线路纵断面设计
线路的平面及纵断面
地铁线路应尽可能采用较平缓的坡度，最大坡度的 确定必须考虑各类车辆在最大坡道上停车时的启动与防 溜，同时考虑必要的安全系数。最大坡度也是地铁主要 技术标准之一。《地铁设计规范》中规定“正线的最大 坡度宜采用30‰，困难地段可采用35‰，联络线、出入 线的最大坡度宜采用40‰。”
地铁隧道线路应考虑排水需要，正线最小坡度不宜小于3‰，困路由于停车及站台面平 缓要求宜设置在3‰的坡道上，困难条件下可设置在2‰或不大于5‰的坡道上， 但是要确保排水坡度不小于3‰，以利于排水畅通。隧道内的折返线与存车线， 应布置在面向车挡的下坡道上，其坡度宜为2‰。
线路的平面及纵断面
一、平面及其组成要素
1．圆曲 线
线路在转弯处所设的曲线为圆曲线。国家标准《地 铁设计规范》（GB 50157—2013）中规定“线路平面圆 曲线最小曲线半径应符合规定”，如表3-1所示。
线路
车型
正线
出入线、联络线 车场线
A 型车
一般地段
困难地段
350
300
250
150
150
—
B 型车
地面及高架桥上的车站站台线路不受排水影响宜设在平坡上，车场线可设 在不大于1.5‰的坡道上。
2．竖曲线
为了保证列车运行的平顺与安全，当相邻两坡段的坡度 代数差大于2‰时，应以竖曲线相连接，并要求线路纵向坡 段长度不宜小于远期列车计算长度，同时应满足相邻竖曲线 间的夹直线长度的要求，其夹直线长度不宜小于50 m。竖曲 线的主要作用：缓和纵向变坡处行车动量变化而产生的冲击 作用，确保道路纵向行车视距；将竖曲线与平曲线恰当地组 合，有利于路面排水和改善行车的视线诱导和舒适感。
竖曲线就是纵断面上的圆曲线，竖曲线的曲线半径采用情况，如表3-2所示。
第四章 线路平纵断面设计
第四章 铁路线路平面及纵断面设计第一节 设计的基本要求如图4—1所示，路基横断面上距外轨半个轨距的铅垂线AB 与路肩水平线CD 的交点O 在纵向上的连线，称为线路中心线。
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；线路纵断面是沿线路中心线所作的铅垂剖面展直后线路中心线的立面图，表示线路起伏情况，其高程为路肩高程。
各设计阶段编制的线路平面图和纵断面图是线路设计的基本文件。
各设计阶段的定线要求不同，平面图和纵断面图的详细程度也各有区别，绘制时应遵循铁路行业制定的线路标准图式。
图4—2为新建铁路简明的线路平面图和纵断面图，可应用于线路方案研究或(预)可行性研究阶段中的概略定线。
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α、曲线半径R )、车站、桥隧特征等资料。
简明断面图的上半部为线路纵断面示意图；下半部为线路基础数据，自下而上顺序标出：线路平面、里程、设计坡度、路肩设计高程、工程地质概况等栏目。
线路平面和纵断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、不断钩、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，设计要遵守《线规》规定。
2．应力争节约资金即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．既要满足各类建筑物的技术要求，还要保证它们协调配合、总体布置合理铁路上要修建车站、桥涵、隧道、路基、道口和支挡、防护等大量建筑物，线路平面和纵断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。
铁路线路纵断面设计
铁路线路纵断面设计3．2 纵断面3．2．1 设计线(或区段)的限制坡度应根据铁路等级、地形条件、牵引种类和运输要求比选确定，并应考虑与邻接铁路的牵引质量相协调，但不得大于表3．2．1规定的数值。
表3．2．1 限制坡度最大值(‰)3．2．2 根据地形、工程和运输需求，经过比选，各级铁路均可采用加力牵引坡度。
加力牵引坡度的使用应符合下列规定：1 加力牵引坡度应集中使用。
加力牵引地段宜与区段站或其他有机务设备的车站邻接。
