鐵路線路大修畢業(yè)設計

1、蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計(論文)摘摘 要要本設計是運用所學軌道基本理論，知識和技能，進行工程設計的綜合訓練，是綜合素質和工程實踐能力的重要體現，是每個學生都必須經過的作為一個鐵道工程技術人員所必須的訓練，有助于到工作崗位的過渡。線路設備大修的基本任務是：根據運輸需要及線路設備的損耗規(guī)律，有周期、有計劃地對損耗部分進行更新和修理，恢復與增強軌道承受能力，延長設備的設備壽命。一般情況下，線路大修周期取決于鋼軌傷損發(fā)展情況，是以全面更換鋼軌為主要標志，故常稱換軌大修。線路換軌大修主要工作內容：1.按設計校正改善線路縱斷面和平面。2.全面更換新鋼軌及配件、鋼軌伸縮調節(jié)器以及不合規(guī)定的護輪軌，更換絕

2、緣接頭及鋼軌連續(xù)線。3.更換失效軌枕和扣件，補足軌枕配置根數，修理傷損軌枕。4.徹底清篩道床，補充道碴，改善道床斷面。5.線路大修地段，應同時成組更換新道岔和新岔枕。6.安裝軌道加強設備。因涉及到的內容很多，所以利用電子表格 EXCEL 來進行計算，以達到更快、更準、更有效率的目的；其他內容也做到有的放矢。所有這些內容都參照我國現行的鐵路線路維修規(guī)則和改擴建工程技術規(guī)范及工程制圖規(guī)范書寫的，符合國家標準。關鍵詞：關鍵詞：大修；換軌；平面設計；縱斷面設計蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計(論文)AbstractThe graduation design as the last link of teac

3、hing plan, is the basic theory, use orbit knowledge and skills, project design, the comprehensive training is comprehensive quality and engineering practice ability, is the important embodiment of each student must pass a railroad engineers must training, helps to jobs.The basic task of the line equ

4、ipment repair is: according to the transportation needs and lines of law, have cycle, planful part of loss, updated and repair recovery and enhance rail bear ability, prolong the service life of equipment equipment. Normally, line overhaul period depends on the rail.the development situation, based

5、on comprehensive replacement for major rail, in particular said.Lines in overhaul main job content:1.according to the design of the correction to improve line longitudinal peace.2.the overall change new rail and accessories, trak controller and illegal armor wheel and rail, insulation joint replacem

6、ent continuous line.3.change failure sleeper and buckles, complemental sleeper, repair of configuration injury sleeper.4.and thoroughly clear sieve solid, added ballastless track, improve section.5.line, should also group overhaul and replacement of new nechanics new rail.6.and strengthen equipment

7、installation orbit.Because the content involves many, so use spreadsheet EXCEL to compute, faster and more accurate in order to achieve the goal, more efficient, Other contents and try to use computer colleg and use software. All these content to Chinas current railway line maintenance rules and rec

8、onstruction technique norms and engineering drawings standard, conform to the state standards.Keywords: Heavy repair; Replacement track; Graphic design; Longitudinal design蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計(論文)I目 錄第一章 緒論.1第一節(jié) 線路大修內容.1一、線路大修概述.1二、線路大修主要內容.1第二節(jié) 設計線路中主要采用的技術指標.2一、線路技術標準.2二、軌道標準.2第二章 大修勘測及既有線路資料的調查.4第一節(jié) 既有

9、線大修勘測的基本原理和施測方法.4一、既有線大修勘測的基本原理.4二、施測方法.5第二節(jié) 線路大修勘測及既有線路資料的調查.6一、寶成線概況.6二、寶成線勘測.6第三章 平面大修設計.10第一節(jié) 偏角法計算曲線撥距.10一、漸伸線原理.10二、用漸伸線原理計算既有曲線的撥距.13第二節(jié) 繩正法計算曲線撥距.16一、繩正法原理.16二、用繩正法原理計算既有曲線的撥距.19第四章 線路大修縱斷面設計.25第一節(jié) 縱斷面設計的特點及原則.25一、設計特點.25二、設計原則.25第二節(jié) 縱斷面設計的基本原理.26一、線路坡度.26二、坡段長度.27三、坡段連接.28蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計(論文)

10、II第三節(jié) 縱斷面設計的方法和步驟.31一、縱斷面設計圖.31二、計算軌面標高.33三、設計坡度與設計軌面線.33四、計算起道高度.34五、計算設計道床厚度.35六、復核.35結 論.37致 謝.38參考文獻.39附錄 偏角法撥距計算表.40附錄 繩正法撥距計算表.48附錄 橋涵及坡度表.52附錄 放大縱斷面圖53蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計(論文)1第一章第一章 緒論緒論第一節(jié)第一節(jié) 線路大修內容線路大修內容一、線路大修概述一、線路大修概述鐵路線路是鐵路的主要技術裝備之一，是行車的基礎。線路在長期的運行過程中，由于輪軌相互作用而逐漸磨耗，使線路產生不均勻變形并不斷積累，導致線路附加力作用加大

11、，鋼軌及其軌下基礎負擔日益增大，承載能力不斷降低。為了保證線路的安全、平穩(wěn)和不間斷運輸，這就要求根據運輸需要及線路設備損耗情況周期性的、有計劃的對損耗部分加以維修和更新，恢復和提高線路的強度，延長設備使用壽命，增強線路穩(wěn)定性和軌道承載力。線路維修工作，必須掌握線路設備技術狀態(tài)變化規(guī)律，貫徹“預防為主，防治結合，修養(yǎng)并重”的原則。在線路維修工作中，應按線路設備技術狀態(tài)各種變化的不同程度，相應地進行綜合維修、經常保養(yǎng)和臨時補修，有效地預防和整治線路病害，有計劃地補償線路設備損耗，以取得較好的技術經濟效益。鐵路線路維修分為綜合維修、經常保養(yǎng)和臨時補修。綜合維修是按周期有計劃地對線路進行綜合性修理。通

