鐵路路基工程認(rèn)知-線路平縱斷面認(rèn)知

一、認(rèn)識(shí)線路平、縱、橫斷面的對(duì)應(yīng)關(guān)系1.2.1概述一、認(rèn)識(shí)線路平、縱、橫斷面的對(duì)應(yīng)關(guān)系路基橫斷面上距外軌半個(gè)軌距的鉛垂線AB與路肩水平線CD的交點(diǎn)O在縱向上的連線，稱為線路中心線。1.2.1概述一、認(rèn)識(shí)線路平、縱、橫斷面的對(duì)應(yīng)關(guān)系1.2.1概述1.2.1概述1.2.1概述二、線路平縱斷面設(shè)計(jì)的基本要求1.2.1概述

(1)必須保證行車安全和平順。(2)應(yīng)力爭(zhēng)節(jié)約資金。(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。1.2.1概述

一、線路平面組成1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)我國(guó)鐵路曲線的基本形式是：直線——緩和曲線——圓曲線——緩和曲線——直線二、平面曲線要素1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)1．概略定線時(shí)未加設(shè)緩和曲線平面曲線要素計(jì)算ααOZYYZRQZLyJDTyEyα/2K1212345679ZYYZK=0K=1/R1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)二、平面曲線要素ααOYZZYRJD

平面簡(jiǎn)圖中曲線偏向的判斷：順里程增大方向來(lái)看，曲線開口向左即為左偏，曲線開口向右即為右偏。YZZYK=0K=1/R二、平面曲線要素1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)2．詳細(xì)定線時(shí)加設(shè)緩和曲線平面曲線要素計(jì)算αZYYZQZJDTEαORQZZHHYYHHZβ0β0α－2β0PLm(R+P)tg(α/2)αZYYZJDTEαORQZZHHYYHHZβ0β0α－2β0PLm(R+P)tg(α/2)式中：緩和曲線角：切垂距：內(nèi)移距：ZHHZK=0K=1/RHYYHK121234567989K1320lm?1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)二、平面曲線要素ZYZHHYYHHZYZmmmm1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)二、平面曲線要素1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)二、平面曲線要素左偏左偏右偏右偏右偏右偏左偏左偏1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)①①②①②③②直線法曲線法二、平面曲線要素曲線各起訖點(diǎn)(主點(diǎn))里程可按下列方法推算：(1)由各交點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算交點(diǎn)間間距；(2)計(jì)算各曲線要素，由切線長(zhǎng)T在圖中標(biāo)出各曲線主點(diǎn)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(diǎn)間距和T，得到曲線起點(diǎn)至線路起點(diǎn)距離，從而計(jì)算出曲線起點(diǎn)里程，字頭向左朝向起點(diǎn)方向標(biāo)出里程；交點(diǎn)間距1T1ZH+257.63交點(diǎn)間距2T11.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)二、平面曲線要素交點(diǎn)間距1TZH+257.63交點(diǎn)間距2(4)根據(jù)曲線長(zhǎng)度L和曲線起點(diǎn)里程，由公式HZ=ZH+L計(jì)算出曲線終點(diǎn)里程，同時(shí)標(biāo)出里程；(5)其他主點(diǎn)(HY、YH)里程，由公式HY=ZH+l0、YH=HZ–l0

，計(jì)算后用尺量得；(6)下一曲線計(jì)算同前，只是要計(jì)算出曲線起點(diǎn)至前一曲線終點(diǎn)的距離，得到曲線起點(diǎn)的里程，以后方法同前。HZ+874.56HY+407.63YH+724.56T11T2ZH+***.**1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)二、平面曲線要素例題：某鐵路，已知JD1、JD2的坐標(biāo)分別為（40961，91066），（41261，91466），并設(shè)JD1的樁號(hào)為K2+400，JD2的R=500m，T=450m，L0=130m，L=780m，求JD2的曲線各主點(diǎn)里程。1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)二、平面曲線要素1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)二、平面曲線要素曲線主點(diǎn)里程樁號(hào)計(jì)算R—圓曲線設(shè)計(jì)半徑T—切線長(zhǎng)L—曲線長(zhǎng)E—外矢距J—切曲差α—轉(zhuǎn)角(度)ZY=JD-TQZ=ZY+L/2YZ=ZY+LJD=QZ+J/2曲線主點(diǎn)里程樁號(hào)計(jì)算R—圓曲線設(shè)計(jì)半徑

