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文檔簡介

鐵路選線原則對沿線地區(qū)社會、經(jīng)濟(jì)條件所進(jìn)行的勘察和研究。確定線路走向方案,除考慮地形、地質(zhì)、水文等因素外,沿線的人口、資源、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平、經(jīng)濟(jì)據(jù)點的分布及交通運輸條件等因素也是正確選擇方案的重要條件。鐵路經(jīng)濟(jì)選線分為:網(wǎng)性經(jīng)濟(jì)選線。著重研究國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和各地區(qū)的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系,尤其是大型礦產(chǎn)基地和重要工廠企業(yè)的物資流向,主要城市間的旅客交流,對鐵路網(wǎng)布局具有重大影響。越是長大的主要干線,經(jīng)濟(jì)選線的意義越大。對那些局部性聯(lián)絡(luò)線的布局,主要取決于鐵路本身的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較;線性經(jīng)濟(jì)選線。是在線路基本方向和接軌區(qū)域已確定的情況下進(jìn)行的,著重解決線路走向方案、接軌點及建設(shè)規(guī)模等重大原則問題。線路走向方案著重考慮不同方案的沿線經(jīng)濟(jì)貨源、經(jīng)濟(jì)據(jù)點、人口分布、生產(chǎn)水平、交通條件等因素。接軌點的選擇著重考慮客貨流方向及接軌地點的發(fā)展前景。局部性經(jīng)濟(jì)選線方案,由于對發(fā)展經(jīng)濟(jì)影響不大,只是工程技術(shù)措施的差異,故主要靠技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定方案的優(yōu)劣。交通運輸?shù)乩韺W(xué)對鐵路網(wǎng)合理布局規(guī)律的研究,可為經(jīng)濟(jì)選線提供科學(xué)依據(jù)。根據(jù)自然條件和運輸任務(wù),結(jié)合鐵路動力設(shè)備,按照列車運動的規(guī)律與經(jīng)濟(jì)原理、設(shè)計新鐵路線和改進(jìn)既有鐵路線的工作。選線的內(nèi)容有勘測(包括調(diào)查),選擇路線概略走向,確定軌距、線數(shù)(單線或雙線)、線路坡度、曲線等的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和與動力設(shè)備配合方案的,技術(shù)決策以及具體確定鐵路線路位置的設(shè)計工作。全過程中需要進(jìn)行勘測和設(shè)計,因此也稱鐵路勘測設(shè)計,在中國早年也稱定線,但在50年代以后,一般把選線各階段中具體確定鐵路線路位置的工作稱為定線。 選線的目的 在復(fù)雜的自然條件和人文地理條件下,選出既能以最少的人力、物力、財力,盡量少改變自然狀態(tài),又能安全、迅速、舒適,保證輸送能力的線路。此外,在既有線運量飽和時,還需要考慮加強或改建措施(見鐵路定線技術(shù)、鐵路線路平面、鐵路線路縱斷面和鐵路加強和改建)。 選線主要原則 工程設(shè)計的成敗與其經(jīng)濟(jì)效益的高低,往往主要不是取決于個體工程的設(shè)計質(zhì)量,而很大程度上在于設(shè)計決策之是否恰當(dāng)。