12、過綜合維修，改善軌道彈性，調整軌道幾何尺寸，整修和更換設備零部件，以恢復線路完好的技術狀態(tài)。經常保養(yǎng)是根據線路變化情況，在全年度和線路全長范圍內，有計劃有重點的養(yǎng)護，以保持線路質量經常處于均衡狀態(tài)。臨時補修主要是及時整修超過臨時補修容許誤差限度的軌道幾何尺寸及其他不良處所，以保證行車平穩(wěn)和安全。線路設備大修的基本任務是：根據運輸需要及線路的損耗規(guī)律，周期性地、有計劃地對損耗部件進行更新和修理，恢復與增強軌道承載能力，延長設備的使用壽命。線路大修通常取決于鋼軌傷損的發(fā)展情況，以全面更換新軌為主要標志。線路大修分為兩大類，即線路大修（或換軌大修）和單項大修。單項大修主要包括：成段更換再用軌，焊接鋪

13、設無縫線路，成段更換新混凝土枕、再用混凝土枕或混凝土寬軌枕，成組更換道岔或岔枕，成段更換混凝土軌枕扣件，路基大修，道口大修及其它設備大修等。二、線路大修主要內容二、線路大修主要內容線路大修必須成段進行，并按設計施工。大修的主要工作內容包括：（1）按設計校正和改善線路平縱面；（2）全面更換新鋼軌及配件、鋼軌伸縮調節(jié)器以及不合規(guī)定的護輪軌，更換絕蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計(論文)2緣接頭及鋼軌接續(xù)線；（3）換失效的軌枕和扣件，補充軌枕配置根數，修理傷損軌枕，線路上的木枕地段應盡可能改鋪混凝土軌枕；（4）底清篩道床、補充道碴，改善道床斷面，對道床和基床翻漿冒泥進行整治；（5）換新道岔或岔枕，如不需

14、要更換時，應調整道岔并抽換岔枕，清篩道床時，應包括長岔枕范圍內的側線；（6）安裝軌道加強設備；（7）鏟平或填補路肩，整修基面排水橫溝，清理側溝，清楚路塹邊坡棄土；（8）整修道口；（9）因本線大修引起的，需要抬高鄰線上的道岔、道口、抬高橋梁，有碴橋上加高兩側擋碴墻；（10）補充、修理和刷新工務管理的線路標志、信號標志、鋼軌縱向位移觀測樁及備用鋼軌；（11）回收舊料，清理場地，設置常備材料。線路上原鋪鋼軌疲勞傷損，軌型不符合要求，已不能適應當前或近期運輸發(fā)展需要，必須全面更換鋼軌，加強線路時，可進行大修。線路大修時，采用普通軌道結構型式的，列線路換軌大修；采用無縫線路軌道型式的，按施工階段分別列鋪

15、設無縫線路前期工程和鋪設無縫線路。線路大修工程數量，以鋪換新鋼軌長度為準。無縫線路必須在近期完成的前期工程地段上鋪設，在特殊情況下，也可在近期完成的線路換軌大修地段上鋪設，換下的鋼軌可做為新鋼軌繼續(xù)使用。 第二節(jié)第二節(jié) 設計線路中主要采用的技術指標設計線路中主要采用的技術指標一、線路技術標準一、線路技術標準1鐵路等級：級單線；2限制坡度：10 ；3最小曲線半徑：300 米；4機車類型：韶山 3、韶山 7；5到發(fā)線有效長度：650 米；6閉塞方式：半自動閉塞；7近期貨物列車長度：600 米。蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計(論文)3二、軌道標準二、軌道標準既有軌道標準：1鋼軌類型：50/m；2軌枕：

16、型；3墊板厚度：10mm。軌道大修標準：1鋼軌類型：60/m；2軌枕：型；3墊板厚度：10mm；4標準道床厚度：45cm。蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計(論文)4第二章第二章 大修勘測及既有線路資料的調查大修勘測及既有線路資料的調查第一節(jié)第一節(jié) 既有線大修勘測的基本原理和施測方法既有線大修勘測的基本原理和施測方法既有曲線的測量方法很多，目前常用偏角法。它是按曲線控制點分段安置儀器，測量曲線上每 20m 點的偏角，一般可沿線路中心線、外軌頂面中心及外移樁進行。既有線路往往行車密度大，特別是目前列車提速后，在既有線上置鏡受行車干擾大，施測較困難。測量時置鏡外移樁上，須用放線尺將全部觀測點外移至線路之

17、外，既增加了外業(yè)工作量，又降低了測量精度，另外線路地形復雜地區(qū)，難以打外移樁。而在曲線內任意點置鏡測量曲線偏角，內業(yè)用計算機處理，同時計算出曲線的撥距，可以不受行車、地形的干擾，減少內外業(yè)工作量，使測量速度快，計算精度高?，F將其基本原理和施測方法分述如下。一、既有線大修勘測的基本原理一、既有線大修勘測的基本原理圖 1 大修勘測基本原理圖如圖 1 所示，兩共點三角形 ADB 和 BDC，已知邊長 b1，dl，d2 和角Dl，D2，根據三角形公式可以求出三角形的其余各要素。具體推導如下：在ADB 中，由正弦定理知1111sinsinDdBb1111sinsindDbB11111sinsindDbB