T—切線長(zhǎng)

L—曲線長(zhǎng)

E—外矢距

L0—緩和曲線長(zhǎng)ZH=JD-THY=ZH+L0

QZ=ZH+L/2YH=HZ-L0HZ=ZH+L1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)二、平面曲線要素例題：已知線路起點(diǎn)里程為K25+536.32，起點(diǎn)到某曲線JD的距離D=893.86m。該曲線R=500m，l0=60m，α=35°，試計(jì)算該曲線的曲線要素，并推算各主點(diǎn)的里程。1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)二、平面曲線要素練習(xí)：某鐵路，JD8樁號(hào)為K38+450，右轉(zhuǎn)α=18°，平曲線半徑R=400m，L0=70m，試求主要點(diǎn)里程樁號(hào)。1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)二、平面曲線要素1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)三、直線夾直線同向曲線反向曲線

要求：較長(zhǎng)的直線段，較小的曲線偏角，縮短線路長(zhǎng)度，改善運(yùn)營(yíng)條件，降低運(yùn)營(yíng)支出。1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)三、直線

1．夾直線長(zhǎng)度的確定最小長(zhǎng)度應(yīng)滿足：線路養(yǎng)護(hù)要求；行車平穩(wěn)要求

夾直線長(zhǎng)度應(yīng)力爭(zhēng)長(zhǎng)

表2-1夾直線及圓曲線最小長(zhǎng)度（m）路段旅客列車設(shè)計(jì)行車速度(km/h)35025020016014012010080圓曲線或夾直線最小長(zhǎng)度(m)280(210)200(150)160(120)130(80)110(70)80(50)60(40)50(30)注：括號(hào)內(nèi)的數(shù)值為特殊困難條件下經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選后方可采用。1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)三、直線ZY1ZY2YZ1YZ2“LJ”m1m1ZH1HY1HZ1YH1m2m2m2m2m1m1ZH2HY2HZ2YH2LJmin

2．夾直線長(zhǎng)度的保證

紙上定線(概略定線)時(shí)，YZ1與ZY2間夾直線長(zhǎng)度LJ應(yīng)滿足下列條件：式中LJmin——夾直線最小長(zhǎng)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(zhǎng)度(m)。

1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)三、直線

3．夾直線長(zhǎng)度不足時(shí)的平面改建方法減小曲線半徑或縮短緩和曲線長(zhǎng)度1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)三、直線

3．夾直線長(zhǎng)度不足時(shí)的平面改建方法扭轉(zhuǎn)公切線位置1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)三、直線

3．夾直線長(zhǎng)度不足時(shí)的平面改建方法同向曲線二合一1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)四、圓曲線

（一）曲線超高

1．外軌超高的作用及設(shè)置方法外軌超高：

曲線外軌頂面與內(nèi)軌頂面的水平高度之差。作用：①鋼軌受力均勻②旅客舒適③提高線路穩(wěn)定性、安全性1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)四、圓曲線

（一）曲線超高

1．外軌超高的作用及設(shè)置方法

設(shè)置方法：外軌提高法、線路中心高度不變法。

外軌提高法線路中心高度不變法1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)四、圓曲線

（一）曲線超高2．最大超高允許值考慮到低速列車行駛于超高很大的曲線時(shí)，有向內(nèi)傾覆的危險(xiǎn)，尤其當(dāng)列車在曲線上停車時(shí)。為保證行車安全，必須限制外軌超高的最大值。《線規(guī)》、《修規(guī)》規(guī)定：Vmax≤160km/h地段實(shí)設(shè)最大超高單線為125mm，雙線為150mm。1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)四、圓曲線

（一）曲線超高3．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超高，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：1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)四、圓曲線

（二）曲線半徑對(duì)工程和運(yùn)營(yíng)的影響1．曲線限速的計(jì)算代入相應(yīng)極限值，則得曲線限速的計(jì)算公式為：

考慮到允許未被平衡的離心加速度值，不能超過旅客舒適允許的限度，則有：(km/h)

