3第三章__线路平面设计

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以桥代路 沿路爬行 绕避障碍
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四 、 认 识 线 路 平 、 纵 断 面 图
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第二节 区间线路平面设计
一、线路平面组成
直线 线路平面 曲线 缓和曲线 我国铁路曲线的基本形式是： 直线——缓和曲线——圆曲线——缓和曲线——直线
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圆曲线
二、平面曲线要素
1．概略定线时未加设缓 和曲线平面曲线要素计算
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R1 JD2 JD1 LJ R2
R1 JD1' JD2'
L J'
R2
扭转公切线位置
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R1 JD1
R2
LJ
JD2
R
JD1 JD2
同向曲线二合一
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作业：
1．双线铁路通过能力为什么不是单线铁路的两倍？ 2．某电力机车单机牵引的单线铁路，采用半自动闭塞 方式Tt=90min，tB=6min，tH=3min；普通货物列车站间往 返运行总时间为28min，Gj=2600t，折算的普通货物列车对 数是通过能力的80%，β=1.15，请计算输送能力。 3 ．已知线路起点里程为K25+536.32，起点到某曲线 JD的距离D=893.86m。该曲线R=500m，l0=60m， α=35°51′23″，试计算该曲线的曲线要素，并推算各 主点的里程。
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《铁路线路设计规范》对[hq]的规定：
速改造时可取110 mm；
[hq]一般取70mm，困难时取90mm，既有线提
《铁路线路修理规则》对[hq]的规定： [hq]一般应不大于75mm，困难情况应不大于
90mm；Vmax>120km/h个别特殊情况下已设置 90(不含)～110mm可暂时保留，但应逐步改造。
l 01 l 02 LJ LJ min 2 2
式中 LJmin——夹直线最小长度(m)，按表2—1取值； l01、l02——相邻两圆曲线所选配的缓和曲线长度(m)。
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3．夹直线长度不足时的平面改建方法
R1 JD2 JD1 LJ R2 R1' JD2 JD1 L J' R 2'
减小曲线半径或缩短缓和曲线长度
H
L
Z
ZH
YH
m ZH ZY
m
m YZ
m HZ
HY
YH
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左偏 右偏 右偏
左偏
右偏 左偏 左偏
右偏
线路纵断面图平面曲线表示示意图
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② ① ①
直线法
①
②
③
曲线法
②
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ZH +257 .63 T1 交点 间距 1
T1
交点间
距2
曲线各起讫点(主点)里程可按下列方法推算： (1)由各交点坐标计算交点间间距； (2)计算各曲线要素，由切线长T 在图中标出各曲线主点位 置，在顺线路下行方向曲线内侧画一垂直线路的线段。 (3)根据交点间距和T，得到曲线起点至线路起点距离，从 而计算出曲线起点里程，字头向左朝向起点方向标出里程；
K=0
R
α
YZ
α
YZ
JD
ZY
K=1/R
K23 9 8 7 6 5 4 3 2
12
ZY
2．详细定线时加设缓和 曲线平面曲线要素计算
P
O
R
α
β
0
0 α －2 β 0 β
H
m ZY
Z
ZH
HY
(R +P )tg T (α
QZ QZ
/2)
E
T ( R P ) tan L 180