鐵路線位置與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)既影響國民經(jīng)濟(jì)和鐵路經(jīng)濟(jì)效益,又決定線路上各建筑物的位置及具體設(shè)計,其決策循下列原則: 輸送能力和運輸發(fā)展相適應(yīng) 運量的調(diào)查和預(yù)測。大量設(shè)計的失誤是由于調(diào)查和預(yù)測的偏差。進(jìn)行運量調(diào)查和預(yù)測的方法有兩種:一是根據(jù)設(shè)計線服務(wù)范圍內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和設(shè)計線在路網(wǎng)中擔(dān)負(fù)的任務(wù),認(rèn)真核實計算客貨運量及其增長速度;二是比照和設(shè)計線性質(zhì)相近的既有鐵路發(fā)展情況,間接估算設(shè)計線運量及增長速度。結(jié)合兩種方法,互相核對。 輸送能力的計算。對于以貨運為主的線路,鐵路輸送能力主要由列車重量和列車密度決定。貨運列車重量隨機(jī)車牽引力和線路坡度而定,牽引力愈大,坡度愈平緩,列車重量愈大。列車密度即每方向每日能行駛的列車數(shù),也稱通過能力。在雙線鐵路上,同向相鄰兩列車間隔時間愈短,通過列車密度愈大。在單線鐵路上,新線設(shè)計中假設(shè)在線路上運行的都是直達(dá)貨物列車,往返速度相同,在兩站間兩列車一往一返所需要時間(包括行駛時間和停站作業(yè)時間)為一周期,一日可以運行的周期數(shù)即最大列車密度。經(jīng)過扣除旅客列車及其他列車數(shù)并留適當(dāng)余地后,即是設(shè)計的貨運列車密度。對于以客運為主的線路,列車密度算法相同,輸送能力以人數(shù)計。 列車在單線上兩站間的運行周期,由列車速度、站間距離和信號裝備的現(xiàn)代化程度而定。為保證設(shè)計的列車密度,沿線車站分布需按列車運行時間和作業(yè)時間保持一定站間距離,并盡量使各站間的運行周期均等。但由于車站位置需照顧城鎮(zhèn)運輸方便,故實際運行周期不能完全均等。 保證列車速度,尤其是高速旅客列車的車速,需要采用較大的曲線半徑、較緩的坡度、強大的機(jī)車功率和高效的制動裝置,以及先進(jìn)的信號和防護(hù)設(shè)備。 適應(yīng)不斷增長的運量。一般鐵路的運量是隨時間增長的,采取措施以節(jié)約支出并適應(yīng)運量增長的作法是:可以隨發(fā)展需要逐步擴(kuò)建和改建的工程和設(shè)施,按近期(在中國指運營后五年)運量和運輸性質(zhì)設(shè)計,并考慮預(yù)留遠(yuǎn)期發(fā)展;一次建成后不易擴(kuò)建和改建的工程和設(shè)施,按遠(yuǎn)期(在中國指運營后十年以上)要求的輸送能力和運輸性質(zhì)設(shè)計。一般情況,遠(yuǎn)期的運輸要求只能是概略的估算。至于超過這種運量時的準(zhǔn)備措施,可以考慮采用加強動力,改進(jìn)信號與通信,延長站線,逐步增設(shè)正線等,以提高輸送能力。分期建設(shè)與投資的目的是節(jié)約初期投資,及早投入生產(chǎn),以取得經(jīng)濟(jì)效益。 確保鐵路安全和環(huán)境保護(hù) 鐵路安全。進(jìn)行坡度設(shè)計時,須保證下坡列車制動力能夠控制列車速度直至停車;站坪坡度要確保停放的車輛不致自溜;列車在曲線上行駛或停留時不發(fā)生傾覆(見鐵路軌道幾何形位);線路需盡量避免通過不良工程地質(zhì)地區(qū),在不可避免時,也要以最短距離,在較好的位置通過;路基高度需超過設(shè)計洪水位以上一定高度;在水庫沿岸,除水位要求外,線路還需要設(shè)在坍岸范圍以外。