既有线能力加强及改建设计习题解答

既有线能力加强及改建设计习题参考解答
8-1 改善运营条件(改善平、纵面、道口、轨道加强等)，为什么可以提高既有线的通过能力或输送能力?结合通过能力及输送能力的计算公式简要说明。

参考答案：
答：改善运营条件包括改善平、纵面，改善和加强道口，加强轨道等，其中平纵面的改善包括加大曲线半径、延长缓和曲线、缓建最大坡度、延长到发线有效长等措施。

（1）改善运营条件对通过能力的提高。

单线通过能力的计算公式为H
B F W T 1440t t t t T N +++-=
，双线的为L
T
t t T N +-=
1440（半自动闭塞）或
I
T N T
-=
1440（自动闭塞）。

由这些计算公式可知，提高通过能力的关键是缩短列车在区间的运行时
分，而缩短运行时分的方法有改善信联闭设施、缩短站间距、提高列车的旅行速度。

加大曲线半径、延长缓和曲线、缓建最大坡度、改善道口、加强轨道等都能提高列车的运行速度，自然就能提高通过能力。

（2）改善运营条件对输送能力的提高。

输送能力的计算公式为
β
6
j
H 10· 365G N C =
，其中G j ＝G ×K J ，而
[]Z Z Z L L L KH KH KH K K H )()()(· 1N N N N N N μεμεμεεα
-+-+-+-+＝。

也就是说可以提高通过能力和牵引
吨数来提高输送能力。

由前面论述已知改善运营条件能提高通过能力，而提高牵引吨数的措施中就包括延长到发线、降低最大坡度、加强轨道等改善运营条件的措施，所以改善运营条件能提高通过能力。

8-2 简述既有铁路能力加强中，提高通过能力的措施。

参考答案：
答：提高通过能力的措施有行车组织措施、改换信联闭装置、增设车站和线路所和增建第二线及其过渡措施。

行车组织措施包括缩短控制区间的运行图周期、采用特种运行图、减少旅客列车扣除系数等。

采用较完善的信号、连锁、闭塞装置，可使列车在车站上交会、越行的作业时间缩短，从而提高通过能力。

增设车站或线路所可减少控制区间的站间距离，从而提高通过能力，但站间距不能过短。

增建第二线及其过渡措施包括：向控制区间延长站线；修建双插段，组织不停车交会；在控制区间铺设第二线；增建二线。

8-3 既有纵断面改建设计与新线纵断面设计有何不同，简述其原因。

答：二者的主要区别在于：
1）新线纵断面设计是以路肩标高为准设计的，而既有线纵断面改建设计是以轨面标高为准设计的；
2)既有线纵断面改建设计要求比新线设计更细致精确，所以采用放大纵断面图设计，其高程比例尺通常比新线纵断面图放大5-10倍，即1:100-1:200.
之所以要有此区别，要采用放大纵断面图进行设计，一是为了尽可能利用既有建筑物和设备，减少改建工程；二是为了尽可能减少改建工作与既有线正常运营之间的干扰，也要求尽可能减少改建工作，这两方面的原因，就要求既有线纵断面改建设计比新线纵断面设计更细致，精确，准确。

8-4 绘图说明既有线平面改建的原因及其相应的改建方法。

参考答案：
答：既有线的平面改建，主要是曲线及其毗邻路段的改建。

应根据不同的改建原因采用相应的改建方式。

（1）线路整正：在运营过程中，一方面由于机车车辆的车轮冲撞钢轨，使曲线产生错动；一方面由于维修时对线路拨动，使曲线偏离设计位置。

改建时，需要将既有曲线拨正到设计位置，如图（a）所示。

平面改建示意图
（2）提高线路标准：因铁路运量日增，行车速度日高，改建线路的设计标准也要相应提高。

如既有曲线半径需要加大，缓和曲线需要加长，夹直线长度需要加长，都会引起线路的改建。

图（b）、（c）、（d）分别为加大曲线半径、加长缓和曲线和加长夹直线的三种图式；图（e）为同向曲线间夹直线长度不够而改建为一个曲线的图式，图（f）为反向曲线间夹直线长度不够，而用移动中间切线的办法以加长夹直线的图式。