2 加力牵引坡度应根据牵引质量、机车类型、机车台数及加力牵引方式按下式计算确定：式中i j1——加力牵引坡度(‰)，以0．5‰为单位取值；n——机车台数；λy——机车牵引力使用系数，取λy＝0．9；λk——第k台机车的牵引力取值系数，根据加力牵引方式和操纵方法按国家现行标准《列车牵引计算规程》TB／T 1407的规定取值；F jk——第k台机车在本务机车计算速度时的牵引力(N)；P k——第k台机车的质量(t)；Q——牵引质量(t)；w′0k——第k台机车在本务机车计算速度时的单位基本阻力(N／t)；w″0——车辆在本务机车计算速度时的单位基本阻力(N／t)；g——重力加速度，取9．81m／s2。
3 各级铁路电力、内燃牵引的加力牵引坡度值分别不得大于30．0‰和25．0‰。
4 采用相同类型的机车加力牵引时，各种限制坡度相应的加力牵引坡度可采用表3．2．2规定的数值。
表3．2．2 电力和内燃牵引的加力牵引力坡度(‰)注：内燃牵引的加力牵引坡度值是按机车牵引力未进行海拔与气温修正计算的，条件不同时应按公式(3．2．2)计算确定。
3．2．3 轻、重车方向货流显著不平衡，将来也不致发生巨大变化，且分方向采用不同限制坡度有显著经济价值时，可分方向选择限制坡度，但Ⅰ级铁路仅在特殊困难条件下，有充分技术经济依据时方可采用。
轻车方向的最大坡度值不宜大于重车方向的三机牵引坡度值，且应进行重车方向的下坡制动安全检算。
了解线路的纵断面
二、纵断面栏目内容
（1）工程地质概况。
在该栏简明扼要地填写沿线各路段地质土质情况，如沿线路 段地质情况为砂黏土；如果沿线路段有重大不良地质现象，也要 简要说明，如沿线路段地质情况为碎石夹土。
了解线路的纵断面
二、纵断面栏目内容
（2）施工工法。
该栏填写沿线各路段的施工工法，包括明挖法、盖挖法、浅 埋暗挖法、盾构法等。
了解线路的纵断面
二、纵断面栏目内容
（6）地面高程。
各百米标和加标处应填写地面高 程。纵断面线路图中的地面线就是 根据该栏中各标的地面高程点绘制 连接而成的。
了解线路的纵断面
二、纵断面栏目内容
（7）里程。
一般以线路起点车站的中心线处 为零起算，该栏中里程与路线平面 图的里程一一对应。
了解线路的纵断面
在各变坡点、百米标、加标处要标 注轨道交通线路的设计标高。轨道交通 的设计高程一般有两种：路肩设计标高 和轨面设计标高。
了解线路的纵断面
二、纵断面栏目内容
（4）设计高程。
路肩设计标高为路基边缘位置高程。当线路通过地下水位高 或常年有地面积水的地区，路堤过低容易引起基床翻浆冒泥等危 害，路肩设计高程应高出线路通过地段的最高地下水位和最高地 面积水水位，并应加毛细水上升高度和有害冻胀深度，再加0.5 m。
了解线路的纵断面
一、纵断面线路图
地面线 设计线敞开式线路
了解线路的纵断面
一、纵断面线路图
它是根据中线上各桩点的高程而点绘 的一条不规则的折线，反映了沿着中线地 面的起伏变化情况，一般用细实线表示。
了解线路的纵断面
一、纵断面线路图
设计线，它是经过技术上、经济上以 及美学上等多方面比较后，由设计人员定 出的一条具有规则形状的几何线，反映了 轨道交通路线的高低起伏变化情况。纵断 面设计线是由直线和竖曲线组成的。直线 （即均匀坡度线）有上坡和下坡，是用坡 度和水平长度表示的。直线的坡度和长度 影响着列车的行驶速度、运输的经济性以 及行车的安全，一般用粗实线显示。
城市轨道交通线路纵断面设计
任务 城市轨道交通线路纵断面设计 2.线路纵断面设计的主要技术要素
（2）坡段长度。坡段长度简称坡长，是指相邻两变坡点间的水平距离。 坡段长度越长，变坡点的数目就越少。列车通过变坡点时，由于坡度的变化， 列车的受力状态发生变化而产生附加应力和附加加速度。在变坡点前后列车运 行阻力不同，车钩间存在游间，将使部分车辆产生局部加速度，影响行车平稳； 同时也使车辆间产生冲击作用，增大列车纵向力。坡段长度要保证列车不致产 生断钩事故。附加应力过大，车钩就有断裂的可能；附加加速度过大，会引起 乘客的不舒适和突然移位。
城
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市 轨
道
交
通
