；中間站、越行站、會讓站宜設(shè)在直線上。特殊困難條件下，需設(shè)在曲線上時，其半徑不得小于下表規(guī)定的數(shù)值。車站平面最小圓曲線半徑(m)路段旅客列車設(shè)計行車速度(km/h)16014012010080最小曲線半徑區(qū)段站16001200800中間站、會讓站、越行站工程條件一般200016001200800600困難160012008006001392．改建車站時，特殊困難條件下，如有充分技術(shù)經(jīng)濟依據(jù)，可保留小于上表規(guī)定的曲線半徑。3．橫列式車站不應(yīng)設(shè)在反向曲線上?？v列式區(qū)段站設(shè)在曲線上時，每一運行方向的到發(fā)線有效長度范圍內(nèi)不應(yīng)有反向曲線。4．車站曲線宜采用較小的偏角。5．車站咽喉區(qū)范圍內(nèi)的正線應(yīng)設(shè)在直線上。車站咽喉區(qū)兩端最外道岔及其他單獨道岔(直向)至曲線超高順坡終點之間的直線長度，當(dāng)Vmax>120km/h時，不應(yīng)小于40m；困難條件下不應(yīng)小于25m。低于上述速度的其他線路不應(yīng)小于20m。140

三、站坪的線路縱斷面

站坪宜設(shè)在平道上。困難條件下，可設(shè)在不大于1‰的坡道上。特殊困難條件下，有充分技術(shù)經(jīng)濟依據(jù)時，會讓站、越行站可設(shè)置在不大于6‰的坡道上，但不應(yīng)連續(xù)設(shè)置。咽喉區(qū)的正線坡度，宜于站坪坡度相同。特殊困難條件下，可將咽喉區(qū)設(shè)置在限制坡度減2‰的坡道上，但區(qū)段站、客運站和中間站、會讓站、越行站咽喉區(qū)的正線坡度分別不大于2.5‰和10‰。咽喉區(qū)外的個別道岔和渡線可設(shè)在不大于限制坡度的坡道上。141旅客乘降所應(yīng)設(shè)在能保證旅客列車起動且大于8‰的坡道上。在特殊困難條件下，有充分技術(shù)經(jīng)濟依據(jù)時，可設(shè)在大于8‰的坡道上。四、站坪兩端的線路平面和縱斷面(一)豎曲線和緩和曲線不應(yīng)伸入站坪142(二)進站起動緩坡

限制坡度≤6‰的內(nèi)燃牽引線路，編組站、區(qū)段站和接軌站進站信號機前的線路坡度，不能保證貨物列車順利起動時，應(yīng)設(shè)置起動緩坡。其他車站除地形困難外，也宜設(shè)置起動緩坡。(四)站坪與區(qū)間縱斷面的配合

地形條件允許時，站坪盡可能設(shè)在兩端坡度較緩、升高不大的凸形縱斷面頂部，以利于列車進站減速和出站加速。143例題：新建Ⅰ級電力牽引鐵路，遠(yuǎn)期到發(fā)線長1050m，站坪長度為LZ=1450m，限制坡度為ix=6‰，近期貨物列車長LL=800m，找出下面縱斷面設(shè)計中的錯誤？750130017002000235026002850305039502030.332341.8726182830.933052.283913.6725253030①錯誤①：豎岔重疊144遠(yuǎn)期到發(fā)線長1050m，LZ=1450m，ix=6‰，LL=800m750130017002000235026002850305039502030.332341.8726182830.933052.283913.6725253030①錯誤①：豎岔重疊②錯誤②：坡度值不規(guī)范③錯誤③：坡度差超限④錯誤④：坡段長度不夠145遠(yuǎn)期到發(fā)線長1050m，LZ=1450m，ix=6‰，LL=800m750130017002000235026002850305039502030.332341.8726182830.933052.283913.6725253030①錯誤①：豎岔重疊錯誤②：坡度值不規(guī)范錯誤③：坡度差超限錯誤④：坡段長度不夠②③④146ZYZHmmHYTSHTSHL=TSH+m=5×5.2+100/2=76m147750130017002030.332830.933913.6725253030①②③④遠(yuǎn)期到發(fā)線長1050m，LZ=1450m，ix=6‰，LL=800m2000235026002850305039502341.8726183052.28錯誤①：豎岔重疊錯誤②：坡度值不規(guī)范錯誤③：坡度差超限錯誤④：坡段長度不夠⑤錯誤⑤：豎緩重疊取i=5.2‰1487501300170020002030.332341.8726182830.933052.283913.6①②③④⑤遠(yuǎn)期到發(fā)線長1050m，LZ=1450m，ix=6‰，LL=800m23502600285030503950取i=4.2‰錯誤⑥：超限坡⑥取i=5.1‰錯誤⑦：超限坡⑦149遠(yuǎn)期到發(fā)線長1050m，LZ=1450m，ix=6‰，LL=800m7001300170020002350260