（3）线路裁弯取直改建：某段线路标准过低或绕弯过甚，改建时往往裁弯取直，另修一段新线，如图（g）所示。

线路上个别桥隧建筑物位置的改移，将引起附近线路的改建，如图（h）所示。

8-5 应用渐伸线原理计算既有线拨动量的前提条件是什么?
答：首先，曲线长度应基本保持不变，才能保证必要的计算精度。

所以该方法仅适用于将错动的既有曲线拨正为规则线形，以及拨动前后曲线长度不会大量变化的改建设计。

若既有曲线的转角较大，且要增大曲线半径，则改建后线路长度缩短；若采用一般方法计算拨距，就要产生很大误差，需要用特殊方法计算拨距。

其次，保证终切线不拨动。

首先，要保证既有曲线的转角不变动，以免终切线发生扭转。

所以设计时应保证设计曲线和既有曲线的转角 相等。

最后，还必须使既有曲线测量终点的拨距为零，以免引起终切线的平行移动，所以设计时应使测量终点设计曲线和既有曲线的渐伸线长度相等，即J S E E =。

8-6 举例说明提高既有铁路通过能力和牵引吨数的技术改造措施。

参考答案：
答：（一）提高通过能力的措施有：
1）行车组织措施，包括：缩短控制区间的运行图周期；采用特种运行图；减少旅客列车扣除系数。

2）改换信联闭装置，采用较完善的信号、连锁、闭塞装置，可使列车在车站上交会、越行的作业时间缩短，从而提高通过能力。

3）增设车站或线路所，减少控制区间的站间距离，从而提高通过能力，但站间距不能过短。

4）增建第二线及其过渡措施，包括向控制区间延长站线，修建双插段，组织不停车交会，在控制区间铺设第二线，增建第二线。

（二）提高牵引吨数的措施
1）运输组织措施，包括动能闯坡、补机推送、组合列车。

2）增大牵引功率的措施，包括加力牵引、采用大型机车、采用电力或内燃机车。

3）减缓最大坡度的措施。

4）延长到发线有效长度。

8-7 知某既有曲线未设缓和曲线，转角a =60°，及R j =500m ，测得QZ j 点的既要渐伸线长E j =68.539m ，如将曲线改建为R s =600m ，QZ j 要拔到OZ s 位置。

①用渐伸线原理计算△=? ②用几何关系计算△=?
③两次算出的△是否相同，如果不相同是什么原因? 参考答案：
解：（1）由于不设缓和曲线，设计线曲中点的渐伸线长度为：
246.82600
2)
180
260060(22
2
=⨯⨯⨯⨯=
=
πR
L
E S （m ）
所以拨距△=82.246-68.539=13.707（m ）。

（2）①将曲线整正为R=500m 的规则曲线时曲中点的渐伸线长度为：
539.68500
2)
180250060(22
2
=⨯⨯⨯⨯=
=
πR
L
E S （m ）
不改变曲线半径时曲线拨距为零。

②R=500m 的曲线的外矢距E 为：
350.77)12
60(sec
500)12
(sec
=-⨯=-=a R E （m ）
R=600m 的曲线的外矢距E 为：
820.92)12
60(sec
600)12
(sec
=-⨯=-=a R E （m ）
③所以曲中点的拨距为二者外矢距之差再加上曲线整正时的拨距，得： =92.820-77.350+0=15.470（m ）。

（3）两次计算值相差近2m ，这是因为这种情况不适合使用渐伸线法计算。

半径由500m 改为600m 引起了线路长度的变化，而使用渐伸线法计算拨距的前提是曲线长度应基本保持不变。

测得某既有曲线置镜点的偏角与弧长为：
表 8-8 测得某既有曲线置镜点的偏角与弧长为
置 镜 点 偏角φ 弧 长 K10+380
K10+460 0°32'50" 80m K10+600 10°00'13" 140m K10+760 17°30'18" 160m K10+840 11°00'51" 80m 前视点
0°29'48''
(1)求各点置镜点的既有渐伸线长。

