西南交通大學峨眉校區(qū)楊人川鐵路選線課程設計

1、 課程設計課程名稱： 鐵路選線設計設計題目： 專 業(yè)： 鐵道工程 年 級： 2013級 姓 名： 楊人川 學 號： 20137087 設計成績： 指導教師 (簽章)西南交通大學峨眉校區(qū)2015 年 12 月目錄鐵路選線課程設計- 0 -一、課程設計任務書- 2 -（一）出發(fā)資料- 2 -（二）要求完成的任務- 2 -二、牽引質量及列車資料計算- 3 -（一）牽引質量計算- 3 -（二）起動檢查- 3 -（三）到發(fā)線的有效長度對牽引質量限制的檢查- 4 -（四）確定牽引定數(shù)- 4 -（五）列車長度、牽引凈重、列車編掛輛數(shù)- 4 -三、線路走向方案概述- 5 -四、選定方案定線說明- 6 -（一）

2、定線原則- 6 -（二）平面設計- 7 -（三）縱斷面設計- 8 -五、站間輸送能力檢算- 10 -（一）運行時分計算- 10 -（二）區(qū)間能力檢算- 11-六、工程費、運營費計算- 12-（一）運營費計算- 12 -（二）工程投資計算- 13 -（三）換算工程運營費- 15 -（四）技術經(jīng)濟指標評述- 16 -七、附件- 17-注：本設計縱斷面地形突變點處皆有設立百米標，故本設計并未設立額外的加標一、課程設計任務書（一）出發(fā)資料1. 設計線為 級單線鐵路，路段設計速度為 100km/h 。2. 地形圖比例尺1:25000，等高距5m。3. 始點 珠河鎮(zhèn)_車站，中心里程 K5+000 ，中心設

3、計高程 35.0 m，該站為會讓站；終點 后河鎮(zhèn) 車站，為中間站，站場位置及標高自行選定。4. 運量資料（遠期重車方向）：貨運量 10 Mt/a，貨運波動系數(shù)=1.15，通過能力儲備系數(shù)=0.2；客車 1 對/d；摘掛 1 對/d；零擔 1 對/d；快貨 1 對/d。5. 限制坡度 11 。6. 牽引種類：近期 內(nèi)燃 ；遠期 內(nèi)燃 。7. 機車類型：近期 東風4c ；遠期 東風4c 。8. 到發(fā)線有效長 850m 。9. 最小曲線半徑 650m 。10. 信聯(lián)閉設備為半自動閉塞，11. 近期貨物列車長度計算確定。12. 車輛組成：每量貨車平均數(shù)據(jù)為：貨車自重（）22.133t，總重（）78.9

4、98t，凈載量()56.865t ，車輛長度13.914m，凈載系數(shù)0.720，每米延米質量（）5.677t/m，守車質量16t，守車長度8.8m。13制動裝置資料：空氣制動，換算制動率0.26。14車站側向過岔速度允許值V=45km/h ；直向過岔速度取設計值。（二）要求完成的任務1. 定出 珠河鎮(zhèn) 車站至 后河鎮(zhèn) 車站的線路平面。2. 設計該站間的縱斷面。3. 能力檢算。4. 計算工程費和運營費。5. 編寫簡要說明書。6. 圖紙整飾，設計文件組卷裝訂。二、牽引質量及列車資料計算（一）牽引質量計算按限制坡度上以機車計算速度運行為條件，按下式計算： (t) （10）式中 G牽引質量(t)，取5

5、0t整倍數(shù)，舍去不足50t的余數(shù)； P機車計算質量或其和(t) ；機車計算牽引力(N)，可從常用機車特性表中查出；限制坡度、加力牽引坡度()； g重力加速度； w0、w0計算速度下的機車、車輛單位基本阻力（N）。機車單位基本阻力按下列公式計算：東風4cw0=2.28+0.0293V+0.000178V2 (N/kN) （11）車輛單位基本阻力滾動軸承、重車 w0=0.92+0.0048V+0.000125V2 (N/kN) （12）本設計計算：w0=2.28+0.029324.5+0.00017824.52=3.097w0=0.92+0.004824.5+0.00012524.52=1.112

