绪论
1、铁路选线设计的基本任务
(1)根据国家政治、经济、国防的需要,结合线路经过地区的自然条件、资源分布、工农业发展等情况,规划线路的基本走向,选定铁路的主要技术标准。
(2)根据沿线的地形、地质、水文等自然条件和村镇、交通、农田、水利设施等具体情况,设计线路的空间位置(平面、立面),并在保证行车安全的前提下,力争提高线路质量,降低工程造价,节约运营支出。
(3)与其他各专业共同研究,布置线路上各种建筑物,并确定其类型或大小,使其总体上互相配合,全局上经济合理,为下一步单项设计提供依据。
2、铁路基本建设程序
预可行性研究;可行性研究;初步设计;施工图;工程施工和设备安装;验交投产;后评估。
第一章
1、客货运量的重要意义
设计铁路能力的依据;评价经济效益的基础;影响线路方案取舍的重要因素。
2、直通吸引范围是路网中客货运量通过设计线运送的有利区域范围。
地方吸引范围是在设计线行经地区内,客货运量由设计线运送的有利区域范围。
3、货运量
设计线(或区段)一年内单方向需要运输的货物吨数。 C=∑Ci (104t/a) Ci ——某种货物的年货运量
货物周转量
设计线(或区段)一年内所完成的货运工作量。
CHZ=∑(Ci×Li) (104t-km/a) 客运周转量
设计线(或区段)计算时间内(一年或者一天)所完成的客运工作量。
货运密度
设计线(或区段)每公里的平均货物周转量。 CM= CHZ /L (104t-km/km-a)
货流比
货流比=轻车方向的货运量/重车方向的货运量 λQZ= CQ / CZ
货运波动系数
货运波动系数=一年内最大月货运量/全年月平均货运量 β = 一年内最大的月货运量 /全年月平均货运量
4、设计年度
设计线交付运营后,客货运量是随着国民经济的发展逐年增长的,设计线的能力必须与之适应。
初期为交付运营后第五年,近期为交付运营后第十年,远期为交付运营后第二十年。
5、铁路通过能力是指该铁路路线在一定的机车车辆类型和一定的行车组织方法的条件下,根据其现有固定设备,在单位时间内(通常指一昼夜)最多能够通过的列车对数或列车数。 单线 N=
6、铁路输送能力是铁路单方向每年能运送的货物吨数。 C=
365NH×Gj
106β
1440?TTtW+tF+tB+tH
1440?TTt+tL
1440?TTI
(对/d ) ;双线 N= (半自动闭塞) N= (自动闭塞)
(Mt/a)
NH=NPT+NKH×μKH+NL×μL+NZ×μZ (对/d) 满轴系数 α——通过能力储备系数(保证国民经济各部门及军列的特殊运输需要;保证列车晚点和车站堵塞时及时调整运行图,恢复正常运行秩序;保证线路经常维修与大中修工作不干扰列车正常运行的需要)
ε——扣除系数
7、铁路等级划分的依据:机车车辆的轴重、列车运行最高速度、设计线建成后所要担负的客货运输量、线路意义等
铁路等级:客运专线铁路——高速铁路、快速铁路(快速客运干线、城际铁路);客货共线铁路——Ⅰ级铁路、Ⅱ级铁路、Ⅲ级铁路、Ⅳ级铁路;货运专线铁路。
8、铁路主要技术标准
工程标准——正线数目、最大坡度(限制坡度)、最小曲线半径、到发线有效长度; 技术装备类型——牵引种类、机车(动车组)类型、牵引质量、闭塞方式、列车运行控制方式、运输调度(行车指挥)方式、追踪列车最小间隔时分、机车(动车组)交路。
9、影响行车速度的主要技术标准:最小曲线半径、机车(动车组)交路。
高速铁路增加的主要技术标准:机车(动车组)类型、列车运行控制方式、运输调度(行车指挥)方式、追踪列车最小间隔时分。
影响牵引吨数的主要技术标准:最大坡度(限制坡度)、到发线有效长度、牵引种类。 第二章
1、作用于列车上的力有牵引力F、列车运行阻力W、列车制动力B。 《牵规》规定:牵引计算中的机车牵引力按动轮轮周牵引力计算。
2、基本阻力:空旷地段沿平直轨道运行的阻力。单位基本阻力ω0=a+bV+cV2
附加阻力:列车运行时受到的额外阻力,有坡道阻力,曲线阻力,隧道阻力。 坡道阻力 ωi=i
曲线阻力 LL≤LY时,?隧道空气阻力
r?600R?10.5?Ly(N/kN);LL
L>LY时,?r?600y?10.5?(N/kN)
RLlLl起动阻力:列车起动时的阻力。
3、制动方式的分类
按动能的转移方式分——摩擦制动(闸瓦制动、盘形制动);动力制动(电阻制动与再生制动、液力制动);电磁制动(磁轨制动、涡流制动)。
按制动力的操纵控制方式分——空气制动;电制动;电空制动。 电制动力Bd(x)?[(P?G)ij?P?0??G?0?]?g
4、牵引运行 C=F-W 惰力运行 C=-W 制动运行 C=-(W+B) 5、
dVdt
=120c (km/h2)
0.5dVc
t= S=
min ?t=
V2?V12cp
(min)
8.33VdV
c (m) ?S
=
2
4.17× V22?V1
cp
(m)
6、牵引质量
列车在限坡上以计算速度作等速运行G??yFj?P(?0?ix)?g(?0?ix)?g??