(2)如选配R s =490m ，l s =70m 。

(a)求ZH s 、HY s 、QZ s 、YH s 、HZ s 里程； (b)求各置镜点的设计渐伸线长； (c)求各置镜点的拨动量。

参考答案：
解：（1）各置镜点的渐伸线长。

①K10+460处，11ϕβ==0°32′50"，
764.0180
"50'32080111=⨯︒⨯
=⋅=π
βl E （m ）
②K10+600处，212ϕββ+==0°32′50"+10°00'13"=10°33'03"，
544.26180
"03'3310140764.02212=⨯︒⨯
+=⋅+=π
βl E E （m ）
③K10+760处，323ϕββ+==10°33'03"+17°30'18"=28°03'21"，
891.104180
"21'0328160544.263323=⨯︒⨯
+=⋅+=π
βl E E （m ）
④K10+840处，434ϕββ+==28°03'21"+11°00'51"=39°04'12"，
443.159180
"12'043980891.1044434=⨯︒⨯
+=⋅+=π
βl E E （m ）
⑤前视点，曲线偏角54ϕβ+=a =39°04′12"+0°29'48''=39°34′00"。

（2）拨距计算
R s =490m ，l s =70m ，a =39°34′00"，得T =211.394，S =408.379。

里程计算。

由终点的拨距为0，计算QZ S 点的里程。

QZ S 点的里程=K10+840-
a
E 4=K10+609.113；
因此ZH S 点的里程= QZ S 点的里程-S /2=K10+404.924；
HY S 点的里程= ZH S 点的里程+ l s =K10+474.924；
YH S 点的里程= (HY S 点的里程- l s /2)+ R S a - l s /2=K10+743.302； HZ S 点的里程= YH S 点的里程+ l s =K10+813.302； ZY S 点的里程= ZH S 点的里程+ l s /2 =K10+439.924；
各置镜点的设计渐伸线计算
K10+460点位于缓和曲线上，所以渐伸线长为:
812.070
4906)
924.1040410460(63
3
1=⨯⨯-=
=
S
S S l R l
E （m ）
K10+600点位于圆曲线上，所以渐伸线长计算如下：
417.0490
2470
242
2
=⨯=
=
S
S
R l p （m ）
564.26490
2)
924.1043910600(417.022
2
2=⨯-+
=+
=S
S R L
p E （m ）
K10+760点位于第二个缓和曲线上，渐伸线长计算如下：
934.10470
4906)
302.1074310760(490
2)
924.1043910760(417.0623
2
3
2
3=⨯⨯--
⨯-+
=-
+
=S
S S
S l R l
R L
p E （m ）
K10+840点位于直线上，渐伸线长计算如下：
443.159180
"00'3439)113.1060910840(3=︒⨯
-==Xa E S （m ）
各置镜点的拨动量分别为：
K10+460点为：0.812-0.764=0.048（m ）； K10+600点为：26.564-26.544=0.020（m ）； K10+760点为：104.934-104.891=0.043（m ）； K10+840点拨动量为0。