6、G=0.9301.51000-138(3.097+11)9.81/(1.112+11) 9.81=2121.5 (t)，取為2100 (t)（二）起動檢查 (t) （13）式中 Fq 機車計算起動牽引力（N），常用機車查表11或12； 機車單位起動阻力（N/kN），電力、內(nèi)燃機車為50 N/t；iq 起動地點的加算坡度值（）。 貨車的單位起動阻力（N/kN），按下式計算：滾動軸承 wq=3.5 （N/kN）本設計計算：Gq=0.9442.21000-138(5+11) 9.81/(3.5+11) 9.81=2645.5 (t)因為GqG=2100 (t)，所以列車可以起動。（三）到發(fā)線的有效長

7、度對牽引質量限制的檢查 (t) （14）式中 到發(fā)線有效長度(m)； 機車長度(m)； 機車臺數(shù)； q車輛平均每延米總重(t/m)，取5.677(t/m)； 停車制動的附加安全距離，通常取30(m)。本設計計算：Gyx=(850-30-121.1) 5.677=4535.3 (t)因為GyxG=2100 (t)，所以到發(fā)線長度不會限制牽引質量。（四）確定牽引定數(shù)根據(jù)上列計算，取其中最小者作為設計區(qū)段的牽引定數(shù)，并取為10t的整倍數(shù)，不足10t者舍去。本設計中：因為，Gyx GqG；則，取G(=2100 t)作為牽引定數(shù)。（五）列車長度、牽引凈重、列車編掛輛數(shù)可分別按下式計算： (m) （15）

8、 (t) （16）（輛） （17）式中 貨物列車凈載系數(shù)，取0.72； Ll列車長度(m)，計算結果保留兩位小數(shù)； GJ牽引凈重(t)，計算結果保留兩位小數(shù)；G牽引定數(shù)(t)；n貨物列車牽引輛數(shù)，計算結果舍位整數(shù)； q貨物列車平均每延米質量(t/m)，取5.677t/m； qp每輛貨車平均總質量(t)，取78.998t.本設計計算：Ll=21.1+369.91=391.01(m)GJ=0.722100=1512 (t)n=2100/78.998=26.5 (輛)，取為27輛三、線路走向方案概述線路起點A在珠河鎮(zhèn)附近，高程約35m的階地上，起始里程為K5+000.00。終點在約12公里開外的后河

9、鎮(zhèn)附近，高程約50m的平坦地段，旁邊也有平緩的階地可以利用，終止里程為K12+2.00。由珠河鎮(zhèn)向后河鎮(zhèn)方向，有三個埡口，本線路規(guī)劃從中間一個埡口經(jīng)過。線路出站急右轉進入下線山谷后行駛一公里后進入隧道，并從中間埡口下穿過，該埡口控制點高程為121.8m；線路穿過后埡口后，行駛約2.5公里后向右轉彎后緊接便行駛出隧道，在春頭村旁約200m處跨越中河，隨后向理店村方向行駛2公里后左轉后行駛約一公里后跨越后河，隨后到達后河站。四、選定方案定線說明（一）定線原則1、緊坡地段定線原則：采用的最大坡度小于或等于地面平均自然坡度（），則線路不僅受平面障礙的限制，更主要的是受高程障礙的控制。這樣的地段，稱為緊

10、坡地段。這時，主要矛盾在縱斷面一方，這就需要根據(jù)地形變化情況，選擇地面平均自然坡度與最大坡度基本吻合的地面定線，有意識地將線路展長，使能達到預定的高程。展線地段若無特殊原因，一般不采用反向坡度，以免增大克服高度引起線路不必要的展長和增加運營支出。在緊坡地段定線，一般應從困難地段向平易地段引線。因為埡口附近地形困難，展線不易，故從預定的越嶺隧道洞口開始向下引線較為合適。個別情況下，當受山腳的控制點（如高橋）控制時，也可由山腳向埡口定線。2、緩坡地段定線原則：采用的最大設計坡度大于地面平均自然坡度（），線路不受高程障礙的限制；這時，主要矛盾在平面一方，只要注意繞避平面障礙，按短直方向定線，即可得到

11、合理的線路位置。這樣的地段，稱為緩坡地段。為了繞避障礙而使線路偏離短直方向時，必須盡早繞避前方的障礙，力求減小偏角。線路繞避山咀，跨越溝谷或其它障礙時，必須使曲線交點正對主要障礙物，使障礙物在曲線的內(nèi)側并使其偏角最小。設置曲線應有理由，必須是確有障礙存在。坡段長度最好不小于列車長度，應盡量采用下坡無需制動的坡度無害坡度。力爭減少總的拔起高度，但繞避高程障礙而導致線路延長時，則應認真比選。（二）平面設計1、定線說明：平面共設曲線3處，其中最小曲線半徑為650米。第一處為朱河鎮(zhèn)東北處進入隧道前一公里左右處，轉角20左右，曲線長306.15m第二處為中河西側，隧道出口之前200m左右處，轉角14左右