平直道上高速运行,并保有一定的加速度余量Gg?
7、牵引质量检算 起动检算Gq??yFq?P(?q?iq)?g(?q?iq)?g???Fg?P?g??0g?1060Pag??0g?1060a?
到发线有效长度检算Gyx= Lyx?La?NJLJ ×q 车钩强度检算Gc?
Fc(?0?iJL)?g?
第三章
1、最小夹直线长度
保证线路养护维修的要求;车辆横向摇摆不致影响行车平顺;车辆振动不致影响旅客舒适。
2、Ty?R?tanLy?L??2(m)
?R?180?R?180(m) +l0
HZ里程=ZH里程+L HY里程=ZH里程+l。 YH里程=HZ里程-l。
3、旅客列车最高行车速要求的Rmin?高、低速列车共线运行条件下 Rmin?11.8(Vmax?VJF)hQ11.8(VJF?VH)hG222211.8Vmaxhmax?hQ2(m)
22(m)
Rmin?(m)
Rmin?11.8(Vmax?VH)hQ?hG(m)
三式取最大值
4、曲线半径选用原则
因地制宜,由小到大合理选用;结合纵断面特点合理选用;慎用最小曲线半径
5、最大坡度,在单机牵引的路段称为限制坡度;在两台及以上机车牵引的路段称为加力牵引坡度。地面平均自然坡度是指两点之间地面高程与距离的比值。
6、影响限坡选择的因素
铁路等级;运输需求和机车类型;地形条件;领线的牵引定数;符合《线规》规定
7、最短坡长限制
车钩强度限制的最小坡段长度;列车运行平稳条件要求的最小坡段长度
8、竖曲线
Tsh?Rsh??i2000(m)
Ksh?2Tsh(m)
Tsh2Rsh2Esh?(m)
变坡点处的施工高程=设计高程±外矢距
竖曲线不应与缓和曲线重叠;竖曲线不应设在明桥面上;竖曲线不应与道岔重叠
9、最大坡度的折减
折减原因:在用足最大坡度的路段上,曲线和隧道的存在使机车牵引力下降,为保证满轴货物列车不低于计算速度运行,故需将最大坡度折减,使加算坡度不大于最大坡度。
折减方法
⑴两圆曲线间夹直线长度大于200米,可单独设计 为一个坡段,不用折减。
⑵长度不小于货物列车长的圆曲线,可设计为一个坡段。 即 Ly?L 列车 ?iR?⑶曲线长度小于列车长 即 Ly?L 列车?iR?10.5??Li?rg?600R(‰)
⑷一个曲线位于两个坡段上时,应按两个坡段所占曲线长度比例分配偏角,再按第⑵⑷计算。 小半径曲线地段i?imax??ir??iu
第四章
1、铁路选线的一般原则
技术上可行,经济上合理,环境景观协调(安全、经济、环保、舒适)
2、选线的步骤
走向选择——带状范围选线——详细定线
3、影响线路走向的主要因素
a设计线的意义及行经地区其它建设项目的配合 干线:力求顺直,缩短时间。 地方铁路:靠近城镇和工矿区。 b设计线经济效益和运量要求 c自然条件
绕避不良地质区段
d设计线主要技术标准和施工条件
4、接轨点选择的影响因素:
a路网规划:国家重要干线接轨点已在路网规划中确定 b线路走向
c主要客货流方向
d既有区段站的分布及当地的接轨条件:接轨站应尽量选在既有线的区段站上
5、接轨方向选择考虑的因素: ⑴主要客货流方向,力求减少折角运输 ⑵城市规划与新线引入的条件