3.4RVR?1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)四、圓曲線

（二）曲線半徑對(duì)工程和運(yùn)營(yíng)的影響2．曲線半徑對(duì)工程的影響(1)增加線路長(zhǎng)度(2)降低粘著系數(shù)(3)軌道需要加強(qiáng)(4)增加接觸導(dǎo)線的支柱數(shù)量小半徑曲線增加線路長(zhǎng)度示意圖1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)四、圓曲線

（二）曲線半徑對(duì)工程和運(yùn)營(yíng)的影響2．曲線半徑對(duì)工程的影響1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)四、圓曲線

（二）曲線半徑對(duì)工程和運(yùn)營(yíng)的影響2．曲線半徑對(duì)工程的影響軌撐1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)四、圓曲線

（二）曲線半徑對(duì)工程和運(yùn)營(yíng)的影響2．曲線半徑對(duì)工程的影響防脫護(hù)軌1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)四、圓曲線

（二）曲線半徑對(duì)工程和運(yùn)營(yíng)的影響2．曲線半徑對(duì)工程的影響軌距桿加寬外側(cè)道床1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)四、圓曲線

（二）曲線半徑對(duì)工程和運(yùn)營(yíng)的影響2．曲線半徑對(duì)工程的影響減小支柱間距1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)四、圓曲線

（二）曲線半徑對(duì)工程和運(yùn)營(yíng)的影響3．曲線半徑對(duì)運(yùn)營(yíng)的影響曲線限速對(duì)行車費(fèi)用影響示意圖波浪形磨耗(1)增加輪軌磨耗(2)維修工作量加大(3)行車費(fèi)用增加1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)四、圓曲線

(三)最小曲線半徑的選定

1．最小曲線半徑的計(jì)算式

客貨共線最小曲線半徑，主要滿足旅客舒適度和輪軌磨耗均勻兩個(gè)條件。并應(yīng)采用較大者，并取為50m的整倍數(shù)。

(1)旅客列車最高行車速度要求式中：Vmax——取160，140，120，100，80km/h；

hmax——取150mm；

hqy——一般取70mm；困難取90mm。

1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)四、圓曲線

(三)最小曲線半徑的選定

1．最小曲線半徑的計(jì)算式

(2)旅客舒適度與內(nèi)外軌均磨條件要求Vh——分別取90，80，70，60，50km/h；hgy——一般取30mm；困難取50mm。

(3)保證運(yùn)行在曲線上的列車具有一定抗傾覆安全系數(shù)

參考國(guó)外資料，抗傾覆安全系數(shù)取為3。1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)四、圓曲線

(三)最小曲線半徑的選定

2．最小曲線半徑選定的影響因素

(1)路段設(shè)計(jì)速度

(2)貨物列車通過速度

(3)地形條件1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)四、圓曲線

（二）曲線半徑對(duì)工程和運(yùn)營(yíng)的影響3．《線規(guī)》擬定的最小曲線半徑路段旅客列車設(shè)計(jì)行車速度(km/h)350250200客20016014012010080最小曲線半徑(m)工程條件一般7000400022003500200016001200800600困難35002000280016001200800600500

根據(jù)設(shè)計(jì)速度、工程條件、運(yùn)輸性質(zhì)、運(yùn)輸需求比選確定，不得小于下表規(guī)定的數(shù)值。

改建既有線或增建第二線時(shí)的最小曲線半徑一般條件下不應(yīng)小于上表的規(guī)定，困難條件下，可經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選確定合理的改建方案，以節(jié)約工程投資。

1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)四、圓曲線(四)曲線半徑的選用1．曲線半徑系列為了測(cè)設(shè)、施工和養(yǎng)護(hù)的方便，曲線半徑一般應(yīng)取50、100m的整倍數(shù)。通常路段的曲線半徑應(yīng)優(yōu)選下表序列值；困難條件下，可采用規(guī)定范圍內(nèi)10m的整數(shù)倍。路段設(shè)計(jì)速度(km/h)350250200客20016014012010080曲線半徑(m)9000～110005500～80004000～80004500～70002500～50002000～40001600～30001200～2500800～2000線路平面曲線半徑優(yōu)先取值范圍1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)四、圓曲線(四)曲線半徑的選用2．因地制宜由大到小合理選用