8-9 选用某一既有线偏角资料，参照教材既有曲线拨距计算表的步骤进行拨距计算。

表1 1#
左转
置镜点 测点里程 偏角 不 K10+380 °—'—" +400 0—01—22 +420 0—03—15 +440 0—11—32 不 K10+460 0—32—50 +480 3—01—12 +500 4—10—36 +520 5—20—56 +540 6—30—52 +560 7—40—50 +580 8—50—20 不 K10+600 10—00—13 +620 9—22—38 +640 10—31—50 +660 11—41—48 +680 12—51—54
+720 15—11—04
+740 16—20—45
不K10+760 17—30—18
+780 9—59—35
+800 10—32—48
+820 10—51—09
+840 11—00—51
前视点0—29—48 表2 2#右转
置镜点测点里程偏
角°—'—"
不K10+760
+780 0—00—21
+800 0—01—07
+820 0—04—08
+840 0—13—20 不K13+860 0—30—16
+880 2—10—00
+900 2—42—27
+920 2—14—30
+940 3—46—00
+960 4一17—53
+980 4—49—24 不K14+000 5—21—20
+020 4—08—18
+040 4—27—46
+060 4—38—04
+080 4—43—52 不K14+100 4—47—16
前视点0—13—43
表3 3#左转
置镜点测点里程偏
角°—'—"
不K16+640
+660 0—00—46
+680 0—00—51
+700 0—02—44
+720 0—10—28
不K16+740 0—24—04
+760 1—56—36
+780 2—28—06
+800 2—59—38
+820 3—30—50
+840 4—02—16
不K16+860 4—33—43
+880 3—39—35
+900 4—05—45
+920 4—26—24
+940 4—40—00
不K16+960 4—48—50
前视点0—35—06 表4 4#右转
置镜点测点里程偏
角°—'—"—
不K18+340 °—'—"
+360 0—03—44
+380 0—04—44
+400 0—12—06
+460 2—28—50
+480 2—59—18
+500 3—29—58
+520 4—01—50
+540 4—33—46
+560 5—05—17
+580 5—36—36
+600 6—06—32
+620 6—40—24
不K18+640 7—11—57
+660 7—43—39
+680 8—05—29
+700 8—19—02
不K18+720 8—26—07
前视点0—22—06 表5 5#左转
置镜点测点里程偏
角°—'—"—
不K20+420 °—'—"
+440 0—01—40
+460 0—01—50
+480 0—02—20
+500 0—10—40 不K20+520 0—32—10
+540 3—26—20
+560 4—44—40
+580 6—04—40
+600 7—24—10
+660 9—20—00
+680 10—40—00
+700 12—00—00
不K20+720 13—9—40
+740 7—39—50
+760 8—26—30
+780 8—58—40
+800 9—16—10
+820 9—26—40
不K20+840 9—33—10
前视点0—35—00 表6 6#右转
置镜点测点里程偏
角°—'—"
不K24+200
+220 0—01—m
+240 0—01—56
+260 0—01—39
+280 0—07—02
+300 0—17—28 不K24+320 0—33—22
+340 0—19—52
+360 0—42—34
+380 1—07—08
+400 1—32—54 不K24+420 1—58—02
+440 4—42—24
+460 4—47—34
不 K24+480 4—49—42
前视点
0—05—15
参考答案：
解：（1）选择表格1，按照表格，计算各置镜点的既有渐伸线长，得曲线偏角a=39°34′00"。

（2）选配曲线半径。

用二节差商法，计算K10+600至K18+760共9个测点渐伸线的二次差值，n=7，∑∆E 2=5.6695。

则 870.4936695
.54007)
()
(2
2
=⨯=
∆
∆⋅=
∑E L n R J （m ）
取R s =490m 。

（3）计算QZ 点的里程，选取缓和曲线 终点的拨距为0，计算QZ S 点的里程。

QZ S 点的里程=K10+840-
a
E 19=K10+609.113；
ZY 点的里程= QZ 点的里程-
2
a R S ⋅=K10+439.924
选K10+600，K10+620，K10+640计算p S 值，由S
S J R L
p E 22
+
=，得S
J S R L
E p 22
-
=。

对于K10+600，得p S =0.39725；对于K10+620，得p S =0.41157；对于K10+640，得p S =0.41474。

得p S 平均值0.4078。

从而： S S p R l ⋅=
240=69.256m 。

取l s =70m 。

因a =39°34′00"，得T =211.394，S =408.379。

（4）里程计算。

因此ZH S 点的里程= QZ S 点的里程-S /2=K10+404.924；
HY S 点的里程= ZH S 点的里程+ l s =K10+474.924；
YH S 点的里程= (HY S 点的里程- l s /2)+ R S a - l s /2=K10+743.302； HZ S 点的里程= YH S 点的里程+ l s =K10+813.302； ZY S 点的里程= ZH S 点的里程+ l s /2 =K10+439.924；
（5） 各置镜点的设计渐伸线计算，参看表格。

既有曲线拨距计算表。