2
m
2 0 R
30
四、圆曲线
(一)曲线超高 1．外轨超高的作用及设置方法
外轨超高： 是曲线外
轨顶面与内轨顶面 的水平高度之差。
作用： ①钢轨受力均匀
②旅客舒适 ③提高线路稳定性、安全性
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设置方法： 外轨提高法、线路中心高度不变法。
外轨提 高法
线路中 心高度 不变法
32
33
2．曲线超高值的计算
曲线超高的大小由列车通过时离心力的大小确定。 离心力 C = m v2 / R
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ZH +257 .63
HY +40 7.63
YH +724.56
6 874.5 + Z H
**.** * + ZH
T2
T1 交点 间距 1
T1
交点间
距2
(4)根据曲线长度L和曲线起点里程，由公式HZ=ZH+L计算 出曲线终点里程，同时标出里程； (5)其他主点(HY、YH)里程，由公式HY=ZH+l0、YH=HZ– l0 ，计算后用尺量得； (6)下一曲线计算同前，只是要计算出曲线起点至前一曲线 终点的距离，得到曲线起点的里程，以后方法同前。
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hg的影响
内轨垂直磨耗加剧，轨头压宽、飞边； 外轨侧磨依旧；
[hg]的实质：
限制速度差，控制低速列车对钢轨 磨耗及线路变形的影响。
《线规》、《修规》对[hg]的规定：
[hg]一般不得大于30mm，困难时不得大于50mm。
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4．最大超高允许值 考虑到低速列车行驶于超高很大的曲线时，有向内 倾覆的危险，尤其当列车在曲线上停车时。为保证行 车安全，必须限制外轨超高的最大值。
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三、直线
要求：较长的直线段，较小的曲线偏角，缩短线路
长度，改善运营条件，降低运营支出。 夹直线
同向曲线
反向曲线
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1．夹直线长度的确定
夹直线长度应力争长 最小长度应满足：线路养护要求；行车平稳要求
表3—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) 圆曲线或夹直线最小 长度(m) 350 280 (210) 250 200 (150) 200 160 (120) 160 130 (80) 140 110 (70) 120 80 (50) 100 60 (40) 80 50 (30)
注：括号内的数值为特殊困难条件下经技术经济比选后方可采用。
21
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改建既有线和增建第二线的并行地段，一般应采用上 述标准。特殊困难条件下，对旅客列车设计行车速度小 于100km/h的地段有充分的技术经济依据时，夹直线及 圆曲线长度可不受上表的数值限制，但不得小于25m。
2．夹直线长度的保证
HY2 ZH1 ZY1 HY1
hq：欠超高 hg：过超高
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未被平衡的超高与未被平衡的离心加速度的关系： 当V > V0时：
2 2 2 Sv 2 Sv 0 S v 2 v0 1500 v 2 v 0 h h h0 ( ) ( ) 153 gR gR g R R 9.81 R R
欠超高 当V < V0时：
β —— 一般地段采用0.80，单线上、下行速度悬殊地段
可采用0.65。
规定：圆曲线外轨超高按5mm整倍数设置。
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3．未被平衡超高及其允许值
当V≠V0时，Δh=∣h－h0 ∣ ； V > V0 V < V0
2 Vmax h0 Δh = hq 11.8 R 2 Vmin Δh = hg h0 11.8 R
ZY
O
R
α/2
α
α T y R tan (m) 2 π α R Ly (m) 180 α E y R sec 1 (m) 2
Ly QZ
T
y
Ey
JD
K=0 ZY K=1/R
9 K12 1 2 3 4
α
YZ
5
6
7
11
YZ
O
平面简图中曲线偏 向的判断： 顺里程增大方向来 看，曲线开口向左即 为左偏，曲线开口向 右即为右偏。
2l 0 2 R
R
180
JD
α
HZ
l0
K=0 ZH HY K=1/R YH
9 K12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 K13
E ( R P ) sec

YZ
14
90l 0 ( ) 缓和曲线角： 0 R l 切垂距： m 0 2
α
β
0
P
0 α －2 β 0 β
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V 取平均速度V0 ， h0 11 .8 0 (mm) R
2
平均速度V0的确定：
①全面考虑每一次列车的速度和重力来计算V0
V0 N 1G1V12 N 2G2V22 N nGnVn2 N 1G1 N 2G2 N nGn
2 NGV
NG
使客车产生的欠超高和货车产生的过超高不超过其 相应的允许值，即：
2 2 VK VH 11.8 hqy h 11.8 hgy R R
离心加速度
h h0 h 153( )
过超高
向心加速度
二者关系： h 153
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影响
钢轨产生偏载，内外轨不均匀磨耗； 影响旅客舒适度。
措施：
对 a 或Δh 进行限制
Baidu Nhomakorabea
即： h 153[ ]
式中 Δh —— 未被平衡的超高(mm)；
[ ] —— 未被平衡的加速度允许值。
2l 0 2
R
180
l 0 372.91 m
E ( R P ) sec