12、，曲線長148.53m第三處為后河西側一公里左右，理點村東側400m左右處，轉角25，曲線長359.79m。2平面主要技術指標： 平面設計技術指標表項目單位線路指標正線線路總長km12.2曲線個數(shù)個3曲線線路延長km0.64曲線占線路總長比例%5最大曲線半徑m750最小曲線半徑m650平面曲線要素表交點編號曲線半徑(m)曲線轉角()緩和曲線長度(m)圓曲線長度(m)圓曲線切線長(m)JD165020.190306.15132.50JD265014.1110148.5375.00JD375025.190359.79200.00（三）縱斷面設計1縱斷面設計原則1)緊坡地段設計原則與最大坡度折減方法

13、在考慮了坡度折減并留有一定余地的前提下，盡量使用接近最大坡度的設計坡度，以爭取高程，到達預定高度。最大坡度折減包括曲線地段的最大坡度折減、小半徑曲線粘降折減和隧道地段最大坡度折減。i. 曲線路段最大坡度折減方法如下：(a) 兩圓曲線間不小于200m的直線段，可設計為一個坡段，不予折減，按最大坡度設計；(b) 長度不小于貨物列車長度的圓曲線，可設計為一個坡段，曲線當量坡度的折減值為：（） （18）(c) 長度小于貨物列車長度的圓曲線，曲線當量坡度的折減值為：（） （19）式中，曲線偏角（）；R圓曲線半徑；折減坡段長度；當所取的折減坡段長度大于貨物列車長度時，取貨物列車長度。(d) 若連續(xù)有一個以

14、上長度小于貨物列車長度的圓曲線，其間直線段長度小于200m，可將小于200m的直線段分開，并入兩端曲線進行折減；坡度折減值按3）中的公式計算；也可以將兩三個曲線合并折減，折減坡段長度不宜大于貨物列車長度；曲線當量坡度折減值為：（） （20）式中，折減范圍內(nèi)的曲線偏角總和（）。當一個曲線位于兩個坡段上時，每個坡段上分配的曲線偏角度數(shù)，應按兩個坡段上曲線長度的比例計算： （21）曲線當量坡度折減值按(a)(d)中的方法計算。 ii. 小半徑曲線路段的最大坡度折減位于長大坡道上的小半徑曲線路段的設計坡度為：（） （22）按下表取值。內(nèi)燃、電力牽引小半徑曲線粘著坡度折減值（） R(m)46912152

15、025304500.20.250.350.450.550.700.901.054000.350.50.650.851.051.351.651.953500.50.71.001.251.502.002.452.903000.70.91.301.652.002.603.203.802500.851.151.602.052.503.254.004.70iii. 隧道內(nèi)的最大坡度折減位于長大坡道上且隧道長度大于400m的路段，設計坡度值為：（） （23）式中，隧道內(nèi)的最大坡度系數(shù)，可按下表取值。 牽引種類隧道長度(m)電力牽引內(nèi)燃牽引40110000.950.90100140000.900.80400

16、00.850.75隧道最大坡度折減范圍僅限于隧道長度內(nèi)，并隨折減坡段取值，進整為50m整倍數(shù)。內(nèi)燃牽引時，還需要按要求在上坡進洞前設置加速緩坡。2)緩坡地段設計原則線路不在受到地面坡度的嚴格限制，選擇方案較多，可綜合考慮線路填挖土石方量、運營條件、工程費用和自然條件等進行滿意度比評篩選最優(yōu)方案，盡量減少有害坡。2線路縱斷面設計概述起點至山梁緊坡地段：出站至山梁埡口前的5個坡段用足最大坡進行坡度折減；在將到埡口的第6個坡段，開始設人字坡的一面，設計坡度為4.6的湊坡，以便作為下坡坡段的緩和。山梁至中河：雖然下坡任務不如上坡那么緊，但是還是需要盡快下坡，以便能夠下到一個適當?shù)母叨冗^河。所以下坡的三