18、11180DBA再由余弦定理可知Adbdbacos2112121蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計(論文)5在三角形 BDC 中，同理可得2222222221cos2180sinsinBaddabDCBdDaC那么，AB 延長線與 BC 所成的夾角21180BB 二、施測方法二、施測方法根據上述原理，如果以 D 點作為置鏡點，A、B、C 為曲線上每 20m 的測點，則就是各測點的偏角。1布設測點在里程丈量時，從曲線起點外方 4060m 開始，每 20m 處丈量一點，丈量至曲線終點外 4060m 結束。2設置測站(置鏡點)在曲線內側選擇通視良好，位置適中，便于開展工作的置鏡點 O，置鏡點選擇得好，可以

19、減少轉鏡次數，測量速度快。3測取基本數據（1）用鋼尺精確量取置鏡點與第一測點之間的長度，精確至毫米；（2）置鏡于 O 點，先以正鏡照準第一測點讀取角記錄，再以倒鏡照準第一測點，讀角記錄，如果兩次讀數較差不超過40，取其平均數作為該測點的角值，然后依次測出各測點的角值, 21,；（3）如果需再次置鏡，先量出置鏡點間的長度，然后同第一置鏡點的方法進行，第一測點為第一置鏡點的末測點。測出所需基本數據后，就可根據基本原理中的公式計算值，需注意的是所測得的角i并不是置鏡點與相鄰兩測點的夾角，置鏡點與相鄰測點的夾角應為iiii)1()1(，由于 0、1 點均在始切線上，所以00，以后各點的值為ixxi18

20、0，曲線的轉角為ni 1，如圖 2 所示。蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計(論文)6圖 2 施測原理圖第二節(jié)第二節(jié) 線路大修勘測及既有線路資料的調查線路大修勘測及既有線路資料的調查一、寶成線概況一、寶成線概況寶成鐵路北起陜西省寶雞，南行達四川省成都，與成渝、成昆兩線銜接，全長669 公里，是溝通西北與西南地區(qū)的第一套山岳鐵路，1952 年 7 月和 1954 年 1 月分別在成都和寶雞兩段開工，1956 年 7 月 12 日在黃沙河接軌，1958 年全線交付運營。 寶成鐵路是新中國第一條工程艱巨的鐵路。為了克服地勢高差，以 3 個馬蹄形和 1 個螺旋形的迂回展線上升，線路重列 3 層，高達 817

21、 米，隨后以 2000 多米長的隧道穿過秦嶺埡口，進入嘉陵江流域。全線共完成主要工程量有：路基土石方 7116萬立方米；隧道 304 座，總延長 844 公里；橋梁 1001 座，總延長 281 公里；橋隧總長約占線路長度的 17，正線鋪軌 66771 公里。從開工到交付運營間先后發(fā)生嚴重的滑坡 58 處，崩坍 272 處，整治工程量及難度都相當大。這條鐵路的建成，對緩解西北地區(qū)多年來鐵路運輸緊張局面，改變沿線老、少、邊、窮地區(qū)交通落后狀況，加快沿線資源開發(fā)和經濟發(fā)展，都具有重要意義。陜、川人民稱之為“生命線”、“致富線”。二、寶成線勘測二、寶成線勘測（一）外業(yè)測量1里程丈量蘭州交通大學博文學

22、院畢業(yè)設計(論文)7里程丈量是進行線路其他測量與調查的基礎，應選擇正確的里程標或大型建筑物的可靠里程作為起始里程，并與附近公里標核對，與工務文件里程取得一致。沿里程方向連續(xù)施測與推算。直線上每 50m 設置一個測點，在測量的起點（包括順坡地段），線路填挖方交界處、橋涵中心、橋臺胸墻及橋尾、隧道洞口及中心、平交道口、正線道岔、信號機、警沖標、車站中心及站臺兩端，跨線橋、跨過線路的架空線等處均需設置加標。曲線上每 20m 設置一個加標，為了為曲線平面測量做好準備，一般在進入曲線前 4060m 即開始按 20m 加標。所以里程標、百米標及各種加標均用白油漆標注在軌腰上（一般注在里程增加方向的左軌外側

23、，曲線注在外股鋼軌的軌腰上）。里程丈量一般丈量兩次，以第一鏈為主，第二鏈校核，兩鏈百米標的誤差不得超過 1/2000。在復線區(qū)段測量時，若沿下行線丈量里程，遇有線間距加寬或繞行地段，上行線里程應單獨丈量，所產生的斷鏈應設在繞行線終點以外直線上的百米標處。2縱斷面測量線路縱斷面測量的目的是，測出所有百米標及加標的軌頂和路肩高程，并核對或補設水準基點。所測得的標高作為縱斷面設計的依據。一般情況下，沿線路已設有永久或臨時水準點，若水準點可靠，可直接進行線路水平測量；若水準點發(fā)生丟失、移動或精度不能保證時，應先進行基平測量，核對與補設水準點，然后進行線路水平測量。采取什么方法應視具體情況而定。 線路縱

24、斷面測量的高程，原則上采用國家規(guī)定的高程系統(tǒng)。為便于核對，一般多 引用該段鐵路原用的標高系統(tǒng)（黃海高程系統(tǒng)或大沽高程系統(tǒng)等）。線路水平測量，一般由兩組水平儀沿線測量，兩組轉點可在商定的偶數或奇數百米標軌頂上，以便互相核對。軌頂標高應讀至毫米，路肩標高可讀至厘米。兩組抄平結果及其與原水準點標高均在允許誤差范圍內時，仍用原水準點標高，并將誤差按轉點進行平差。軌頂標高以調整后的第一組數據為準，且和第二組核對，標高誤差不得超過20mm。 水準基點或臨時水準點，一般沿線 12km 設置一個，可設在固定的橋臺、涵洞帽石或其他固定建筑物的基座上。臨時水準點與線路中平允許誤差為30L(mm),L為水準導線長度

