铁路选线设计-04.ppt

铁路选线设计,大连交通大学土木与安全工程学院 E-mail：haifeng-bai@ Mobile Phone：13352256069,(2013版),主要内容： 选线设计 定线的基本方法 主要自然条件下的定线原则 桥涵、隧道及道口地段的定线问题,第四章 铁路定线,在1:5万～1:10万的地形图上，在规定的线路起终点间的大面积范围内，找出一切可能方案，经评比后，提供出进一步比选的方案，供上级决择 内业：线路走向、接轨问题；外业：重点踏勘§4.1 铁路选线的基本原则,4.1.1 影响铁路选线的自然条件,铁路定线是在地形图或地面上选定线路的方向，确定线路的空间位置，并布置各种建筑物，是铁路勘测设计中决定全局的重要工作1．可行性研究的定线工作（从面到带）,2．初步设计的定线工作（从带到线）,根据设计任务书，进行外业初测，绘制1:2000～1:5000的带状地形图 内业：纸上定线、主要技术标准确定3．施工图设计的定线工作（定测）,外业测设于地面，研究线路位置的合理性，进行线路改善编制线路平面图及详细纵断面图§4.2 走向选择,选择铁路线路的基本走向是铁路线路设计中最根本的问题 1. “经济据点”或“交通中心” 的概念： 在设计线起讫点间，因城市位置、资源分布、工农业布局和自然条件等具体情况的不同， 常有若干可供选择的设计线经过的重要城镇和交通中心，称之为“经济据点”或“交通中心”。

2. 基本走向：由路网规划和国民经济规划确定的设计线必须经由的“据点”所连折线即为设计的基本走向图 4-1 线路走向的拟定,走向的选择应与路网规划及行经地区其他建设项目协调配合；要根据客货流向选好接轨站，力争减少折角运输，要考虑与地区其他交通体系的合理衔接；并应满足国防要求 如图宝成铁路建设时有天水至成都和宝鸡至成都两种方案4.2.1 影响线路走向的主要因素,1. 设计线的意义及与行经地区其他建设的配合,选择线路走向应尽可能为更多的工矿基地和经济中心服务，既加速地区国民经济的发展，又使铁路扩大运量，增加运输收入，争取较高的经济效益焦作,焦枝铁路平行京广线，是山西煤炭南下通道枝城修建有煤炭装运码头设计线经平顶山煤矿、南阳油田、汉江油田在路网中起调节作用2．设计线的经济效益和运量要求,设计线的主要技术标准在一定程度上影响线路走向的选择 施工期限、施工技术水平等，对困难山区的线路方向选择，具有重大影响，有时甚至成为决定性的因素 上述各项因素互为影响，应整体考虑才能得到较理想的线路走向3．自然条件,地形、地质、水文、气象等自然条件决定线路的工程难易和运营质量，对选择线路走向有直接的影响4．设计线主要技术标准和施工条件,4.2.2 线路走向选择要点,经济定线的影响； 通过重要城镇的选定； 通过工矿企业点的选定； 交通走廊的选择； 中间站站址 的影响； 长大复杂桥址选定； 沿河越岭线位的选定； 地质条件的选定。

1）路网规划 （2）线路走向 （3）主要客货流方向 （4）既有区段站的分布及当地的接轨条件,§4.3 接轨方案的选择,1. 接轨点的选择,设计线与既有线的接轨方案是影响线路局部走向的重要因素，接轨站的选择主要解决接轨点的选择和接轨方向问题影响接轨点选择的主要因素是：,图 4-3 渝怀线东端接轨方案图,（1）主要客货流方向，应力求减少客货流的折角运输 （2）城市规划与新线引入的条件一般城市居民密集，应力求减少拆迁工程量渝怀铁路在东端有怀化接轨和吉首接轨两大方案，吉首方案虽然建设里程少62.08km，但吉首—怀化必须增建长96.82km的二线才能满足运量要求，工程投资多19亿元；另外不是区段站，接轨条件较差，经过多方论证，最后选定怀化方案2. 接轨方向的选择,在接轨点选定后，接轨方向选择主要考虑两点：,新线引入枢纽，一般应在枢纽前方站或枢纽内适当车站上接轨不宜直接在编组站接轨为保证铁路线路具有一定的通过能力，沿铁路线划分若干区间，每一区间内只允许一列车占用下图为单线铁路的区间示意图，以进站信号机作为区间的分界图 4-4 站间区间示意图,§4.4 车站分布与选址,车站分布是铁路选线的重点问题之一，应将车站分布与铁路定线有机地结合起来。

