第1章_铁路线路(3)

◢ 限制列车运行速度； ◢ 增加轮轨磨耗； ◢ 增加轨道设备；
v
h
hR v 11.8
max
hq R
11.8
◢ 增加轨道养护维修费用。
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6、曲线附加阻力
曲线附加阻力：机车车辆在曲线上运行时的阻力大于同样条件 下直线上运行的阻力，其增大部分叫曲线附加阻力，简称曲线阻 力。
产生原因：机车、车辆在曲线上运行时，轮轨间的纵向和横向 滑动、轮缘与钢轨内侧面的摩擦增加，同时，由于转向架转向和 侧向力作用，上下心盘等部分摩擦加剧。
有正负区分
3、限制坡度、加力牵引坡度及动能坡度
（1）限制坡度
限制坡度是这样一种坡度：在这个坡度上，一台机车牵引
列车连续上坡运行时，列车运行速度最终能够稳定在机车
计算速度的水平上。 又陡又长 限制坡度的选定，需要考虑以下问题： 首先，要确保列车运行速度不能过低。 其次，需考虑：铁路等级、地形条件、牵引种类、运输
二、铁路线路的纵断面及纵断面图
2、坡道附加阻力
坡道阻力是机车、车辆的重力沿轨道下
坡方向的分力。数值上=i（N/KN）
Wi Q sin
Q tan ( KN )
wi
Wi 1000 Q
=i
Q
Q tan a 1000 Q i( N KN )
坡道坡度及坡道附加阻力示意图
线路平面图
二、铁路线路的纵断面及纵断面图
线路纵断面由平道、坡道及设于变坡点处的竖曲线组成。 1、变坡点、坡段、坡度、竖曲线
二、铁路线路的纵断面及纵断面图
线路纵断面由平道、坡道及设于变坡点处的竖曲线组成。 1、变坡点、坡段、坡度、竖曲线
坡度指以坡段终点对起点的高差与两点之间水平距离的比值. 用 i‰表示。
跨越市区、工业区、农作物区——旱桥。
桥梁的型式很多，根据桥梁
受力情况，分为5类：梁桥、拱 桥、刚架桥、悬桥和组合体系
桥等。
跨河桥(陇海线渭河桥)
跨谷桥(南昆线八渡3号大桥)
旱桥(西康线)
跨线桥
2、桥梁组成结构
桥梁由上部结构（桥跨）和下部结构（桥墩、桥台、墩台基础）组成。 轨道传来的力，通过桥墩、桥台、基础，传递至基底面上。
量。
二、铁路等级及主要技术标准
铁路主要技术标准包括：正线数目、限制坡度、最小 曲线半径、牵引种类、机车类型、机车交路、车站分布、 到发线有效长度和闭塞类型等。这些标准是确定铁路能力 大小的决定因素，一条铁路选用不同的标准对设计线的工 程造价和运营质量有重大影响，同时又是确定设计线的工 程标准和设备类型的依据。
（2）缓和曲线的特点
F m
F 0
直线
v2