25、，以 km 計。若要設永久性水準基點，其允許誤差為20L(mm)。蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計(論文)8在進行水準測量時，除測取所測線路各測點的標高外，在站內還應測量與正線相鄰的站線高程，位于同一路基面上的復線及線間距不大于 5m 的其他鄰線的標高，也應同時測出，以作為站線拉坡或縱斷面設計的參考。3平面測量平面測量的目的，在于校正線路中心線的位置。在直線上主要是確定直線方向，一般先選擇固定建筑物作為控制點，或用兩曲線間的夾直線的中間線路中心作為控制點，測出每 50100m 處各點的偏移量，作為直線校正的依據。曲線測量的目的，除校正線路位置外，還有爭取改善曲線的條件，如增設或延長緩和曲線，調整、

26、加大曲線半徑等。曲線測量受路基和既有建筑物的限制，又受行車條件的干擾，因此，在測量方法和操作的熟練程度上都有一些特殊的要求。曲線測量方法很多，如矢距法、偏角法、坐標法等。在行車密度較大的線路上，儀器不能經常安置在軌道上，常用外移樁法，將曲線上 20m 點移于路肩上，在路肩上測量。坐標法可用紅外測距儀，將儀器置于線外測量。若行車時間間隔較大，可將儀器置于中線或外軌上用偏角法測量。近些年來，在線路大修或線路改建工程中，一般多采用偏角法在外軌上或外移樁上進行曲線測量。偏角法測量既有曲線，在方法上與新線測量基本相同，但目的不同。新線測量曲線時，是以已知曲線長和偏角來確定測點的位置，而在既有線測量中，則

27、是以測點間的長度和測點的實際位置來量取偏角，根據偏角和曲線長來計算曲線的變形情況。（二）線路調查1鋼軌要逐公里調查鋼軌類型、鋪設時間、使用年限及磨耗、傷損情況，記載輕、重傷鋼軌的數量及分布。要對插入短軌的地段及接頭位置不符合大修規(guī)則規(guī)定的位置作出專門記錄。2軌枕查清原線路每公里軌枕配置的根數及軌枕的類型；按大修規(guī)則規(guī)定的軌枕失效標準記錄與統(tǒng)計各公里失效軌枕的數量和類型；對不宜鋪設混凝土軌枕的地段（或保留木枕的地段）作出準確記載；并對應在增加軌枕數量的地方作出標記和統(tǒng)計。3道床蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計(論文)9每 50m 或 100m 量出道床上下底寬度及厚度，在 300500m 范圍內，選

28、取有代表性的處所挖取不少于 0.04 m3的道碴，測出道床的臟污率（體積比），以確定清篩與起道后需要補充的道碴數量。4車站繪出車站平面示意圖，記錄道岔的位置與運營編號，警沖標、信號機的位置，車站中心，站臺長度，站臺帽石至軌頂的高度，站臺至股道中心的距離，正線與相鄰到發(fā)線和其他股道之間的線間距，風雨棚、天橋、架空線的高度，地道的位置，站場排水建筑物及其他與限界有關的資料。5道口調查道口的用途、路面類型、道口中心里程、寬度、鋪面板及護輪軌的情況，道口防護設備及信號標志等。若有通信、照明或動力線在道口處跨越線路時，應量出這些架空線距道口中心的距離及距軌頂的高度。6橋隧建筑物對隧道及跨線橋，必須測出軌

29、道中心至邊墻或橋臺的距離，以及凈空高度；明橋面要丈量橋梁長度，橋梁橫梁及橋墩位置，橋臺胸墻間的距離，橋上護輪軌的類型及長度；有碴橋要量出擋碴墻間的距離、橋臺胸墻以及后緣的位置等；涵洞和明渠要調查其類型、孔徑、長度、中心里程及填土高度等。7其他調查線路標志，如里程標、曲線標、坡度標、道口標、鳴標等各種標樁的位置、數量及完好情況。另外如路基排水、擋護墻、護坡等與大修設計和施工有關的資料，也應作出記錄。蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計(論文)10第三章第三章 平面大修設計平面大修設計第一節(jié)第一節(jié) 偏角法計算曲線撥距偏角法計算曲線撥距一、漸伸線原理一、漸伸線原理1漸伸線的幾何意義如圖 3 所示圖 3 漸伸

30、線原理圖曲線 OA 表示任意一條曲線，將一條柔軟且沒有伸縮性的細線，一端固定在 O點，把細線拉緊使其密貼于曲線 OA 上，然后把細線另一端 A 自曲線 OA 拉開，使拉開的直線隨時保持與曲線 OA 相切，則 A 點的移動軌跡M1、M2、M3、A，即為曲線之端點的漸伸線。漸伸線與 O 點的始切線相交于 A點，那么 A A線段的長度就是 A 點對切線 O A 的漸伸線長度。漸伸線的兩個特性（1）漸伸線的法線 M3N3，M2N2，就是對應點的圓曲線的切線；（2）漸伸線上某點（M3，N3）間曲率半徑的增量（M3N3M2N2）等于曲線OA 相應點（N3，N2）間弧長的增量（N3 N2）。根據漸伸線的定義