一般優(yōu)先選用上表值。困難地段，小半徑曲線宜集中設(shè)置。3．結(jié)合線路縱斷面特點(diǎn)合理選用1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)五、緩和曲線

緩和曲線是設(shè)置在直線與圓曲線間或不同半徑的同向圓曲線之間的曲率連續(xù)變化的曲線。

作用：

設(shè)計(jì)緩和曲線時(shí)，有線形選擇、長(zhǎng)度計(jì)算、如何選用和保證緩和曲線間圓曲線必要長(zhǎng)度四個(gè)問題。行車緩和；超高緩和；加寬緩和。1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)五、緩和曲線

(一)線形選擇

1．緩和曲線的線形(1)三次拋物線型。

(2)三次拋物線余弦改善型。

(3)三次拋物線圓改善型。

(4)七次四項(xiàng)式型。

(5)半波正弦型。（6）一波正弦型。1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)五、緩和曲線

(一)線形選擇

2．我國(guó)采用的線形

我國(guó)鐵路一直采用直線形超高順坡的三次拋物線緩和曲線線形。優(yōu)點(diǎn)：線形簡(jiǎn)單，長(zhǎng)度較短，計(jì)算方便，易于鋪設(shè)養(yǎng)護(hù)。超高順坡坡度：

參數(shù)方程：直角坐標(biāo)方程：1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)五、緩和曲線(二)緩和曲線長(zhǎng)度計(jì)算1．超高順坡不致使車輪脫軌2．超高時(shí)變率不致使旅客不適

3．欠超高時(shí)變率不致影響旅客舒適

綜和以上三式，緩和曲線長(zhǎng)度l0的計(jì)算公式為：1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)五、緩和曲線(三)緩和曲線長(zhǎng)度的選用

規(guī)范依據(jù)運(yùn)輸需求、設(shè)計(jì)速度以及長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展要求，對(duì)緩和曲線長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)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(zhǎng)度不得小于表二規(guī)定的數(shù)值。表一緩和曲線長(zhǎng)度優(yōu)選(m)路段旅客列車設(shè)計(jì)行車速度(km/h)350300250200客200160140120曲線半徑(m)14000280———————1200033024012050504040401100037025013060605040401000043027014070605040409000490300160707060404080005703501709070604040700067040020090807050406000—490250120907050405000—5503001601107060404500—6003401801207060404000——3702001408060503500——4202501609070503000———29018010080502800———32020011090602500———350—12090602000—————150100701800—————170120801600—————190130901400——————1501001200——————1901201000———————140800———————18053表二最小緩和曲線長(zhǎng)度(m)路段旅客列車設(shè)計(jì)行車速度(km/h)350300250200客20016014012010080工程條件一般困難一般困難一般困難一般困難一般困難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)12000270250190—10090504040404040202020202020202011000300280210—120110604050405040302020202020202010000350330220—13012060605040504030202020202020209000400360250—14013060606050605040203020202020208000470410290—15014080806050605040203020202020207000540460330—18016080807060705050303020202020206000——400—230210100908070705050303020202020205000——450—2702401401309080706060404030202020204500——490—30027016015010090706060404030302020204000————330300180170110100807060405030302020203500————380340220200130120907070505040402020203000——————260240150130908070505040402020202800——————2802601701701009080605040403020202500——————310280——11010080706040403030202000——————————14012090806050504030201800——————————160140100807060504040201600——————————1701601101007060504040201400————————————1301108070604040201200————————————1501309080605040301000——————————————12010070605030800——————————————15013080705040700————————————————100906040600————————————————1201006050550————————————————1301106050500——————————————————60601.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)五、緩和曲線(四)緩和曲線間圓曲線的最小長(zhǎng)度考慮到養(yǎng)護(hù)和行車平穩(wěn)的要求，一般要滿足圓曲線或夾直線最小長(zhǎng)度表的數(shù)值要求。