任务 城市轨道交通线路纵断面设计 2.线路纵断面设计的主要技术要素
3.竖曲线 在线路纵断面
的变坡点处设置的 竖向圆弧称为竖曲 线，常用的竖曲线 线型为圆曲线，如 图28所示。
图28竖曲线示意简图
任务 城市轨道交通线路纵断面设计 2.线路纵断面设计的主要技术要素
（1）竖曲线半径需要满足的要求。 ① 行车平稳
任务 城市轨道交通线路纵断面设计 2.线路纵断面设计的主要技术要素 线路纵断面是由坡段及连接相邻坡段的竖曲线组成的，如图26所示。
图26线路纵断面的组成
任务 城市轨道交通线路纵断面设计 2.线路纵断面设计的主要技术要素
1.坡段 坡段的特征
用坡度（i）和坡 段长度（Li）来表
示，如图27所示。
图27坡段示意
任务 城市轨道交通线路纵断面设计 2.线路纵断面设计的主要技术要素
4.最大坡度折减 当平面上出现小半径曲线和
隧道时，由于附加阻力增大、黏 着系数降低，因此需降低最大坡 度值，保证列车以不低于计算速 度或规定速度的速度通过该地段。 此项工作为最大坡度折减。
线路纵断面的设计原则
横断面的设计要求，是使道路横断面的布置及几何尺寸应能满足交通、环境、用地经济、城市面貌等要求。
路基是支承路面，形成连续行车道的带状土、石结构物。
它既要承受由路面传来的车辆荷载，又要承受大自然因素的作用。
因此，路基横断面设计必须满足以下基本要求：
1、路基的结构设计应根据其使用要求和当地自然条件（包括水文地质和材料情况），并结合施工条件进行设计。
设计前应充分收集沿线地质、水文、地形、气象等资料，在山岭重丘区要特别注意地形和地质条件的影响，选择适当的路基断面形式、边坡坡度及防治病害的措施。
在平原微丘区应注意最小填土高度，并设置必要的排水设施。
2、路基的断面型式和尺寸应根据道路的等级、设计标准和设计任务书的规定以及道路的使用要求，结合具体条件确定。
一般路基可参照典型横断面设计。
特殊路基则应进行单独设计计算。
3、路基设计应兼顾当地农田基本建设的需要。
在取土、弃土、取土坑设置、排水设计等方面与农田改土、农田水利、灌溉沟渠等相配合，尽量减少废土占地、防止水土流失和淤塞河道。
线路纵断面设计
线路纵断⾯设计路线纵断⾯设计1.假定条件1.1该地区为丘陵地区，地表主要为全区覆盖的草植被。
植被下部为第四季松散堆积物覆盖，以灰⿊、灰⽩泥岩、粉砂岩、泥质砂岩为主，厚度在 6.6m—31m之间。
1.2本区属于公路⾃然区I类2级划分，即⼤陆性亚寒带⽓候，降⾬主要集中在7、8、9⽉，表现中湿状态的临界⾼度为84cm，4、5⽉份为雪融期，产⽣潮湿临界厚度为56cm。
2．设计要求2.1 根据地⾯平曲线设计起点和中点的纵断⾯图，选择填⽅材料并说明理由。
2.2 绘图⽐例尺纵坐标为1:400，横坐标为1:2000。
2.3 规范设计格式，设计步骤，设计内容。
3.纵断⾯设计的原则3.1 纵断⾯设计应服从上位依据（总规、控规、可研、初设等业已批准的⾼程），根据所处的⼯作阶段取得可靠的定线依据。
3.2 满⾜纵断⾯设计的技术标准，满⾜等级要求。
3.3 纵断⾯线形平顺，块段平缓，起伏⼩、少。
3.4 填挖少，⼯程量省，填挖基本平衡。
3.5 路基稳定。
3.6 基本满⾜沿途道路控制标⾼，道路控制标⾼是：①起点、终点、沿途街坊地⾯、交叉⼝、出⼊⼝、⼴场、建筑物地坪、铁路道⼝、桥涵。
②由设计洪⽔位确定的路⾯⾼程、桥⾯⾼程。
③通航河流要满⾜桥下净空⾼度的要求。
④旧路改造时的原有路⾯⾼程。
⑤垭⼝。
4设计步骤4.1 准备⼯作在平⾯路线图上标注⾥程桩和百⽶标及其所处⾼程。
本次设计总⾥程1445.3m，共设置14个百⽶桩、23个⾥程桩，其中K0K1K3K6K7 K9 K10 K11 K12 K13 K14 K16 K17 K20K22为整桩，K2 K4 K5 K8 K15 K18 K19 K21 K23为特殊加点桩。
4.2 标注特殊控制点①引起地形起伏⼤的变坡点。
②平⾯圆曲线的ZY—YZ点。
③竖曲线的ZY—YZ点。
采⽤定直线等分定理将控制点、⾥程桩、变坡点、起终点、百⽶标的⾼程反应到纵断⾯图上。
4.3 试坡在已有的地形控制断⾯上，依据给定的技术标准按照最经济的⽅法填⽅，初步确定设计路线。