v2 F m R
缓和曲线
ρ=∞ ρ=R
① 缓和曲线半径从∞→R（或 R →∞ ）； ② 运行中列车的离心力逐渐↑（或↓）；
圆曲线
③ 缓和曲线轨距加宽逐渐↑（或↓） ；
④ 缓和曲线外轨超高逐渐↑（或↓） 。
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5、曲线路段对运营的影响
v2 h 11.8 R
路肩的作用：
1）抵抗路基核心部分在受压力时向外发生挤动、 变形，加强路基的稳定性； 2）防止道渣滚落于路基坡面，保持道床完整； 3）便于设置必要的线路、信号标志； 4）供铁路现场作业人员行走，便于进行工作。 路基路肩与边坡示意图
二、路基的组成
3、路基附属设施
路基附属设施的作用：保证路基的强度与稳定。 ①排水设施 地面排水设施→汇集地表雨水，引到路基以外。
1、隧道的基本组成
大瑶山隧道洞门
秦岭隧道的洞身衬砌
问题：如何防止仰坡塌方，落石堵塞洞口？
隧道洞口的安全
2、铁路隧道附属建筑物
避车洞及其作用
小避车洞——保证隧道内维修人员的安全。
大避车洞——存放工具材料。
隧道两侧，每隔60m设置一小洞，每隔300m设置一大洞。
防排水设施
面标明曲线的有关要素(曲线 长度、缓和曲线长度、曲半径、
超高、加宽)。
该标设置于圆曲线的中部， 示意图如下：
2、线路标志的类型及设置地点
（3）坡度标
表示该坡道的坡度大小及坡段长度，并用箭头表示上坡和下坡。 坡度标设在变坡点处。
2、线路标志的类型及设置地点
（4）桥梁标
设在桥梁中心里程（或桥头）处，标明桥梁编号和中心里程。
加固工程通过修建加固结构物 或其它措施，使路基获得稳定。
例如：挡土墙、扶壁、挡棚等。
山体挡棚
挡土墙
三、桥梁
桥梁，在铁路架空的部位承托轨道。
内昆线金沙江大桥
1、桥梁的作用与分类
作用：供铁路线路跨越水流、山谷或其它建筑物的设施。 跨越河流——跨河桥。 跨越山谷——跨谷桥。 跨越铁路、公路——跨线桥。
经验公式：
600 （N/KN） r R
ωr —— 单位曲线阻力（N/KN） R —— 曲线半径（m） 600 —— 据试验得出的数据。
7、铁路线路平面图
用一定的比例尺，把线路中心线及其两侧的地面情况投影到水平面
上，就是铁路线路平面图。 线路平面图和纵断面图是铁路勘测设计、施工和运营的重要文件。
线路纵断面图
三、线路标志
1、线路标志的作用
线路的标志是为线路的维修和养护和司机和车长等工作上的需要而 设置的。
2、线路标志的类型及设置地点
（1）里程标(公里标、半公里标) 公里标从铁路线路起点开始，每走一公里设置一个；半公里标设于 线路的半公里处。
2、线路标志的类型及设置地点
（2）曲线标
为曲线的技术参数，在上
铁路线路是机车车辆和列车运行的基础。
铁路线路是由路基、桥隧建筑物和轨道组成的
一个整体工程结构。
本章内容：
§1.1 概述 §1.2 铁路线路的平面和纵断面
§1.3 铁路路基及桥隧建筑物
§1.4 轨道 §1.5 限界
§1.1 概述
一、铁路的勘测设计
在建筑一条铁路之前，必须进行调查研究和勘探工作，并从若干
§ 1.2 铁路线路的平面和纵断面
铁路线路在空间的位置是用它的中心线来表示的。
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§ 1.2 铁路线路的平面和纵断面
线路中心线是指距外轨半个轨距的铅垂线 AB与两路肩边
缘水平连线CD交点O的纵向连线。如下图所示：
L
A
L/2
C
D
O
B
§ 1.2 铁路线路的平面和纵断面
线路中心线在水平面上的投影，叫做铁路线路的平 面(俯视)，表明线路的直、曲变化状态； 线路中心线展直后在铅垂面上的投影，叫铁路线路 的纵断面（侧视），表明线路的坡度变化。
切线长度：
T R tan
曲线长度：

2
m m
L R
10的弧长:

180
L
R
180
m
3、曲线地段的特点
（1） 外轨超高
为了平衡 离心力，使内 外两股钢轨受 力均匀，垂直 磨耗均等，旅 客不因离心加 速度而感到不 适，将外轨抬 高一定程度。
v2 F m R
F
F cos
G sin
个可供比较的方案中选出一个最优方案来进行设计。
铁路建设的三个阶段： 前期工作阶段：主要进行方案研究、初测和初步设计工作。
基本建设阶段：主要进行定测、技术设计和施工图设计，最后进
行工程施工、验交投产。 投资效果反馈：铁路运营若干年后，有建设单位会同有关部门，
对工程质量、技术指标和经济效益等考察验证，以评价设计和施工质
路堤断面简图
一、路基的断面形式
2、路堑
路基设计标高低于地面标高，通过挖掘而形成的路基。
路堑断面简图
路 堑 实 物 图
一、路基的断面形式
3、 不填不挖路基
路基设计标高与地面标高相同，轨道直接铺设在经过处理的天
然地面上。
4、 半路堤
不填不挖路基断面简图
在山岳地区，通过部分填筑而形成的路基。
半路堤断面简图
4、缓和曲线
(1) 设置缓和曲线的原因
v2 F m R
圆曲线
圆曲线
F 0
直线
R
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4、缓和曲线
(1) 设置缓和曲线的原因
F 0
F m
v2