31、和特點，曲線撥動時作兩點假設（1）曲線上任意一點撥動時都沿漸伸線移動的；（2）曲線上撥動前后其長度不變。如圖 4，測點n要向外撥ne才能達到正確位置n，如果把n點沿撥前曲線An上各點的切線方向展開，并使它永遠保持與各點的切線相垂直的位置，則n點所走過的軌跡 nn稱為n點的漸伸線，其長度為nE。同樣，撥后曲線段An的漸伸線為 nn，長度為En，可得n點的撥量為nnnEEe。蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計(論文)11圖 4 曲線在撥動前后的位置為正時，向曲線外側撥動，為負時，向曲線內側撥動。ne根據漸伸線的特性，漸伸線可以近似的用逐漸加大半徑的累積圓弧段來表示。如圖 5 所示。圖 5 漸伸線長度計算

32、圖為伸線長度關系同理可得計劃正矢與漸為各測點漸伸線長度，為各測點正矢為曲線上測點號nnEEEEffffn210210, 2 , 1 , 0 101011001021021001030101010201021222322462222420nnnnfffnnfEffffffffffffEfffffffEfEE蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計(論文)12n 點的撥量為：2各點撥量對前后點各點正矢的影響由圖 6 可撥后正矢計算公式：3漸伸線長度的計算公式根據圓曲線和緩和曲線的曲率 K，推導出圓曲線和緩和曲線的漸伸線長度的通用計算公式如表 1 所示（見下頁）。而漸伸線長度的實用計算公式見表 2。 圖 6 撥

33、量對各點正矢的影響 表 1 計算漸伸線長度的有關公式物理意義計算通式內切圓曲線的計算式緩和曲線的計算式1曲率 KKK=1/RK=1/C2中心角（rad）為曲率 K 的定積分0lKdl=L/R22lC3漸伸線長度 E 為中心角（rad）的定積分0lEdl22LER36lEC-曲線長l-緩和曲線半徑變更率C-曲率K-圓曲線半徑R0CRl-中心角-計算點的圓曲線長L-緩和曲線全長0l符號意義-漸伸線長E-計算點的緩和曲線長l10102nnnfE正矢之差即正矢差各測點實測正矢與計劃dfdfffEEennnnnnn1010101022正矢差累計的合計df211nnnnneeeff蘭州交通大學博文學院畢業(yè)

34、設計(論文)13表 2 計算漸伸線長度的實用公式二、用漸伸線原理計算既有曲線的撥距二、用漸伸線原理計算既有曲線的撥距1既有曲線漸伸線長度的計算（1）偏角角度轉化將各測點偏角角度轉化為弧度的形式。以 33#曲線為例，如表 3，將第 3 列的角度轉化為弧度，寫到第 5 列。（2）計算累計偏角可以將第一個置鏡點到第二個置鏡點的直接寫到第 5 列里，從第二個置鏡點以后的偏角則要累加后才可寫到第 5 列中。如表 3 所示。（3）計算既有漸伸線長度先標好 ，即從置鏡點（）以后開始，從 20(m)標起，以 20(m)為步長累加，l0不直到遇到下一個置鏡點為止（包括此置鏡點），下一個點又從 20(m)標起，直

35、到下個置鏡點為止（包括此置鏡點），依此類推，直至標完。如表 3 第 6 列所示。第 7 列為。 l漸伸線長度 Ej=；110不不 l漸伸線長度 Ej=+10.257。2011不不 l如表 3 第 8 列所示。測點范圍漸伸線長度計算式符號意義ZHHY306lERll=測點里程-ZH 里程HYYH22LEPRL=測點里程-ZY 里程YHHZ23026LlEPRRlL=測點里程-ZY 里程l=測點里程-YH 里程HZ 以后EXX=測點里程-QZ 里程其中，-曲線半徑， -緩和曲線長，-轉角，R0l2024lPR蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計(論文)14表 3 33#曲線漸伸線長度計算表 置鏡測點llE

36、j點里程() ()（rad）123456780不0K177+4501470180-00-150.00150.0000727200.0010.0012490180-00-340.00340.0001648400.0070.0073510180-02-340.02340.0007466600.0450.0454530180-08-560.08560.0025986800.2080.2085550180-19-310.19310.0056772100 0.5680.5686570180-34-540.34540.0101520120 1.2181.2187590180-54-340.54340.01

37、58728140 2.2222.2228610181-17-461.17460.0226214160 3.6193.6199630181-43-511.43510.0302087180 5.4385.43810650182-11-242.11240.0382227200 7.6457.64511不11670182-40-172.40170.0466245220 10.25710.25712690188-38-008.380.1506801203.01413.27113710189-11-049.11040.1602988406.41216.66914730189-44-519.44510.17

38、0126060 10.20820.46515750190-18-13 10.1813 0.179831980 14.38724.64416770190-48-19 10.4819 0.1885877100 18.85929.11617790191-14-42 11.1442 0.1962623120 23.55133.80918810191-37-1011.3710.2027976140 28.39238.64919830191-54-56 11.5456 0.2079657160 33.27543.53220不20850192-08-41 12.0841 0.2119654180 38.15

39、448.41121前視點1-50-3413.5915 0.2441279299.794既有曲線測量資料既有曲線漸伸線長度（4）計算曲中點里程QZ=終點里程-測量終點的漸伸線長度/曲線轉角，即698.177651244128. 0411.48177850QZ2設計曲線半徑的選配設計曲線半徑的選配采用三階差分法。（1）計算漸伸線長度在曲線的圓曲線范圍內，設曲線上的測點數為 n，各測點間的長度為 L=20m。則各測點的漸伸線長度分別為：PRLnLEIn2) 1(2（2）求一階差相鄰兩式兩兩相減，得：E2-E1=- =1RLiLi2)2(2RLiLi2) 1(2RiL40060020蘭州交通大學博文學