R 25.83 m
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ZH=QD+(D-T)=K25+536.32+(893.86-191.86) =K26+238.32 HY=ZH+l0= K26+238.32+60= K26+298.32 HZ=ZH+L= K26+238.32+372.91= K26+611.23 YH=HZ-l0= K26+611.23-60= K26+551.23 QZ=ZH+L/2= HY+(L-2l0)/2= K26+424.78
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C h CS h G S G
C S mv 2 S v 2 S h G R mg R g
①
将 V=3.6v，S为两股钢 轨中心距，S=1500mm， g=9.81m/s2，代入①式得：
C S v2 S V 2 1500 V2 h 11.8 (mm) ② 2 G R g 3.6 9.81 R R
第三章 线路平面设计
1
第一节 概述
一、认识线路平、纵、横断面的对应关系
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。
宽
图2—1 路基横断面
2
轨距加宽时线路中心线示意
3
线路位置示意图
4
二、线路中线
5
三、线路平纵断面设计的基本要求 (1)必须保证行车安全和平顺。 (2)应力争节约资金。 (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。
《线规》、《修规》规定：Vmax≤160km/h 地段实设最大超高单线为125mm，双线为 150mm。
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5．曲线超高的允许设置范围 应不大于最大超高且不小于最小超高，即：
hmin h hmax
使客车不产生过超高和货车不产生欠超高，即：
2 2 VH VK 11.8 h 11.8 R R
式中 N—— 一昼夜通过的各类相同速度和牵引重量的列车 次数； G—— 各类列车总重量(kN)； V—— 实测各类列车速度(km/h)。
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V0 称作加权平均速度，简称均方根速度(VJF)。 ②在新线设计与施工时，采用的平均速度V0
V0 V max
式中 Vmax —— 预计该地段最大行车速度(km/h)；
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一般情况 我国铁路经验 困难情况
[ ]离=0.4～0.5m/s2 [ ]离=0.6m/s2
[ ]离取值说明
未被平衡的欠超高容许值： [ ] =0.4m/s2——基本感觉不出； h ＝61mm，取 [ h ]＝61mm； [α]＝0.4m/s2时， [ ] =0.5m/s2——有感觉，能适应； h ＝76mm，取 [ h ]＝75mm； [α]＝0.5m/s2时， [ ] =0.6m/s2——感觉有横向力，比较容易克服。 h ＝92mm，取 [ h ]＝90mm。 [α]＝0.6m/s2时，
2l 0 2 R
R
180
JD
α
l0
E ( R P ) sec

YZ
13
L
YH
式中：
O
R
内移距： P
l 24 R
2 0
m ZY
HY
(R +P )tg T (α
QZ
/2)
E
T ( R P ) tan L 180

2
m
2 0 R
m1 m1
YH2 HZ2
YZ1 HZ1 ZH2 YH1
m1 m1
ZY2 LJmin
m2 m2
YZ2
m2 m2
“ LJ ”
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HY2 ZH1 ZY1 HY1
m1 m1
YH2 HZ2
YZ1 HZ1 ZH2 YH1
m1 m1
ZY2 LJmin
m2 m2
YZ2
m2 m2
“ LJ ” 纸上定线(概略定限)时，YZ1与ZY2间夹直线长度LJ 应 满足下列条件：
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l 0 180 。 3 . 437747 3： 0 2R 2 2 l0 l 60 m 30 m P 0 0.3 m 2 24 R 24 500
T ( R P ) tan L 180

2
m 191.86 m
2 0 R