铁路线路纵断面
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有道碴的桥梁可放在任何纵断面上。不铺道碴的钢桥，应尽量放在平道上，因为在坡道上的钢轨容易产生纵 向移动，造成病害，不利于行车安全和养护工作。隧道处的纵断面，可设置单向坡或人字坡，坡度一般不小于3‰, 以利于排水。但人字形坡通风不良，采用内燃机车或蒸汽机车牵引时，机车排出的废气或煤气会污染隧道内的空 气，影响旅客及乘务人员的健康，故宜用单向坡。不过，人字坡对施工是有利的，需要时也可采用。车站原则上 应设在平道上；如地形困难，不可避免时，也可设在坡道上；但应保证下列条件：①列车能起动；②停放的单独 车辆或列车不致溜走；③在车站范围内纵断面的平顺性。因此，站内坡度一般不得超过2.5‰,以保证列车起动。 只有在地形条件十分困难，对不办理调车或列车摘车等作业的中间站，其到发线可准许设在陡于2.5‰的坡道上, 但坡度的最大值，不得超过区间限制坡度减去起动附加阻力的数值。
在纵断面上相邻变坡点间的距离称为坡段长度。从运营观点上，最好把纵断面设计成尽量长的同一坡度。以 减少变坡点。为了减少土石方工程，相反地，变坡点要和地面起伏相配合，因而有时出现过多的变坡点,使坡段长 度缩短。于是在设计纵断面时,有必要规定坡段的最短长度。中国1975年公布的《铁路工程设计技术规范》所规 定的坡段最短长度为500～250米，视设计线的远期到发线的有效长度而定。
限制坡度的选定是选线工作中的一个核心问题。选定限制坡度有两个基本条件：一是地形，二是运量。运量 是考虑限制坡度标准的前提，地形则是决定限制坡度标准的根据。在地形复杂的自然环境中，如何正确处理好运 量和大自然的关系，以取得最佳的经济效果，是线路纵断面设计中一项头等重要的任务。
在山区选线时，线路的坡度应力求和线路走向的自然纵坡相吻合，经过努力后所定出的铁路线，自然坡度仍 较大时，其最后无法避免的阻力，可以选用适当的机车予以克服。这样，一方面顺从自然定坡，另一方面借重型 机车，以补救不足，就可以得出一条经济合理的铁路线。按照限制坡度接近自然坡度的方式所设计出来的线路纵 断面，其工程量最小，线路最短。
简述纵断面设计的步骤
简述纵断面设计的步骤
纵断面设计是道路工程设计中的一个重要环节，其步骤主要包括以下几个方面：
1. 调查与分析：首先需要对道路所在区域进行调查和分析，了解地形地貌、土壤条件、水文地质情况等。
还需根据交通流量、车速要求等确定设计标准。
2. 确定纵断面线路：根据调查分析结果，确定道路纵向剖面的线路，包括起点、终点和中间控制点。
3. 建立纵断面模型：在道路设计软件中建立纵断面模型，根据设计标准和线路确定道路的纵向剖面示意图。
根据纵向坡度和弯道半径的要求，设计道路的坡度变化和道路曲线。
4. 设计纵断面要素：在纵断面模型中，根据设计要求设置路床宽度、交叉口、过水管、排水设施、路基坡度等要素，确保交通安全和道路使用的可行性。
5. 优化设计：对纵断面模型进行优化调整，确保道路符合设计要求和交通流量需求。
6. 完成设计报告：根据纵断面模型，编写详细的设计报告，包括纵断面的尺寸、标高、线型等信息，以便后续的施工施工。
总之，纵断面设计是道路工程设计的重要环节，通过调查分析、
线路确定、纵断面模型建立、要素设计、优化调整和报告编写等步骤，确保道路纵断面设计的合理性和可行性。
线路纵断面(竖曲线)测量设计
线路纵断面测量设计第一节基平测量与中平测量线路的纵断面测量设计就是把线路的各点中桩的高程测量出来，并绘制到一定比例尺的图上进行纵断面的拉坡设计、竖曲线设计、设计高程计算等。
一、基平测量当线路较长时，为保证测量中桩各点高程的准确性，通常需要把已知的高程点引测到整条线路的附近，每隔一定的距离引测一点，作为线路的基平点。
在此点附近的线路中桩高程都可以用此点作为基础高程进行测量。
这个引测得过程就称为基平测量。
如下图：图2-1实线为线路中心线，虚线为水准仪测量的路线。
BM0为已知水准高程点，BM1、BM2、……为线路基本点。
1、2、3、……为水准仪的测站点。
L1、L2、L3、……为高程传递点。