40、院畢業(yè)設計(論文)15Ei-1-Ei-2=-=i-2RLLi2)(2RLLi2)2(2RL60020 Ei-Ei-1=-=i-1RLi22RLLi2)(2RL20020Ei+1-Ei=-=iRLLi2)(2RLi22RL20020 Ei+2-Ei+1=-=i+1RLLi2)2(2RLLi2)(2RL60020 En-En-1=-=n-1RLinLi2)(2RLinLi2)2(2RiL40060020（3）求二階差 相鄰兩式兩兩相減，得：2-1=R400i-1-i-2=, i-i-1=, i+1-i=R400R400R400n-1-n-2= R400（4）求三階差 相鄰兩式兩兩相減，得：-=0

41、R400R400（5）選配初始半徑對既有曲線的漸伸線長度求三階差。由于既有曲線已經在線路運營過程中產生錯動，所以其三階差不等于零。從 QZ 點向兩側搜索，選取其三階差0.05 的測 點范圍（M1M2），對這些點的二階差求平均值，使其等于，即 cR/400 =112 MMcR400得：= =1014.583，取cR ) 1(40012MM183. 134001014RRC3設計曲線要素計算求 ZY、YZ 點的里程蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計(論文)16ZY=QZ-= 2R925.1775272244128. 01014- 177651.698 YZ=QZ+=2R470.1777752244128

42、. 01014698.177651求緩和曲線長各點RLEjPi22此處 L=測點里程-ZY 點里程則緩和曲線長為PRl24求其余各主點里程HY=ZY+ l1/2=177527+80/2=177567.925YH=YZ- l2/2=177775.470-80/2=177735.470ZH=HY- l1=177567.925-80=177487.925HZ=YH+ l2=177735.470+80=177815.4704設計曲線漸伸線長度起點-HY：ES= )6/(13lRl=測點里程ZH 里程lHY-YH：ES= )24/()2/(212RlRL=測點里程ZYLYH-HZ：ES=- )24/()

43、2/(222RlRL)6/(23lRl=測點里程ZY =測點里程YH 里程LlHZ 以后：ES=Xa X=測點里程QZ 里程具體計算的時候只需在 excel 軟件里處理數據，很快很方便。偏角法撥距計算表詳見附錄。第二節(jié)第二節(jié) 繩正法計算曲線撥距繩正法計算曲線撥距一、繩正法原理一、繩正法原理1繩正法概述曲線圓度通常是用半徑來表達，如果一處曲線，其圓曲線部分各點半徑完全相等，而緩和曲線部分從起點開始按照同一規(guī)律從無限大逐漸減少，到終點時和圓曲蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計(論文)17線半徑相等，那就說明這處曲線是圓順的。但是鐵路曲線半徑都是很大的。現場無法用實測半徑的方法來檢查曲線圓度，通常以曲線半

44、徑(R)、弦長(L)、正矢(f)的幾何關系來檢驗，如圖 10 所示。圖 10 半徑、弦長、正矢的幾何關系圖以弦線測量正矢的方法，即用繩正法來檢查曲線的圓度，用調整正矢的方法，使曲線達到圓順。測量現場正矢時，應用 20m 弦，在鋼軌踏面下 16mm 處測量正矢，其偏差不得超過修規(guī)規(guī)定的限度，見表 4。表 4 曲線正矢作業(yè)驗收容許偏差曲線半徑 R(m)緩和曲線的正矢與計算正矢差(mm)圓曲線正矢連續(xù)差(mm)圓曲線正矢最大最小值差(mm)R25061218250R35051015350R4504812450800max 120kmh246修規(guī)對繩正法撥正曲線的基本要求如下： 曲線兩端直線軌向不良，

45、應事先撥正；兩曲線間直線段較短時，可與兩曲線同時撥正。 在外股鋼軌上用鋼尺丈量，每 10m 設置 1 個測點(曲線頭尾是否在測點上不限)。 在風力較小條件下，拉繩測量每個測點的正矢，測量 3 次，取其平均值。 按繩正法計算撥道量，計算時不宜為減少撥道量而大量調整計劃正矢。 設置撥道樁，按樁撥道。2曲線整正的基本原理蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計(論文)18(1) 兩條假定 假定曲線兩端切線方向不變，即曲線始終點撥量為零。切線方向不變，也就是曲線的轉角不變。即f現=f計式中：f現現場正矢總和 f計計劃正矢總和同時還要保證曲線兩端直線不發(fā)生平行移動，即始終點撥量為零，即e始=e終=101002nnd

46、f式中：e始曲線始點處撥量 e終曲線終點處撥量 正矢差，等于現場正矢減計劃正矢df全撥量，即為二倍的正矢差累計的合計10102nndf 曲線上某一點撥道時，其相鄰測點在長度上并不隨之移動，撥動后鋼軌總長不變。（2）四條基本原理 等長弦分圓曲線為若干弧段，則每弧段正矢相等。即等圓等弧的弦心距相等(平面幾何定理)。 曲線上任一點撥動，對相鄰點均有影響，對相鄰點正矢的影響量為撥點處撥動量的二分之一，其方向相反。這是由于線路上鋼軌是連續(xù)的，撥動曲線時，某一點正矢增加，前后兩點正矢則各減少撥動量的二分之一值；反之，某一點正矢撥動量減少，前后兩點正矢則隨之增加撥量的二分之一值。如圖 11 所示。i 點處由