6、紧坡地段:采用的最大坡度小于或等于地面平均自然纵坡的地段
要点:用足最大坡度定线;一般不宜采用反向坡度;一般应从困难地段向平易地段引线;适应地形、地质要求
缓坡地段:采用的最大坡度大于地面平均自然纵坡的地段
要点:尽早绕避前方障碍,力求减小偏角;曲线交点正对主要障碍物;应与地形结合,尽量采用大半径;尽量采用无害坡度;力争减小总的拔起高度;车站位置不应偏离线路的短直方向,尽量车站设在凸形地段
第五章
1、方案分类
网性方案;原则方案;局部方案
2、投资分类
直接投资(土建工程投资、机车车辆购置费);相关投资
3、方案的经济评价方法
静态法、动态法
差额投资偿还期法、年换算费用法
第六章
1、中间站的作业 商务作业、技术作业
2、中间站的布置图型——一般都采用横列式 3、设备 A客运设备 a旅客站房
⑴边侧选择
一般在靠近城乡居民区的一侧
尽量设在站场中部,以方便旅客乘降 ⑵ 站房与站台的相对位置
一般情况下,站房突出部分的外墙面至站台边缘宜采用8-20m。困难情况下,可采用较小
距离,但不应小于基本站台宽度(≥6m)。这样可使站房一侧有增加股道的可能性。 b旅客站台
⑴基本站台:与站房连接在一起的那个站台。
⑵中间站台:基本站台对侧的,设在线路中间的站台。一般为了提高站台的利用效率和便于养路,中间站台与基本站台相隔两股道而设于Ⅱ、3道之间。如设于1、Ⅱ道间,则3道不能上下旅客,利用率不高。 ⑶站台长度:应按近期客流量和旅客列车长度并考虑扩编的需要确定,一般定为300~550m ⑷站台宽度
基本站台宽度:
①在站房范围内不小于6m ②其余部分不小于4m
中间站台宽度:不小于4m,站台上如有跨线设备,应适当加宽
c跨线设备
平过道:为方便旅客通过,一般在基本站台和中间站台之间设置1~2处宽度不小于2.5m,不够安全,穿行股道
天桥、地道、立交跨线设备,客运量较大时,可考虑设置
B货运设备 a货场
位置应按货物集散方向、货运量、地形地质条件并结合地方城镇规划合理选定。大多数情况下,货场宜选在站房同侧。
根据货物线修成方式,分为通过式、尽端式、混合式 b货物站台
普通站台(高出轨面1.1m)和高站台 仓库宽度9-12m c货物仓库
C车站线路:正线、战线、岔线、特别用途线 a到发线 b牵出线 c货物线 d安全线 e避难线 f专用线接轨
4、编号
股道编号:
单线——从站房向对侧依次编号
双线——从正线向两侧依次编号。上行进路为双数,下行进路为单数。
道岔编号:以站房中心为界,由上行列车到达一端按双数编号,由下行到达一端按单数编号。 扳道房:由下行到这一端顺序编号为N1,N2,N3
第七章
1、提高通过能力的措施
行车组织措施(缩短控制站间的运行图周期、采用特种运行图、减少旅客列车扣除系数);
更换信联闭装置;增设车站或线路所;增建第二线及其过渡措施(向控制站间延长站线、修建双插段,组织不停车交会、在控制站间铺设第二线、增设第二线的措施)
2、提高牵引吨数的措施
运输组织措施(动能闯坡、补机推送、组合列车);增大牵引功率的措施;减缓最大坡度的措施;延长到发线有效长度
3、改善运营条件的措施
平面与纵断面的改善;道口的改善;轨道加强