注意事项：1、水准仪在摆站时要注意整平，点位尽量落在与前视后视距离相近的位置，确保消除仪器的内部误差。
2、瞄准后视读数后，立即转向瞄准前视，这时还必须保持整平状态，若此时精平水准泡错开，则瞄准前视后，还必须在此状态下进行精平，然后再读数。
3、为确保测量的准确性，要求往返测量，精度在普通测量学的要求以内，读数方可使用。
也可以用双面尺的方法进行校核，在测量中尽量每站进行校核。
4、基平测量的数据应进行平差处理后方可使用。
具体平差方法见普通测量知识。
5、测量时，水准尺应该垂直，读数时应首先消除视差，司仪者读中丝卡位的最小数据，以保证读数最准确。
6、立尺的测量员必须保证尺的底端不带泥土，用塔尺时要注意尺间不脱节。
二、中平测量中平测量就是在基平测量的基础上，基平时引测的高程点作为基准高程，用水准仪测出每个中桩的地面高程，又称中桩抄平。
图2-2三、记录记录时应该注意的是要保证填写准确，判断哪些是前视，哪些是中视，哪些是后视。
传递高程的点应该既有前视也有后视，只有中视的点没有传递高程。
例题：按下图填写表格，并计算高程，1点高程100.00。
图2-3表2-1第二节拉坡设计拉坡设计就是在中平测量的基础上，利用中平测量的每个中桩高程的数据进行地面线的设计，由此计算各中桩的设计高程。
线路平面和纵断面设计
26
C S mv 2 S V 2 1500
V2
h G R mg 3.62 9.81R 11.8 R
(mm)
对于任二分之一径旳曲线，其外轨超高值旳大小
与列车运营速度旳平方成正比。但实际线路上运营
旳列车种类不同，多种列车旳运营速度也不相同。
在既有线上，考虑各类列车旳数目、重量和速度 可用均方根速度表达： VJF NGV 2 (km/h)
不同设计路段旳曲线半径应优选下表要求范围内 旳序列值；困难条件下，可采用要求范围内10m旳 整数倍。
线路平面曲线半径优先取值范围
路段设计速度(km/h) 160 140 120 100 80
曲线半径(m)
• 20
23
2500～
～
5000
1600～ 3000
•8
0
0
1200～ 2500
～
42
2．因地制宜由大到小合理选用 选用旳曲线半径，应既能适应地形、地质等条件，降 低工程，又能利于养护维修，满足行车速度要求，做到 技术经济合理，一般优先选用上表值。 在地形困难、工程艰巨地段，小半径曲线宜集中设置， 以免列车频繁限速，损失列车动能，增大能量消耗， 恶 化运营条件。 3．结合线路纵断面特点合理选用 如曲线位于平缓坡段、双方向行车速度较高，应采用 优先选用半径；如曲线位于停车站旳站外引线上，因为 行车速度较低，为降低工程，可选用较小半径。
18
表2—1 夹直线及圆曲线最小长度（m）
路段旅客列车设计行车速度(km/h) 160 140 120 100 80
圆曲线或夹直线最小长度(m)
130 110 80 60 50 (80) (70) (50) (40) (30)
注：括号内旳数值为特殊困难条件下经技术经济比选后方可采用。
线路平面和纵断面
Z2 40500
W
(mm)
1
8R
R
1 2 2 4
4
0
0
0
W
L
Z
(
m
m
)
2
8
R
R
外轨超高Βιβλιοθήκη H385
0
hm
W
( m
)
3
1
5
0
0
加宽值计算
（一）两端直线地段为最小线间距时曲线地段的线间距加宽值
（1）外侧曲线超高hw等于或小于内侧曲线超高hn(内侧倾斜多)
4
0
5
0
04
4
0
0
08
4
5
0
0
太小，维修工作量加大，曲线也不易保持圆顺。
• 我国规定最大值：
客货共线铁路为12000m；速度200-250km/h的客运专线
，一般不宜大于10000m，困难条件下不应大于12000m；
速度300-350km/h的客运专线铁路，一般不宜大于12000m
，困难条件下，可采用14000m。
曲线半径的选用
•
增加轮轨磨耗
•
维修工作量增大
•
行车费用增高
•
总之，小半径曲线在困难地段，能大量节
省工程费用，但不利于运营，特别是曲线
限制行车速度时，影响更为严重。因此必
须根据设计线的具体情况，综合工程与运
营的利弊，选定设计线合理的最小曲线半
径。
3、最小曲线半径计算式
•