在設(shè)計(jì)線路平面時(shí)，若圓曲線長(zhǎng)度達(dá)不到規(guī)定值，則可采取加大半徑、減小緩和曲線長(zhǎng)度、改動(dòng)線路平面增大曲線偏角等措施，保證圓曲線長(zhǎng)度滿足要求。1.2.2區(qū)間線路平面設(shè)計(jì)作業(yè)：1．線路平、縱斷面設(shè)計(jì)有什么基本要求？2．夾直線不夠時(shí)，如何修改線路平面，試說(shuō)出三種方法并配合圖形說(shuō)明。3．解釋緩和曲線，其作用是什么，我國(guó)鐵路采用的是什么線形。4．曲線半徑對(duì)工程和運(yùn)營(yíng)的影響有哪些？5．緩和曲線間圓曲線長(zhǎng)度不夠時(shí)如何修改。6．已知某鐵路曲線半徑為500m，實(shí)設(shè)超高為80mm，當(dāng)速度為100km/h的列車通過該曲線時(shí)，是否滿足旅客舒適性的要求(允許的未被平衡的超高為70mm)？在此條件下，該曲線允許通過的最高行車速度是多少？一、縱斷面主要參數(shù)1.2.3區(qū)間線路縱斷面設(shè)計(jì)1．坡段特征表示坡段長(zhǎng)度坡度值坡段長(zhǎng)度Li：相鄰兩變坡點(diǎn)間的水平距離(m)。坡度值i：兩變坡點(diǎn)的高差Hi(m)與坡段長(zhǎng)度Li(m)的比值，以千分?jǐn)?shù)表示。定義：(‰)1000·=iiLHi一、縱斷面主要參數(shù)1.2.3區(qū)間線路縱斷面設(shè)計(jì)2．線路縱斷面設(shè)計(jì)問題線路縱斷面設(shè)計(jì)最大坡度確定坡段長(zhǎng)度設(shè)計(jì)坡段連接處理坡度折減計(jì)算二、線路最大坡度1.2.3區(qū)間線路縱斷面設(shè)計(jì)

在單機(jī)牽引路段稱限制坡度；在兩臺(tái)及以上機(jī)車牽引路段稱加力牽引坡度。最常見的為雙機(jī)牽引，稱雙機(jī)牽引坡度。限制坡度是單機(jī)牽引普通貨物列車，在持續(xù)上坡道上，最終以機(jī)車計(jì)算速度等速運(yùn)行的坡度。它是限制坡度區(qū)段的最大坡度。加力牽引坡度是兩臺(tái)及以上機(jī)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(jī)車計(jì)算速度等速運(yùn)行的坡度。它是加力坡度路段的最大坡度。二、線路最大坡度1.2.3區(qū)間線路縱斷面設(shè)計(jì)限制坡度主要對(duì)設(shè)計(jì)線的輸送能力工程數(shù)量運(yùn)營(yíng)質(zhì)量具有重要影響

(一)限制坡度

1．限制坡度對(duì)設(shè)計(jì)線的影響

(1)對(duì)輸送能力的影響úú?ùêê?éˉˉTˉˉTHjNNGGix

↑

C↓二、線路最大坡度1.2.3區(qū)間線路縱斷面設(shè)計(jì)

(一)限制坡度

1．限制坡度對(duì)設(shè)計(jì)線的影響

(2)對(duì)工程數(shù)量的影響

一般影響不大，但在需要立交的道路與通航河流時(shí)，因要保證凈空而使橋梁抬高，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。

①平原地區(qū)

二、線路最大坡度1.2.3區(qū)間線路縱斷面設(shè)計(jì)

(一)限制坡度

1．限制坡度對(duì)設(shè)計(jì)線的影響

(2)對(duì)工程數(shù)量的影響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(zhǎng)度，使工程數(shù)量減少，工程造價(jià)降低。不同限坡的起伏縱斷面二、線路最大坡度1.2.3區(qū)間線路縱斷面設(shè)計(jì)

(一)限制坡度

1．限制坡度對(duì)設(shè)計(jì)線的影響

(2)對(duì)工程數(shù)量的影響在越嶺地段，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(zhǎng)線路。這種方案通常是經(jīng)濟(jì)合理的。若限制坡度小于自然縱坡，線路需要迂回展長(zhǎng)，才能達(dá)到控制點(diǎn)預(yù)定高程，工程數(shù)量和造價(jià)急劇增加。③越嶺地段二、線路最大坡度1.2.3區(qū)間線路縱斷面設(shè)計(jì)