一般过程是：先结合机车交路的设计分布区段站，然后结合纸上定线，并保证需要的通过能力，分布一般的中间站、会让站或越行站 区段站尽量靠近较大城镇和工矿企业所在地，以满足客货流集散的需要，并可改善铁路员工的生产、生活条件站址位置应和城镇发展规划相配合 区段站应设在地形平坦、地质条件较好、少占农田、便于“三废”（废气、废水、废碴）的处理和水源、电源较为方便的地点2．会让站和越行站应按通过能力要求的货物列车走行时分标准分布即通过能力N必须大于需要的通过能力NXY由,中间站、会让站和越行站分布的目的是为了保证铁路必要的通过能力，并为沿线城乡客货运输服务这类车站的分布要点为：,1．必须满足国家要求的年输送能力和客车对数对/d),,,分布车站时，必须保证N≥Nxy，即,即：,表 4-1 新建双线铁路站间货物列车单方向运行时分,注：困难条件下，个别站间的货物列车运行时分可比上表规定值增大1～2min《线规》规定，站间货物列车单方向的运行时分不宜大于表3-1所列数值3．办理客货运业务的中间站，应根据日均客货运量，结合该地区其他运输方式的发展情况合理分布，并与城市或地区规划相协调；有技术作业的中间站应满足技术作业要求。

4. 单线铁路技术作业站相邻区间的列车往返走行时分，应比站间最大往返走行时分少，规定如下： （1）区段站相邻站间各减少4min； （2）其他技术作业站如因技术作业时分影响站间通过能力，且将来不易消除其影响者，可根据需要减少相邻站间走行时分 5．应结合地形、地质、水文和铁路运营条件考虑 6. 新建单线铁路的个别地段时，若设站引起巨大工程，经技术经济比较，可设计为双线，以延长站间距离，减少工程7．远期为双线、近期为单线的新建铁路，宜按双线标准分布车站 8．新建铁路最小站间距离：单线不宜小于8km，双线不宜小于15km枢纽内站间距离不得小于5km 9．新建线路分期开设的车站，应按各设计年度客货运量要求的通过能力和地方运输需要分别确定§4.5 定线的基本方法,地形条件、特别是地面平均自然坡度的大小，对线路位置和定线方法影响很大定线时应分两种情况区别对待： （1）采用的最大设计坡度大于地面平均自然坡度（imax＞ipz），线路不受高程障碍的限制这时，主要矛盾在平面一方、只要注意绕避平面障碍，按短直方向定线，即可得到合理的线路位置这样的地段，称为缓坡地段 （2）采用的最大设计坡度小于或等于地面平均自然坡度（imax≤ ipz），则线路不仅受平面障碍的限制，更要受高程障碍的控制。

这样的地段，称为紧坡地段由于紧坡和缓坡地段的条件不相同因此它们的定线方法也不相同紧坡地段通常应用足最大坡度定线，以便争取高度使线路不至额外展长当线路遇到巨大高程障碍（如跨越分水岭）时，若按短直方向定线，就不能达到预定高度，或出现很长的越岭隧道为使线路达到预定高度，需用足最大坡度结合地形展长线路，称为展线 在展线地段定线时，应注意结合地形、地质等自然条件，在坡度设计上适当留有余地展线地段若无特殊原因，一般不采用反向坡度，以免增大为克服高度引起的线路不必要的展长，同时增加运营支出 在紧坡地段定线，一般应从困难地段向平易地段引线，或从控制地段向一般地段定线4.5.1 紧坡地段定线,1. 紧坡地段定线要点,展线地段应根据需要展长线路长度，结合地形和地质等条件，用直线和曲线组合成各种形式，如套线、灯泡线、螺旋线等来展长线路2. 展线方式,(1) 套线 当沿河谷定线时，遇到主河谷自然坡度大于最大坡度、而侧谷又比较开阔时，常常在侧谷内采用套线式的展线；简单套线由三个曲线组成，每一曲线的偏角均不大于180图 4-5 套 线,(2) 灯泡线 在谷口狭窄的侧谷内，为了更好地适应地形，可以采用灯泡形展线。