• 轮轨磨耗均等条件（高、低速列车共线运行条件下
D
Y(
线路平面和纵断面设计
考虑地形地貌
设计时应充分考虑地形地貌特点， 合理利用地形，减少工程量和投资。
保证排水顺畅
纵断面设计应确保排水顺畅，防止 积水和冲刷对线路造成不良影响。
纵断面设计要素
设计标高
根据地形、水文条件和规 范要求，合理确定各点的 设计标高。
纵坡
在保证排水顺畅的前提下， 尽量采用较缓的纵坡，以 减少工程量。
纵断面与平面协调设计
平面与纵断面协调
在平面设计时，应考虑纵断面的设计要素，使二者相互协调。对于复杂地形， 可采用曲线型纵断面以适应地形变化。
排水与防护工程协调
纵断面设计应考虑排水和防护工程的要求，确保排水顺畅并防止水土流失对线 路造成危害。对于需要设置防护工程的地段，纵断面设计应满足防护工程的要 求。
排水系统的功能
收集、输送、排放和处理道路表面的 雨水、雪水等，确保道路通行安全， 防止水损害。
道路排水设施类型选择及布局规划
排水设施类型
根据道路等级、地形、气候等条件，选择合适的排水设施类型，如明沟、暗管、 雨水口等。
布局规划
遵循“高水高排、低水低排”的原则，合理规划排水设施的布局，确保排水顺畅 。
综合考虑地形、地质、水文等因素，确定隧道洞口位置，确保洞 口安全、稳定。
洞身结构设计
根据地质勘察资料，进行隧道洞身结构设计，包括支护结构、排水 系统等。
隧道通风与照明设计
根据隧道长度、交通量等因素，进行通风与照明设计，确保隧道内 空气流通、光线充足。
特殊结构物施工方法简介
1 2
桥梁施工方法
包括支架现浇法、悬臂浇筑法、转体施工法等， 根据桥梁类型和施工条件选择合适的施工方法。
全面的地质信息。
不良地质条件分析
铁路线路—铁路线路的平面和纵断面
任务2 铁路线路的平面和纵断面
缓和曲线
(1) 设置缓和曲线的原因
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。
任务2 铁路线路的平面和纵断面
缓和曲线
(2）缓和曲线的特点
缓和曲线半径从∞→R（或 R →∞ ）；运行中列车的离心力逐渐↑（或
项目二 铁路线路
任务2 铁路线路的平面和纵断面
一 铁路线路的平面和平面图
二
铁路线路的纵断面和纵断面图
任务2 铁路线路的平面和纵断面
变坡点
平道与坡道、坡道与坡道的交点，叫做变坡点。
任务2 铁路线路的平面和纵断面
变坡点
我国铁路规定，在Ⅰ、Ⅱ级线路上，相邻坡段的坡度数差大于3‰、
Ⅲ级铁路大于4‰时,应以竖曲线连接。
对列车运行的影响较小，而小半径曲线容易适应困难地形。
曲线半径一般应取50米，100米的整数倍。
任务2 铁路线路的平面和纵断面
曲线附加阻力
高速铁路区间线路最小曲线半径
任务2 铁路线路的平面和纵断面
铁路线路平面图
用一定比例尺，把线路中心线及其两侧的地面情况投影到水平面上，
就构成了铁路线平面图。
wi
Wi 1000
Q
=i
Q
Q tan a 1000
Q
坡道坡度及坡道附加阻力示意图
i( N KN )
有正负区分:列车上坡时，坡道阻力规定为“+”，下坡时，为“-”
任务2 铁路线路的平面和纵断面
限制坡度
限制坡度 (‰)：在一个区段上，决定一台机车所能牵引的货物质量（最
线路纵断面设计
线路纵断面设计
1
一、区间线路的纵断面设计概述
1 纵断面设计
纵断面设计是在平面设计的基础上拉坡定线的过程。其内容包括： a 在初步设计阶段确定最大坡度 b 坡段长度 c 坡段连接 d 坡度折减
α=13°30′ R=550 Ly=129.59
α=18°24′ R=550 Ly=176.63
366
178
③
④
(2)将②号曲线前长度不小于200 m的直线段，设计为长度200 m的坡段，坡度不予减缓，按限 制坡度12‰设计。
12
11.2
500
α=34°36′ R=800 Ly=483.11
①
6.89m
10
12
11.0
12
11.4
11.2
12
200
300
350
250
250
15
225
②
α=26°24′ R=600 Ly=276.46
α=13°30′ R=550 Ly=129.59
α=18°24′ R=550 Ly=176.63
366
178
③
④