17、個坡段，兩個采用最大坡度折減后的設計坡度下坡，一個坡段沒有用足最大坡。中河至線路終點： 盡量采用較平順的坡段設計，減少有害坡和排水不利的坡段設計。3縱斷面設計主要技術指標表縱斷面設計主要技術指標表項目單位指標全線坡段總數(shù)個9最大坡段長度km0.55最大坡度地段占線路總長比例%4.5有害坡地段（i6）長度km1.3有害坡地段占線路總長比例%10.6五、站間輸送能力檢算站間平縱面設計好以后，應檢查站間的輸送能力是否能完成國家要求的運輸任務。為此需要完成下列任務：計算區(qū)間往返行車時分；本設計中，計算區(qū)間往返行車時分可用均衡速度法。區(qū)間能力檢算。（一）運行時分計算行車時分計算表方向坡段長度(km)設計

18、坡度i()曲線當量坡度iR()隧道當量坡度is()計算坡度ij()均衡速度(限制速度)(km/h)每公里走行時分(min/km)該坡道走行時分(min)123456789珠河|后河1.50000450.7500.0330.557.50.380839.10.6510.0140.756.2006400.6660.0182.53.400.3254611.0170.0402.15-3.0-0.06-0.280-3.29851.4170.0271.250.8000.8851.4170.0151.54.7004.7520.8670.0291.1-2.70.2400-2.940850.7790.0120.8

19、50000450.7500.018合計tW=t+tqt=12.36+3=15.36 min后河|珠河0.850000851.4160.0081.12.70.24002.94066.51.1080.0161.5-4.700-4.7751.250.021.25-0.800-0.8851.4160.0152.153.00.060.2803.29641.0670.0332.5-3.40-0.325-4851.4160.0290.75-6.200-6851.4160.0080.55-7.5-0.380-7.88110.1830.051.50000851.4160.018合計tF=t=12.00 min（

20、二）區(qū)間能力檢算1. 通過能力檢算：（對/d） （24）（min） （25）式中 日均綜合維修“天窗”時間，電力牽引取90min，內(nèi)燃牽引取30min；其余符號意義見鐵路選線設計、鐵道工程。本設計計算：TZ=(15.36+12)+6=33.36 (min)N=(1440-30)/33.6=41.96(對/d) ，舍為41 d對/d2. 輸送能力計算：（Mt/a） （26） (對/d) （27）（對/d） （28）式中 滿軸系數(shù)，??； 扣除系數(shù)，?。?儲備系數(shù)，取=0.2。本設計計算：NPT=41/1.2-(11.3+12.0+11.5+11.2)=25.53 (對/d)NH=25.53+0.5

21、+0.75+0.75=27.53 (對/d)C=36527.531512/(1061.15)=13.21(Mt/a)3. 輸送能力評價：C=13.21 Mt/a 10 Mt/a ，故本設計的輸送能力滿足設計任務要求。六、工程費、運營費計算（一）運營費計算1、列車走行費列車走行費采用列車公里法計算。A貨物列車單方向運行一次走行費計算：本設計計算（上行）：本設計計算（下行）：同理，B年走行費計算據(jù)之前計算可得：由 （萬元)此設計計算：206.01萬元 2、列車起停附加費(萬元/a)本設計計算：=20.6萬元 3、固定設備維修費 查表可得: 正線維修費：67200*12.2=81.94萬元 站線維持

22、費：37100*(850*2/1000)=6.3萬元 車站維持費：181400*2=36.3萬元 區(qū)間信號維持費：7570*12.2=9.2萬元 綜上可得： 設備維護費總和為133.74萬元 4、年運營費206.01+20.6+133.74=360.44萬元 （二）工程投資計算 1、路基工程費（1）土石方工程費計算全線填方量：28030 m3 ；全線挖方量：276653 m3。所以：=28030*15+276653*18=360.0萬元（2）擋土墻工程費計算 =12.2*98.4*300/10000=36.0萬元 （3）總路基工程費計算 393.0萬元 2、橋梁工程費380.4*1.757=6

23、68.4萬元 3、涵洞工程費60*0.75*12.2=549萬元. 4、隧道工程費4.5*1000*2.2=9900萬元 5、土地征用費12.2*74*1.5=1332萬元 6、軌道工程費12.2*200=2440萬元 7、機車、車輛購置費 （1） 機車購置費： 1009.27萬元 （2）車輛購置費： M=10.3510.35*1.38*30=428.49萬元 （3）機車車輛總購置費：1437.76萬元 8、工程總投資16720.13萬元（三）換算工程運營費按一次投資法進行比較，采用10年還本期，=0.1，計算換算工程運營費：0.1*16720.13+360.44=2032.45萬元（四）技術經(jīng)濟指標評述（1）技術經(jīng)濟指標評價本設計方案線路正線長12.2公里，正線運營長度12.2公里，設計最小曲線半徑6