環(huán)境保護(hù)。鐵路選線要盡可能減少破壞自然生態(tài),以免水土流失。鐵路線路標(biāo)準(zhǔn)愈高,對自然環(huán)境破壞愈大,容易造成坍方,危及鐵路本身安全。選擇線路標(biāo)準(zhǔn)與走向時,必須高度重視自然環(huán)境,并少占農(nóng)田及不破壞灌溉系統(tǒng)。 兼顧鐵路和社會經(jīng)濟(jì)效益 方案評比時需考慮社會經(jīng)濟(jì)效益。方案評比是從各設(shè)計方案中選取綜合的最佳方案,它貫穿于鐵路選線過程的始終。進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評比時,有能用貨幣表示的(如投資和物資消耗,經(jīng)常支出和收入等)和不能用貨幣表示的(如有關(guān)政治、國防問題,技術(shù)指標(biāo)優(yōu)劣、施工難易、運營方便性等)指標(biāo)。貨幣指標(biāo)和非貨幣指標(biāo)之間如何結(jié)合,至今尚無確切方法。原則上不能忽視任何一方面,要進(jìn)行全面評價。對于社會的長期效益,在設(shè)計時雖無法確切估計,但在各方案間可相對比較,作為評價依據(jù)。經(jīng)濟(jì)計算方法隨社會制度而異。建設(shè)投資是一次或分次支付的貨幣數(shù),而運營支出與收入是經(jīng)常性的,其單位為每年的貨幣數(shù)。如何結(jié)合這兩種指標(biāo)以進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評價,各國均不同。美國私營鐵路,是以其公司的利潤多少為評價依據(jù),即以每年總收入減總支出的差數(shù)與總投資的比數(shù)(即利潤)最大的方案為最優(yōu)。在中國和蘇聯(lián)的經(jīng)濟(jì)計算是從全社會出發(fā),現(xiàn)行的方法是不考慮收入(或假設(shè)收入不變),在一次投資時,將投資換算為在規(guī)定年數(shù)內(nèi)每年支出的貨幣數(shù),加上設(shè)計年度的運營支出貨幣數(shù),其和最小者為最優(yōu)方案;在分期投資時,將一定期間內(nèi)各年度的投資與運營支出換算成開工年度的貨幣值,其和最小者為最優(yōu)。這兩種現(xiàn)行的計算方法中,沒有考慮不同施工期限和不同收入對方案經(jīng)濟(jì)效果的影響。近年來,中國和蘇聯(lián)都在研究更合理的計算方法。選擇牽引動力(牽引能源)的原則。決定牽引能源種類的主要因素有:(a)能源分布與自然條件;(b)運量大小;(c)工業(yè)技術(shù)條件;(d)環(huán)境保護(hù)。選擇牽引種類和進(jìn)行方案評比一樣,要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評價。電力機(jī)車單位重量功率大,在相同的運量條件下,可采用較大坡度以節(jié)約工程量,且無廢氣污染;因此,雨量充沛的山區(qū),坑口電站、核電站和大城市附近的繁忙線路均宜用電力牽引。產(chǎn)油國家和地區(qū)適宜用內(nèi)燃牽引。蒸汽牽引在開創(chuàng)鐵路時起過重要作用,但熱效率太低,空氣污染嚴(yán)重,在許多國家鐵路上正在或已經(jīng)淘汰。選擇適宜牽引動力的例子,如瑞士全國處于山區(qū),80年代初期,鐵路已全部電氣化;早年為節(jié)約工程量而修建的大坡度地段并未改變,電氣化后,輸送能力和列車速度仍成倍地增加,并免除了環(huán)境污染;美國石油產(chǎn)量豐富,大多數(shù)鐵路采用內(nèi)燃牽引。