8.54
400m
(3)将长度小于近期货物列车长度的②号圆曲线，设计为一个坡段，坡段长度取300m，设计 坡度为
坡段长度的设置原则：
1) 在符合地形的条件下工程量不大，越长越好。 2) 2) 一般情况下，最小不应当短于半个远期货物列车长度。 3) 3) 应保证坡段两端所设的竖曲线不在坡段中间重叠。 4) 4) 保证不致产生断钩事故。 5) 5）凸形纵断面坡顶为缓和坡度差而设置的分坡平段，其长度宜为200m。凹形纵断面坡顶
高速铁路线路纵断面设计
一、最大坡度
在一定自然条件下，线路的最大坡度与设计线的输送能力、牵引质量、工程数量和运营质量有着密切 的关系，有时甚至影响线路走向。高速列车采用大功率、轻型动车组，牵引和制动性能优良，能适应大 坡度运行。与传统铁路相比，高速铁路比较突出的特点是允许采用较大的坡度值。采用坡度的大小，对 设计线的运营和工程影响很大。在运营方面，限制坡度增大，牵引重量减少，列车速度降低；而在工程 方面，可以适应地形，减少建设线路的工程量，降低造价。
2000
1200
困难条件（m）
9000
900
250 1200 900
6
(二)最大坡段长度 法国高速铁路的最大坡段长度与坡度有关，坡度正常值应随坡段长度而变化。对于从最小值至3 km
的长度，其坡度不应超过18‰；对于3～15 km的长度范围，其坡度逐步从18‰降至15‰；对于大于 15km的长度，最大坡度不超过15‰，并建议在实际应用中，上述坡度再降2‰；对于坡度大于25‰的线路 ，建议考虑平均坡度25‰，最大坡长4 km。
车站咽喉区的正线坡度宜与站坪坡度一致，困难条件下可适当加大，但不宜大于2.5‰，特别困难条 件下不应大于 6‰。
15
德国科隆—莱茵／美茵线对最大坡度规定在坡段长度10 km范围内不应大于25‰，在坡段长度6 km范 围内不应大于35‰。日本新干线困难条件下18‰的坡段最大长度为2.5 km，20‰的坡段最大长度为1 km 。
7
借鉴国外高速铁路最大坡段长度的采用情况，并根据列车坡度运行模拟计算结果，建议采用最大 坡度12‰时，对最大坡段长度暂不限制；当采用最大坡度15‰时，最大坡段长度不宜大于9 km；当 采用最大坡度20‰时，最大坡段长度不宜大于5 km。
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3 采用加力牵引应注意的事项
1) 加力牵引地段的两端应有机车的整备作业和补机摘机作业； 机车台数增多一般有浪费；
（各机车操纵不一致） 3) 应集中使用加力坡段； 4) 根据车钩温度和作业便利的考虑，可用双机重联或补机推送。
四、坡段长度 相邻两坡段的坡度变化点称为变坡点。相邻两变坡点间的水平距离称为坡段长度。
⑤ 竖曲线的设置条件
A、满足线路等级条件和坡度差，才设竖曲线。
B、 竖曲线不与缓和曲线重叠。
竖曲线范围内，轨面高程以一定的曲率变化；缓和曲线范围内，外轨高程以一定的 超高顺坡变化。如两者重叠，一方面在轨道铺设和养护时，外轨高程不易控制；另一方面外轨的直 线形超高顺坡和圆形竖曲线，都要改变形状，影响行车的平稳。为了保证竖曲线不与缓和曲线重叠， 纵断面设计时，变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。
为缓和坡度差而设置的分坡平段，其长度取值与远期到发线有效长度有关。
6) 在下列特殊情况下若有必要，坡度的长度可缩短至200 m：
① 因最大坡度折减而形成的坡段。 ② 两个同向坡段之间或者平坡与上下坡之间为缓和而设置的缓和地段。 ③ 路堑内代替分坡平段的人字坡段，以利侧沟排水。
五、坡段的连接
1 坡度的代数差
坡段长度的设置原则：
1) 在符合地形的条件下工程量不大，越长越好。 2) 2) 一般情况下，最小不应当短于半个远期货物列车长度。 3) 3) 应保证坡段两端所设的竖曲线不在坡段中间重叠。 4) 4) 保证不致产生断钩事故。 5) 5）凸形纵断面坡顶为缓和坡度差而设置的分坡平段，其长度宜为200m。凹形纵断面坡顶
1) △12|； 2) 对线路的影响； 3) 确定△i允许值； 4) 如果纵断面设计超限，则应予以调整。