它是由三个或三个以上的曲线组成；从下图所示的平面和纵断面中可以看出，采用灯泡形展线（实线方案）比采用套线展线（虚线方案）可节省两座隧道和部分土石方工程图 4-6 灯泡线,3. 螺旋线 在地形特别困难的地段，线路可以迂回360°成环状，称为螺旋线在上、下两线交叉处，可以用跨线桥或隧道通过（如图3-7所示）展线没有标准图式，应根据地形变化的实际情况，因地制宜地组合各种展线方式，并使之相互配合图 4-7 螺旋线,导向线是利用两脚规在大比例尺地形图上定出来的，其定线步骤如下： （1）根据地形图上等高距Δh（m），计算出线路上升Δh需要引线的距离—定线步距Δl（km），即：,(m),3. 导向线定线法,在紧坡地段，线路的概略位置与局部走向，可借助于导向线来拟定导向线就是既用足最大坡度，又在导向线与等高线交点处填挖为零的一条折线因此，它是用足最大坡度而又适合地形、填挖最小的线路概略平面式中，id 为定线坡度，id ＝imax–Δi(‰)Δi为曲线和隧道坡度折减平均值，视地形、地质困难情况可取0.05imax～0.15imax （2）参照规划纵断面，在地形图上选择合适的车站位置，从紧坡地段的车站中心开始，向前进方向绘出半个站坪长度（LZ /2），作为导向线起点（或由预定的其他控制点开始）。

（3）按地形图比例尺，取两脚规开度为Δl，将两脚规的一只脚，定在起点或附近地面标高与设计路肩标高相近的等高线上，再用另一脚截取相邻的等高线如此依次前进，在等高线上截取很多点，将这些点连成折线，即为导向线（如图中a、b、c、d、e…）在同一起讫点间，有时可定出若干条导向线，如图中虚线为另一导向线，因偏离短直方向较细实线远，线路增长，故可以放弃图 4-8 导向线定线,绘制导向线时，应注意以下几点：,（1）导向线应绕避不良地质地段，并使导向线趋向前方的控制点（或车站）2）如果两脚规开度（定线步距）Δl 小于等高线平距，表示定线坡度大于局部地面自然坡度，线路不受高程控制，即可根据线路短直方向引线遇到等高线平距小于Δl 的地段，再继续绘制下一地段的导向线 （3）线路跨越沟谷需要设置桥涵，故导向线不必降至沟底，可直接向对岸引线线路穿过山咀，要开挖路堑或设置隧道，导向线也不必升至山脊，可直接跳过山咀跨越沟谷或山咀时，应根据引线距离是Δl 的几倍，即表示线路要下降或上升几个Δh，以便决定在沟谷或山咀对侧的哪条等高线开始绘制导向线 （4）导向线是一条折线，仅能表示线路的概略走向，为了定出线路平面，须以导向线为基础，借助铁路曲线板和三角板，在符合线路规范有关规定的前提下，圆滑、顺直地绘出线路平面。

图 4-9 沿导向线定线及半径选配,在缓坡地段，地形平易，定线时可以航空线为主导方向，既要力争线路顺直，又要节省工程投资为此，应注意以下几点： （1）为了绕避障碍而使线路偏离短直方向时，必须尽早绕避前方障碍，力求减小偏角图 4-10 绕避障碍,4.5.2 缓坡地段定线,（2）线路绕避山咀、跨越沟谷或其他障碍时，必须使曲线交点正对主要障碍物，使障碍物在曲线的内侧并使其偏角最小由图可见，曲线正对障碍物的实线方案比未正对障碍物的虚线方案的土石方数量少图 4-11 平面曲线的合理位置,（3）设置曲线必须是确有障碍存在曲线半径应结合地形尽量采用大半径 在缓坡地段，线路展长的程度，取决于线路的意义、运量大小、地形、地质条件、路网线等因素，应力求顺直；地方意义的铁路，则力求降低造价并靠近城镇一般的展线系数是：平原地区约为1.1，丘陵地区1.2～1.3 （4）坡段长度最好不小于列车长度，应尽量采用下坡无需制动的坡度—无害坡度 （5）力争减少总的拔起高度，但绕避高程障碍而导致线路延长时，则应认真比选6）车站的设置应不偏离线路的短直方向，并争取把车站设在凸形地段地形应平坦开阔。