在中國,50年代以前,除了個別礦區(qū)外,幾乎全部都采用蒸汽牽引,50年代后期開始修建電氣化鐵路。由于中國內(nèi)陸多山,電力資源儲量豐富,沿海鐵路運輸繁忙,隨著高壓輸電技術(shù)和核電站的發(fā)展,電力牽引將成為主要發(fā)展方向。內(nèi)燃牽引適用于電源不足,缺水或水質(zhì)不良,但石油儲量大的地區(qū)及運量中等的線路和調(diào)車作業(yè)。鐵路設(shè)計與能源建設(shè)的恰當(dāng)配合,不但可以節(jié)約投資,降低運營支出,增進(jìn)安全,而且給社會生產(chǎn)以及人民生活帶來長遠(yuǎn)的利益。 協(xié)調(diào)機(jī)車牽引性能和線路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 在一定的牽引動力種類下,鐵路的運營是通過各部分設(shè)施共同作用來完成的。其中以線路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和機(jī)車牽引性能對工程投資、輸送能力、運營支出等重要指標(biāo)影響最大。因此,這兩者之間相互協(xié)調(diào)設(shè)計得是否恰當(dāng),對鐵路整個經(jīng)濟(jì)效果起著決定作用。例如,在平原地區(qū)采用較高的線路標(biāo)準(zhǔn)(即較緩坡度、較大的曲線半徑等)配合以牽引力中等、速度較高的機(jī)車,既不會導(dǎo)致很大的工程量,又可獲得較大的輸送能力與列車速度;在山區(qū)用較陡坡道和較小半徑的曲線,以適應(yīng)復(fù)雜的地形,配以牽引力大而速度低的機(jī)車或多機(jī)牽引(見圖),既可避免工程量過大,也可取得足夠的輸送能力。對于電力和內(nèi)燃機(jī)車,在同一型號的機(jī)車中分別制成不同的齒輪傳動比,可以分別使用于平原區(qū)和山區(qū)線路,以符合上述牽引力與速度的要求。鐵路選線充分利用先進(jìn)科學(xué)技術(shù) 應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)成果進(jìn)行鐵路勘測設(shè)計,不僅能提高工作效率,而且能改善設(shè)計質(zhì)量,使線路更加經(jīng)濟(jì)合理??睖y技術(shù)。航空測量在20世紀(jì)早期已取代勘測人員徒步勘路。近代多光譜遙感,特別是衛(wèi)星多光譜遙感,不但可提供更大的區(qū)域地形資料,而且可以判讀地質(zhì)、地下水等資料。利用電子計算機(jī)處理這些資料,使之轉(zhuǎn)換為數(shù)字地形模型,將為勘測設(shè)計帶來更大的方便。方案評比和設(shè)計。當(dāng)一個設(shè)計包括多種因素時,傳統(tǒng)的方案評比工作還存在著問題和困難。在選擇線路平面、縱斷面設(shè)計方案和選擇鐵路各主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的綜合方案時也都是如此。隨著電子計算機(jī)的發(fā)展和優(yōu)化方法的廣泛應(yīng)用,使處理多因素方案的選擇問題成為可能。自60年代起,已有一些國家,在鐵路設(shè)計中,用計算機(jī)輔助的優(yōu)化方法進(jìn)行平面、縱斷面設(shè)計,已進(jìn)入實用階段。