(一)限制坡度

1．限制坡度對(duì)設(shè)計(jì)線的影響(3)對(duì)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用的影響在完成相同運(yùn)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(duì)數(shù)越多，機(jī)車臺(tái)數(shù)增多，機(jī)車乘務(wù)組、燃料消耗、修理費(fèi)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(shí)間加長(zhǎng)，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(zhǎng)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(zhēng)不額外展長(zhǎng)線路。二、線路最大坡度1.2.3區(qū)間線路縱斷面設(shè)計(jì)

(一)限制坡度

2．影響限制坡度選擇的因素

(1)鐵路等級(jí)(2)運(yùn)輸需求和機(jī)車類型(3)地形條件(4)鄰線的牽引定數(shù)(5)符合《線規(guī)》要求鐵路等級(jí)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6.09.012.06.09.015.0限制坡度最大值二、線路最大坡度1.2.3區(qū)間線路縱斷面設(shè)計(jì)

(一)限制坡度

3．分方向選擇限坡①輕重車方向貨流顯著不平衡且長(zhǎng)期存在；②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(jì)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(jī)牽引坡度值。②輕車方向限制坡度值ixq不應(yīng)大于根據(jù)輕車方向Gq

計(jì)算的坡度值。(1)分方向選擇限坡條件二、線路最大坡度1.2.3區(qū)間線路縱斷面設(shè)計(jì)(二)加力牽引坡度某些越嶺地段，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(tái)或更多機(jī)車牽引的較陡坡度稱為加力牽引坡度(簡(jiǎn)稱加力坡度)。(1)加力牽引坡度應(yīng)集中使用，使補(bǔ)機(jī)能在較長(zhǎng)的路段上行駛，提高其利用率。

(2)加力牽引地段宜與區(qū)段站或其他有機(jī)務(wù)設(shè)備的車站鄰接，以利用其機(jī)務(wù)設(shè)備。

(3)加力牽引坡度應(yīng)根據(jù)牽引質(zhì)量、機(jī)車類型、機(jī)車臺(tái)數(shù)及加力牽引方式計(jì)算確定。

(4)各級(jí)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‰。三、坡段長(zhǎng)度1.2.3區(qū)間線路縱斷面設(shè)計(jì)不同坡長(zhǎng)的縱斷面

1．坡段長(zhǎng)度對(duì)工程和運(yùn)營(yíng)的影響

(1)對(duì)工程數(shù)量的影響

短的坡段長(zhǎng)度可更好地適應(yīng)地形起伏，但最短坡段長(zhǎng)度應(yīng)保證坡段兩端所設(shè)的豎曲線不重疊。(2)對(duì)運(yùn)營(yíng)的影響從運(yùn)營(yíng)角度看，因?yàn)榱熊囃ㄟ^變坡點(diǎn)時(shí)，變坡點(diǎn)前后的列車運(yùn)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(shí)也使車輛間產(chǎn)生沖擊作用，增大列車縱向力，坡段長(zhǎng)度要保證不致產(chǎn)生斷鉤事故。三、坡段長(zhǎng)度1.2.3區(qū)間線路縱斷面設(shè)計(jì)2．坡段長(zhǎng)度的規(guī)定

縱斷面宜設(shè)計(jì)為較長(zhǎng)的坡段，旅客列車設(shè)計(jì)行車速度為160km/h的坡段，坡段長(zhǎng)度不應(yīng)小于400m，且最小坡段不宜連續(xù)使用兩個(gè)以上；旅客列車設(shè)計(jì)行車速度小于160km/h的坡段，坡段長(zhǎng)度不宜小于下表規(guī)定的數(shù)值。最小坡段長(zhǎng)度表(m)遠(yuǎn)期到發(fā)線有效長(zhǎng)度1050850750650最小坡段長(zhǎng)度400350300250三、坡段長(zhǎng)度1.2.3區(qū)間線路縱斷面設(shè)計(jì)