v2 F m R
直线
缓和曲线
圆曲线
ρ=∞
ρ=R
为了使列车安全、平顺地由直线运行到圆曲线 (或由圆曲线运行到直线） 而在直线与圆曲线之间设置一个曲率半径逐渐变化的曲线称为缓和曲线。
2、线路标志的类型及设置地点
（5）管界标
设在铁路局、工务段、领工区、养路工区、供电段、电力 段的管辖地段的分界点处，两侧标明所向的单位名称。
§1.3 铁路路基及桥隧建筑物
铁路路基是轨道的基础，承受并传递轨道的重量及列车的动载荷。
一、路基的断面形式
通常，把垂直于线路中心线的路基横截面称为路基横断面，简 称路基断面。按照路基所处的地势情况与横断面的形状，路基断面 可以分为6类： 1、路堤 路基设计标高高于地面标高，用土、石填筑而成的路基。
线路平面
线路纵断面
一、铁路线路的平面及平面图
线路的平面由直线、曲线（圆曲线及缓和曲线）组成。
1、曲线要素
铁路线路在转向处所设的曲线，圆曲线基本组成要素有： 曲线半径R，曲线转角α，曲线长L，切线长度T； 缓和曲线长度L0——直线与圆曲线之间的过渡线。
线路曲线地段
2、曲线的计算（圆曲线）
不考虑缓和曲线时，直接根据数学公式 可以得出：
我们以跨河桥为例，其组成部分为：桥面、桥跨结构；桥墩、桥台；
墩台及基础。
跨河桥组成 部分简单图
四、隧道
隧道，铁路穿越山岭所开凿的地下通道。
其底部承托着轨道，四周承受着围岩的压力。 隧道也可以代替桥梁，从河道、海峡下穿过，即水下隧道。
内昆线安边2号隧道
1、隧道的基本组成
隧道是修筑在地层内的建筑物，铁路隧道结构由主体建筑物和附 属建筑物组成。 主体建筑物——洞门、洞身衬砌。作用是保持隧道的稳定，保证 列车的安全运行。 附属建筑物——避车洞、防排水设施、通风设施。为隧道安全、 养护与维修隧道的需要而设置。
例如：排水沟（见图）、截水沟等。
地下排水设施→截断、疏导地下水，排出路基。
排水沟
3、路基附属设施
②防护设施 路基边坡坡面防护→增强路基边坡的抗风化能力。
例如：植被防护、砌石防护等。
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路基边坡冲刷防护→用于滨河、河滩、水库地段防护。
例如：植被防护、抛石防护等。
路基边坡度冲刷防护
3、路基附属设施
S1取1500mm, v 由km / h m / s, 则
v2 h 11.8 R 式中 : h ——超高，mm,
G
v ——平均行驶速度，km / h, R ——曲线半径，m。
外轨超高
（2） 轨距加宽
为防止轮对被轨道楔住或挤翻钢轨，对于小半 径曲线的轨距要适当加宽(R≤350m时，≤15mm ) ，以使机车 车辆能顺利通过曲线，并使钢轨与车轮间的横向力 最小，减少轮轨间的磨耗。
要求、邻线牵引定数。
3、限制坡度、加力牵引坡度及动能坡度
（2）加力牵引坡度
在一条铁路线的全线范围内，地形是不相同的。有 一般地段，有困难地段，还可能有特殊困难地段(如跨 越山岭地段)。 在特殊困难地段，线路纵断面的设计有两个方案：
A.可以修建隧道穿过山岭；
B.也可以利用高坡(坡度值大于限制坡度数值的坡 段)跨越山岭。在这个坡段上，列车必须以双机牵引或 多机牵引。这种坡段称为加力牵引坡段。例如，我国京 张铁路的关沟段和宝成铁路的宝凤段，都采用了加力牵 引坡段。
3、限制坡度、加力牵引坡度及动能坡度
（3）动能坡度
机车牵引按限制坡度计算的列车质量，利用列车的牵
引力和积累的动能，以不低于机车的计算速度所闯过的、
大于限制坡度的坡度称动能坡度。
4、铁路线路纵断面图
线路纵断面图是用一定的比例尺（水平方向为 1:10000 、 垂直方向为1:1000）和规定的符号，把平面图上的线路中心 线展直后投影到铅垂面上，并注有线路平面和纵断面有关资 料的图。
一、路基的断面形式
5、半路堑
在山岳地区，通过部分挖掘而形成的路基。
半路堑断面简图 半路堑实物图
一、路基的断面形式
6、半路堤半路堑
经过填、挖两部分构成的路基。
半路堤半路堑断面简图
二、路基的组成
路基 路基本体 路 肩 路基附属 设施 路 基 顶 面
路 基 边 坡
铁路路基本体组成
二、路基的组成
1、路基顶面
G
外轨超高
（1） 外轨超高
F cos G sin
v2 G v2 F m R g R
G v2 cos G sin g R v2 tan gR
F
F cos
G sin
在 5时， sin tan
h v2 S1v 2 tan sin h S1 gR gR
路基顶面即路基的顶部，是铺设轨道的工作面。 根据路基顶面形状，路基顶面的形状，分为有路拱、无路拱两种形 式。 路基顶面的宽度是指从路基一侧的路肩边缘到另一侧路肩边缘之间
的距离。
有路拱路基断面
路基顶面宽度示意图 无路拱路基断面
二、路基的组成
2、路肩与路基边坡
路肩：路基顶面两侧无道床覆盖的部分。 路基边坡：路肩边缘以外的斜坡。