對于機(jī)車牽引性能和線路坡度、曲線半徑、車站分布等的協(xié)調(diào)設(shè)計,借助數(shù)學(xué)模型、優(yōu)化方法和應(yīng)用計算機(jī)以取得綜合最優(yōu)方案的新技術(shù),中國正在研究中。方案的經(jīng)濟(jì)計算方法。中國也在研究包括建設(shè)工期和運營收入的計算方法,隨著統(tǒng)計資料的累積和管理學(xué)科的形成,經(jīng)濟(jì)評價方法,可望得到合理解決。 概述編輯鐵路線上分布著大量的建筑物和設(shè)施,如橋涵、隧道、車站、供電、通訊、信號及給排水等。鐵路線的位置決定了各項建筑物的配置和設(shè)備的位置;反之有一些建筑物的配置也影響鐵路線的位置。鐵路線的位置不僅對工程數(shù)量和工程費用有巨大影響,而且對運行安全和運輸效率產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。因此,鐵路修建之前必須定好鐵路線位置,才能進(jìn)行各種建筑物的具體設(shè)計。勘測設(shè)計階段由于鐵路的復(fù)雜環(huán)境與要求,必須經(jīng)過由廣到狹,由概略到精細(xì)的勘測,同時使鐵路線位置設(shè)計有步驟地從較多的方案中經(jīng)過多次選優(yōu),最終達(dá)到最佳的空間位置。2勘測設(shè)計階段的劃分編輯隨著自然條件與社會環(huán)境復(fù)雜程度,所收集的地形、地質(zhì)、水文與經(jīng)濟(jì)等資料的完備程度和鐵路性質(zhì)而定。在中國,對新建、改建干線鐵路與增建二線,先作可行性研究,過去稱方案研究報告,一般在大面積的航測地形圖上提出并選擇鐵路線走向。然后再分為下述三個階段,勘測與設(shè)計交替進(jìn)行。初測初步設(shè)計階段沿可行性研究報告中推薦的幾個走向,測繪具有地質(zhì)與水文資料的帶狀地形圖(比例尺一般為1:5000或1:2000),紙上定線,分布各項構(gòu)筑物,進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,確定鐵路線走向及其位置。本階段主要是:解決鐵路線走向方案和主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(限制坡度、最小曲線半徑、車站分布、到發(fā)線長度、牽引種類、機(jī)車類型等);確定建設(shè)規(guī)模、主要工程數(shù)量與材料,以及用地及拆遷工程的概數(shù);提出施工組織設(shè)計方案意見與總概算。定測技術(shù)設(shè)計階段將初步設(shè)計確定的鐵路線標(biāo)定于地面,并詳盡地測量與收集地形、地質(zhì)、水文資料;選定鐵路線最后位置;做更精細(xì)的鐵路線平面和縱斷面設(shè)計;并做出各種建筑物的設(shè)計。本階段主要是:解決鐵路線各種建筑物和設(shè)備的具體設(shè)計方案和技術(shù)問題;獲得工程、材料和主要設(shè)備的數(shù)量,用地及拆遷的數(shù)量;提出施工組織設(shè)計及修正總概算。施工測量施工圖階段根據(jù)已定的技術(shù)設(shè)計,對鐵路線和各項建筑物進(jìn)行定位測量,編制施工必要的設(shè)計說明和詳細(xì)圖表。對于任務(wù)單純、條件簡單、資料完備的次要鐵路,可減少勘測設(shè)計階段。3定線方法編輯其主要內(nèi)容是用紙上定線和現(xiàn)場定線的手段,確定鐵路線位置并協(xié)調(diào)其與各種建筑物的位置。紙上定線與現(xiàn)場定線紙上定線。從可行性研究一直到技術(shù)設(shè)計各步驟中都必須使用。在原有地形圖上,進(jìn)行規(guī)劃性工作。