3．坡段長(zhǎng)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(gè)同向坡段之間為了緩和坡度差而設(shè)置的緩和坡段；(4)長(zhǎng)路塹內(nèi)為排水而設(shè)置的人字坡段。四、坡段連接1.2.3區(qū)間線路縱斷面設(shè)計(jì)

(一)相鄰坡段坡度差

縱斷面的坡段上坡的坡度為正值，下坡的坡度為負(fù)值，相鄰坡段坡度差的大小，以代數(shù)差的絕對(duì)值Δi表示：Δi=︱i1–i2︱?！毒€規(guī)》規(guī)定：相鄰坡段的連接宜設(shè)計(jì)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(zhǎng)度(m)1050850750650最大坡度差(‰)一般8101215困難101215181.2.3區(qū)間線路縱斷面設(shè)計(jì)定義：在線路縱斷面的變坡點(diǎn)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。1．豎曲線設(shè)置原因?qū)л啈铱帐疽鈭D(1)當(dāng)機(jī)車車輛重心未達(dá)到變坡點(diǎn)時(shí)，將使前轉(zhuǎn)向架的車輪懸空，懸空高度大于輪緣高度時(shí)，將導(dǎo)致脫軌。四、坡段連接

(二)豎曲線1.2.3區(qū)間線路縱斷面設(shè)計(jì)1．豎曲線設(shè)置原因

(2)當(dāng)相鄰車輛的連接處于變坡點(diǎn)附近時(shí)，車鉤要上、下錯(cuò)動(dòng)，其值超過允許值將會(huì)引起脫鉤。車鉤錯(cuò)動(dòng)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(jì)算設(shè)置豎曲線的限制條件四、坡段連接

(二)豎曲線1.2.3區(qū)間線路縱斷面設(shè)計(jì)

2．設(shè)置豎曲線需要研究的問題

(1)豎曲線半徑①列車通過變坡點(diǎn)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(duì)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。

《線規(guī)》規(guī)定：路段設(shè)計(jì)速度為160km/h的地段，當(dāng)相鄰坡段的坡度差大于1‰時(shí)，豎曲線半徑應(yīng)采用15000m；當(dāng)路段設(shè)計(jì)速度小于160km/h，相鄰坡段的坡度差大于3‰時(shí)，豎曲線半徑應(yīng)采用10000m。四、坡段連接

(二)豎曲線1.2.3區(qū)間線路縱斷面設(shè)計(jì)

2．設(shè)置豎曲線需要研究的問題

(2)豎曲線要素計(jì)算①豎曲線切線長(zhǎng)Vmax≥160km/h：

TSH

＝7.5Δi(m)Vmax<160km/h：

TSH

＝5Δi(m)②豎曲線長(zhǎng)度KSH≈2TSH(m)③豎曲線縱距y四、坡段連接

(二)豎曲線1.2.3區(qū)間線路縱斷面設(shè)計(jì)

2．設(shè)置豎曲線需要研究的問題

(2)豎曲線要素計(jì)算例題：某高速鐵路,設(shè)計(jì)時(shí)速為250km/h,凸形變坡點(diǎn)A的地面高程為476.50m、設(shè)計(jì)高程為472.36m、相鄰坡段坡度為i=6‰，i=-2‰,求A點(diǎn)的挖方高度。四、坡段連接

(二)豎曲線1.2.3區(qū)間線路縱斷面設(shè)計(jì)

2．設(shè)置豎曲線需要研究的問題

(2)豎曲線要素計(jì)算例題：某Ⅰ級(jí)鐵路V=120km/h，某變坡點(diǎn)相鄰坡度分別為-3‰、2‰，變坡點(diǎn)高程為120m，試計(jì)算圖示豎曲線上每10m點(diǎn)的施工高程。四、坡段連接

(二)豎曲線1.2.3區(qū)間線路縱斷面設(shè)計(jì)

2．設(shè)置豎曲線需要研究的問題

(2)豎曲線要素計(jì)算練習(xí)：某Ⅰ級(jí)鐵路V=160km/h，某變坡點(diǎn)相鄰坡度分別為-6‰、4‰，變坡點(diǎn)高程為130m，試計(jì)算圖示豎曲線上每30m點(diǎn)的施工高程。四