47、 fi 撥至 i點，此時，iiieff (此時僅限于 i-l 及 i+l 點保證不動)。i 點的撥動對 i-1 點和 i+1 點正矢產生影響均為2/ie。同理，若 i-1 點和 i+1 點分別撥動 ei-1 和 ei+1。則對 i 點影響各為和。21ie21ie211iiiiieeeff蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計(論文)19圖 11 曲線撥動影響圖 由以上推論可知，撥道前與撥道后整個曲線正矢總和不變。 由第二條推論，在撥道時整個曲線各測點正矢發(fā)生的增減量總和必等于零。二、用繩正法原理計算既有曲線的撥距二、用繩正法原理計算既有曲線的撥距1曲線計劃正矢的計算（1）圓曲線計劃正矢由圖 10 可知：

48、BD=f 即曲線正矢；等即弦長的一半。2LAD 正矢的計算公式如同軌距加寬的原理：fRLfRLf242222由于 f 與 2R 相比較，f 甚小，可忽略不計，則上式可近似寫成為：RLf82弦長 L 現場一般取 20m，當 L20m 時，(mm）Rf50000若求圓曲線上任一點矢距則如圖 12，由幾何關系可求得：(兩個有陰影的三角形為相似形) fRBEAEf2 即 RLLfYZ2蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計(論文)20圖 12 圓曲線矢距圖圓曲線的計劃正矢也可按現場圓曲線平均正矢計算。即 nffyy式中： 圓曲線平均正矢；yf現場實量圓曲線正矢合計；yf n所量圓曲線測點數。圓曲線的計劃正矢還可

49、以從現場實量正矢總和求得。HYXynnff 式中：現場測得整個曲線正矢的總和；Xf 圓曲線內測點數Yn 一側緩和曲線測點數、含 ZH、HY 或 YH、HZ 點。Hn（2）無緩和曲線時，圓曲線始終點處正矢如圖 13 所示，當圓曲線與直線相連時，由于測量弦線的一端伸入到直線內，故圓曲線始、終點（ZY、YZ）兩側測點的正矢與圓曲線內的各點不同。設：1、2 測點的正矢分別為 f1、f2則 Yfbf221Yfaf2122當 a0、b1 時，1 測點為圓曲線始點，則、，即圓曲線始點21Yff Yff 2位于測點時其正矢為圓曲線正矢的二分之一。圖 13 無緩和曲線時圓曲線始終點處正矢示意圖蘭州交通大學博文學

50、院畢業(yè)設計(論文)21（3）有緩和曲線時，緩和曲線上各測點的正矢。緩和曲線中間各點的正矢：ifdiifmf 式中：緩和曲線由始點至測點 i 的測量段數；im 為緩和曲線相鄰各點正矢遞變率。dfmffYd式中：圓曲線計劃正矢；Yf 緩和曲線全長按 10m 分段數。m緩和曲線始點（ZH、HZ）相鄰測點的正矢如圖 14 所示，設 1、2 兩測點分別在 ZH 點兩側，與 ZH 點相距分別為a、b，則： dfbf631dfabf632當緩和曲線始點（ZH）1 位于點時，圖 14 有緩和曲線時圓曲線正矢示意圖此時 a0、b1 則： dff611dff 2緩和曲線終點（HY、YH）相鄰兩點的正矢如圖 15

51、所示，n 和 n1 為與緩圓點相鄰的兩個測點，距緩圓點分別為b 和 a。 蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計(論文)22則dynfabff63dynfbff631當緩和曲線始點（ZH）位于 n 點時，a1、b0則 ；dynfff61ynff1即當緩和曲線始點（ZH）位于測點時，其正矢為圓曲線正矢減緩和曲線正矢遞減變率的六分之一。2確定曲線主要樁點位置曲線軌道經過一段時間的運營，其平面形狀已經產生了較大產業(yè)化，為了減少曲線整正中的撥道量，并盡量照顧曲線的現狀，應對曲線主要樁點的位置進行重新確定。（1）計算曲線中央點的位置段）(111nnnQZffx式中：現場正矢倒累計的合計；11nnf現場正矢合計。n

52、f1（2）確定設置緩和曲線前圓曲線長度)(1段ynyffL式中：fy圓曲線正矢，可用曲線中部測點的現場正矢平均值或用式求得。Rfy50000（3）確定緩和曲線長度緩和曲線的長度，按不同條件可由以下幾種方法確定： 求出曲線兩端現場正矢遞減變率的平均值，由知，用圓曲線平均dyffm/0正矢除以正矢遞減變率，即得緩和曲線長度（以段為單位）。圖 15 緩和曲線終點正矢示意圖蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計(論文)23根據正矢變化規(guī)律來估定緩和曲線長度。當曲線方向不是太差時，緩和曲線始點正矢只有幾毫米，終點正矢接近圓曲線正矢，中間各點近似于均勻遞變。掌握這個規(guī)律，緩和曲線長度很容易確定。查閱技術檔案或在現場

53、調查曲線標來確定緩和曲線長度。另外，還可以根據現場超高順坡長度來枯定。（4）確定曲線主要樁點位置圓曲線在加緩和曲線時，是將緩和曲線的半個長度設在直線上，另外半個長度設在圓曲線上。在加設緩和曲線前，圓曲線的直圓點（ZY）和圓直點（YZ）是緩和曲線的中點。因此，曲線主要標樁點的位置可以根據曲線中央點的位置 xQZ，設緩和曲線之前的圓曲線長度 Ly，及緩和曲 l0來計算確定。220lLxZHyQZ220lLxHYyQZ220lLxYHyQZ經過以上計算，重新確定曲線主要標樁點的位置，然后再編制計劃正矢，就可以比較接近現場曲線的實際形狀，使撥量較小。3撥量修正現用原有的計劃正矢來直接進行撥量的調整。，