2 竖曲线
① 为什么设竖曲线： A、车辆振动、局部加速度增大，旅客不适。 B、 蒸汽机车导致导轨悬空。 C、 车钩上下错动，可能会引起脱钩。 D、 不能保证司机通视良好，可能撞人。
② 设置竖曲线需要考虑的条件
六、最大坡度折减
1 原因
在必须用足最大坡度的地段，由于曲线或隧道附加阻力的影响，而不能用足最大坡 度称为最大坡度折减。
2 曲线地段的最大坡度折减 曲线地段的最大坡度折减就是使实际坡度与曲线当量之和不超过最大坡度。
1）折减原则
①
时不用折减；
iiR imax
② 既要考虑必要的折减，又不能折减过多，以免损失高
Ⅲ级铁路：
R S H 5 0 0 0 m ; T sh 2 .5 i
KSH
B、竖曲线长度
KSH2TSH (m)
C、 竖曲线纵距
y x2 (m) 2RSH
式中 x为切线上计算点至竖曲线起点的距离。
D 竖曲线外矢距
E sh
T
2 sh
2 Rsh
④ 设计标高
纵断面设计时， 设计标高＝未设竖曲线的计算标高±竖曲线纵距y
2 影响坡度选择的因素
1) 线路等级 2) 运输要求和牵引动力 3) 地形条件 4) 邻线的牵引定数 5) 符合《规范》规定。
3 分方向选择限制坡度
分方向选择限制坡度应具备的条件： 1）轻重车方向货流选择不平衡而且预计将来也不会有很大的改变； 2) 轻车方向平均上坡自然坡度较陡，重车方向平均上坡自然坡度较缓 ； 3) 通过技术经济进行比较认为合理。
线路纵断面设计
1
一、区间线路的纵断面设计概述
1 纵断面设计
纵断面设计是在平面设计的基础上拉坡定线的过程。其内容包括： a 在初步设计阶段确定最大坡度 b 坡段长度 c 坡段连接 d 坡度折减
2 纵断面的设计分类
1) 纵断面坡段 A、坡段长：坡段两端变坡点之间的水平距离L B、坡度：坡段两端变坡点之间高差H与L之比
二、限制坡度
1 限制坡度的意义
1) 限制坡度是单机牵引区段内计算牵引质量的依据。
G FJ P(0' gix)
'' 0
gix
2) 的选择对运输能力有很大的影响。
3) 机车、乘务员、车辆、机务、能源一系列与行车有关的支出将大大增加。
4) 纵断面设计在选择具体的坡度时余地大，更有利地适应地形的起伏情况，从而减少 了工程量。
A、 舒适度
Rsh
V2
max
3.62 sh
(m)
B、 运行安全条件
列车通过凸形竖曲线时，产生向上的竖直离心力，使车辆有上浮车辆倾向，上浮车辆 在横向力作用下容易产生脱轨事故。
C、 《线规》规定。
③ 竖曲线的几何要素 A、 竖曲线切线长
TSH R2S H 000i (m)
Ⅰ、Ⅱ级铁路：
R S H 1 0 0 0 0 m ; T sh 5 i
a 折减范围应减后求得的坡度值保留一位小数，第二位舍去。
度、展长线路；
2）折减方法 ① 大于200m的直线段可设为一个坡段，按最大坡度设计，不予折减；
2) 纵断面坡度的连接 A、坡度代数差 B、竖曲线
3 线路的最大坡度 1) 定义：是指在机车牵引货物列车在持续上坡道上最终能以计算速度运行的坡度。
线路的最大坡度的两种情况： 1) 在单机牵引地段即为限制坡度 ； 2) 在多机牵引区段即为加力牵引坡度；
注： 它们既是该区段内的最大坡度，又是确定牵引质量的条件。
C、 竖曲线不应设在明桥面上。
在明桥(无碴桥)面上设置竖曲线时，其曲率要用木枕高度调整，每根木枕厚度都不同，若 要按固定位置顺序铺设，给施工、养护带来困难。为了保证竖曲线不设在明桥面上，变坡点距明桥 面端点的距离，不应小于竖曲线的切线长。
D、 竖曲线不应与道岔重叠。
道岔的尖轨和辙叉应位于同—平面上，如将其设在竖曲线的曲面上，则道岔的铺设 与转换都有困难；同时道岔的导曲线和竖曲线重合，列车通过道岔的平稳性降低。 为了保证竖曲 线不与道岔重叠，变坡点与车站站坪端点的距离。不应小于竖曲线的切线长。
三、加力牵引坡度
1 加力牵引坡度原因
一般在地形非常陡峻的越岭地区或自然陡坡地段，若以单机牵引设计可能会引起大量 的桥隧工程且线路严重展长，则可考虑用双机或多机牵引，适当增大最大坡度以减少工程 。
2 加力牵引坡度的计算 加力牵引坡度的坡度值，可根据限制坡度上的牵引吨数、机车台数和加力牵引方式
，按下式计算。