例如,在可行性研究中可繪出若干個有比較價值的走向方案;在初步設(shè)計階段,主要先規(guī)劃沿線坡度、曲線和車站分布標(biāo)準(zhǔn),而后在圖上設(shè)計平面、縱斷面,并根據(jù)所計算的列車運行時間,調(diào)整車站位置。在自然坡度陡峻的山區(qū),紙上定線常根據(jù)設(shè)計坡度參照地形圖上的等高線,繪出曲折的概略線路,通稱導(dǎo)向線。然后根據(jù)導(dǎo)向線設(shè)計鐵路線平面及縱斷面,這樣可以很有效地在復(fù)雜地形中找出合理的鐵路線位置。現(xiàn)場定線。自初測一直到施工測量等階段都要進(jìn)行。把紙上定線設(shè)計移放在地面上,但常常因圖上所反映的地形與地物究竟不如當(dāng)場觀察的那么細(xì)致。因此,現(xiàn)場定線時常進(jìn)一步修正紙上定線。平原地區(qū)的定線坡度一般不受限制。如地區(qū)人口稀少,城鎮(zhèn)及構(gòu)筑物不多,在兩據(jù)點間應(yīng)以直線定線。車站按列車走行時分均勻分布。鐵路的高度在滿足洪水位及泥石淤積的要求下,用低路堤通過。如沿線有較大的城鎮(zhèn)時,為地區(qū)的客貨運輸提供方便條件需要設(shè)站;鐵路線需與城鎮(zhèn)規(guī)劃配合,盡量避免造成對城鎮(zhèn)的干擾與污染,并少占農(nóng)田,還要避開較大建筑物和名勝古跡以及灌溉渠道;車站的分布也就不能完全按行車時分均勻分布,更不能完全按直短方向布置。山岳地區(qū)的定線山岳地區(qū)都是由山脈和水系所構(gòu)成。山脈有主脈與支脈;水系有主流與支流,都形成一定的系統(tǒng)。在山岳地區(qū)定線的最主要的一條原則就是要順應(yīng)山川形成的規(guī)律,利用自然,并改造自然。在兩據(jù)點間找出順沿基本走向,在地形起伏不大、地質(zhì)條件較好的地帶設(shè)置鐵路線。通常是沿較大的河流的兩岸定線,即所謂河谷線。一般較大河流縱坡平緩,兩岸開闊,有明顯的階地,地形平坦,地質(zhì)穩(wěn)定,是山岳地區(qū)設(shè)置鐵路線的最優(yōu)地帶(圖1a)。如中國的天蘭線天水至隴西段沿渭河定線,寶成線的秦嶺至廣元段沿嘉陵江定線。河流有時彎曲較大,或者地形陡峻,或者地質(zhì)不良,致使鐵路線延長過多,或工程困難,應(yīng)根據(jù)情況作橋跨河(圖1c),作隧道裁彎取直,或改移河道(圖1b)。圖1b及圖1c皆為寶成線改河實例。圖1b河流彎曲很多,以改河方式,可以節(jié)省四座橋,并新造農(nóng)田多畝。圖1c為河流彎曲很大,沿河繞行鐵路(虛線)延長很多,直穿則多建一座橋,最后選擇后者。當(dāng)河谷狹窄,縱坡較陡,水流湍急,兩岸地形陡峻,無明顯階地,只得沿山坡定線,即所謂山坡線。較平緩的山坡,仍然是設(shè)置鐵路線的良好地段。但陡峻的山坡,溝谷縱橫,懸崖峭壁林立,使橋隧相連,工程艱巨(見彩圖)。在工程地質(zhì)不良地段應(yīng)考慮將鐵路線靠山內(nèi)移以隧道通過,或外移作橋通過,或跨河至對岸山坡。如果鐵路線的必經(jīng)點在山嶺的兩側(cè),則形成鐵路線先沿山坡持續(xù)上升,越過山頂,然后再沿另一側(cè)山坡下降,形成所謂的越嶺線。山坡一般下緩上陡,越嶺的高度越高,兩側(cè)的引線越長,坡度越陡。為了減少越嶺的高度,越過山嶺時,可以在低的埡口開挖路塹,或在薄山體開鑿隧道;隧道的長度越長,降低高度越多(圖2),故越嶺選線應(yīng)首先選好越嶺埡口。最好的越嶺埡口為較少偏離直短方向,高度低,山體薄,地質(zhì)良好,兩側(cè)引線條件好。