54、曲線上任一測點的撥量，等于到前一測點為止的全部正矢差10102nfnnde累計合計的 2 倍。故計算撥量應首先計算正矢差，再計算差累計，最后計算撥量。（1）計算各測點的正矢差曲線上各測點的正矢差等于現場正矢減去計劃正矢，即ffdf。（2）計算正矢差累計某測點的正矢差累計等于到該測點為此的以前各測點正矢差的合計。因此，可用“斜加平寫”的方法累計。（3）計算半撥量某點的半撥量等于該點前所有測點正矢差累計的合計(不包括該測點)。因此，可用“平加下寫”的方法計算。220lLxHZyQZ蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計(論文)24半撥量的符號為正時，表示該測點應向外撥(上挑)，半撥量的符號為負時，表示該測點

55、應向內撥(下壓)。為了不使曲線兩端直線發(fā)生平移，應使，亦即必須使最后一021010nfnnde測點的半撥量為零。（4）使終點半撥量調整為零終點半撥量不為零且數值不大時，通常采用點號差法對計劃正矢進行修正。從半撥量的計算過程可知，如果在某測點上，將計劃正矢減少 lmm，同時在其下邊相距為 M 個點號的測點上，將計劃正矢增加 lmm(計劃正矢在上一測點減lmm，在下一測點加 lmm，簡稱“上減下加”)，其結果，將使下一測點以后的各測點的半撥量增加 1Mmm。反之，如果在相距為 M 個點號的一對測點上，對其計劃正矢進行“上加下減”的修正，其結果將使下一測點以后各測點的半撥量減少1Mmm。由于計劃正矢

56、的修正是在一對測點上進行的，修正值為 lmm，且符號相反，故不會影響曲線整正的原則，即這一條件，仍能保證使曲線兩端直線方向不 0df變的要求。以上調整半撥量的方法，是通過在一對相距為 M 個點號的測點上，各調整 lmm的計劃正矢，而使這對測點以后各測點的半撥量變化 1Mmm，由于 M 為這對測點的點號之差，故稱此法為點號差法。使用點號差法調整半撥量時需注意：點號之差 M 值應盡可能地大。如果一對測點的調整量不足以達到所需調整的值時，可以酌情使用幾對測點。選擇測點時，應考慮該點計劃正矢的修正歷史，避免與曾經進行過計劃正矢修正的點發(fā)生同號重復修正。 “先加后減”的各對測點，最好安排在負半撥量最大的

57、點號之后，“先減后加”的各對測點，最好安排在正半撥量最大的點號之后，以避免使某些點的半撥量增大，對撥道不利。曲線的始點和終點不要進行正矢修正，以保證曲線始、終點的半撥量為零。在修正值的正值與負值之間，最好間隔二個測點以上，以保證曲線的圓順。各測點的具體繩正法撥距計算表格數據見附錄。蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計(論文)25第四章第四章 線路大修縱斷面設計線路大修縱斷面設計第一節(jié)第一節(jié) 縱斷面設計的特點及原則縱斷面設計的特點及原則縱斷面設計一般分為三個步驟，即繪制縱斷面圖、拉坡設計及復核。大修縱斷面圖上按豎向 1：100、縱向 1：1 000 繪制，圖上由下往上依次排列：里程、平面、實測百米坡度、

58、既有軌面標高、設計軌面標高、設計坡度、鄰線軌面標高、軌面起落量、道床厚度及軌枕布置等內容。縱斷面拉坡設計由人工或由計算機輔助設計完成，合理地確定縱斷面坡段長度、坡度及坡道連接形式。設計的復核工作由較高一級工程技術人員擔任，重點復核影響行車安全的因素的處理方式，如坡度連接、坡段長度及長大坡道的加算數據等。一、設計特點一、設計特點線路大修縱斷面設計的原理和方法與新線縱斷面設計基本相同，但大修是在原有建筑設備的基礎上，和保持原限制坡度的條件下，消除縱斷面上不符合技術要求的部分，盡量改善原有坡度。因此，線路大修縱斷面設計是在既有建筑物的限制條件下，按線路縱斷面技術標準，尋求最經濟、合理的線路改善方案。

59、線路縱斷面是線路大修的綜合性文件，一般采用的比例尺為豎向 1:100，橫向1:10000。設計圖的下部分為各項數據，上部分為縱剖線及橋隧建筑物、道口等。二、設計原則二、設計原則線路大修縱斷面設計受到既有建筑的嚴格限制，如車站內的天橋、地道、站臺及區(qū)間的橋梁、隧道等地段的線路，一般地說是不能大抬道或落道的。因此，如何在原有的建筑設備基礎上，尋求合理而經濟的線路大修設計方案，是線路大修設計人員的重要任務。設計前必須詳細了解原有線路設備的情況，設計工作應本著以下原則進行：（1）盡可能設計長的坡段，每段坡長不短于該區(qū)段到發(fā)線有效長的一半，個別困難地段，應不短于 200m。（2）相鄰坡段的連接，應按原線

60、路標準設計為拋物線或圓曲線形的豎曲線。（3）采用拋物線形豎曲線時，凡相鄰坡段的坡度代數差大于 2，須設置豎曲線，每 20m 豎曲線長度的變坡率，凸形應不大于 1，凹形不大于 0.5。拋物形豎曲線最好設置在平面曲線兩端緩和曲線之外，僅在困難條件下，允許重迭而不受緩和曲線的限制。拋物線形豎曲線不能設置在無碴橋梁上。（4）采用圓曲線形豎曲線時，凡相鄰坡段的坡度代數差大于 3時，須設置豎曲線。蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計(論文)26豎曲線半徑應根據運營條件采用 1000020000m，困難條件下不小于 5000m。圓曲線形豎曲線不應侵入緩和曲線，道岔及無碴橋梁上。（5）大修地段與非大修地段的連接順坡原