越嶺線往往短距離內(nèi)的高差大,在一定的距離內(nèi)地面坡度大于鐵路線所采用的坡度,則需要用展長鐵路線的辦法以達(dá)到預(yù)定的高度,這就是所謂展線。展線所用的坡度越小,長度也就越長。所以在越嶺地段往往需要加大坡度,用多機(jī)牽引。越嶺展線要順應(yīng)地形避開不良地質(zhì),既要用足最大坡度,以最短的長度達(dá)到預(yù)定的高度,又能使工程最節(jié)省。世界各國都有很好的展線實例,如中國的京張鐵路(北京至張家口),詹天佑工程師曾選了三個基本走向不同的方案(圖3),經(jīng)過反復(fù)比較,并結(jié)合當(dāng)時的技術(shù)條件,選定在八達(dá)嶺用之字形展線的方案跨過軍都山脈;寶成、成昆、川黔等線,也都用展線方法跨越山區(qū)的大小分水嶺。不良工程地質(zhì)地區(qū)的定線在不良工程地質(zhì)地區(qū)定線,地質(zhì)條件為決定鐵路線位置的主要因素。對鐵路危害嚴(yán)重的不良工程地質(zhì)現(xiàn)象有:巖堆、滑坡、泥石流、巖溶、沼澤、沙漠、沖溝、永凍土、鹽漬土、水庫坍岸等。為克服不良工程地質(zhì)現(xiàn)象,需要十分艱巨昂貴的工程,有時還不易奏效。故鐵路定線必須特別重視工程地質(zhì)問題。成昆鐵路羊臼河至黑井采用各種展線和約一公里跨河一次的辦法,以避開不良工程地質(zhì)地段。在不能繞避時,也要找危害比較輕微的地帶通過,并查明情況,采取有效的工程技術(shù)措施徹底根治,保證施工及運營的安全。鐵路定線盡量少破壞自然,在山岳地區(qū),避免大填大挖,隧道洞口挖方不可過大,以免破壞植被及山體穩(wěn)定,造成水土流失、坍方、滑坡、泥石流等現(xiàn)象的發(fā)生或發(fā)展。定線與橋隧等建筑物的協(xié)調(diào)定線的同時,必須考慮到橋梁、隧道、車站、路基等項建筑物的位置與工程規(guī)模。鐵路線的定位,必須與這些建筑物的優(yōu)良位置相協(xié)調(diào)。一般情況,優(yōu)良的橋位應(yīng)是水流順直、河道狹窄、無淺灘、無沙洲、無支流會合,地質(zhì)條件良好并與鐵路線正交。中小橋涵的橋位應(yīng)服從鐵路線位置,大橋及特大橋,鐵路線應(yīng)與優(yōu)良的橋位相協(xié)調(diào),在不過多偏離基本走向時,鐵路線應(yīng)服從橋位。隧道進(jìn)出口處鐵路線原則上應(yīng)與地面等高線正交。越嶺隧道進(jìn)出口宜避開溝心,因為溝心工程地質(zhì)一般較差,排水不利。傍山的隧道外側(cè)洞壁不可過薄,以免造成偏壓,影響隧道的穩(wěn)定。鐵路線路平面 - 鐵路線路平面 鐵路線路平面 - 正文鐵路中線在水平面上的投影。線路平面由直線和曲線連接而成。一條理想的鐵路線其區(qū)間平面應(yīng)盡可能取直。一般在平坦地帶的鐵路線以直線為主,只有在繞避障礙或趨向預(yù)定目標(biāo)時,才采用曲線。但在地形復(fù)雜的山區(qū),線路平面往往迂回曲折,出現(xiàn)大量曲線,有時候,曲線長度甚至超過直線。 線路曲線 在一般情況下,一條曲線的半徑始終不變的,通稱單曲線。為了適應(yīng)特殊地形,有時需要在一個曲線上采用幾個不同的半徑形成復(fù)曲線。在線路平面上最常見的是單曲線,簡稱曲線。曲線半徑是表示圓弧曲度的指標(biāo)。有些國家用角度表示曲線的彎度。在線路平面設(shè)計中,曲線半徑的大小是影響工程費和運營條件的基本因素,按照地形條件和設(shè)計行車速度的要求,規(guī)定最小半徑。曲線對于鐵路運營的不利影響主要在于產(chǎn)生曲線阻力、影響或限制行車速度和加速軌道磨損,尤其是小半徑曲線,這些影響更突出。 列車通過曲線時產(chǎn)生離心力,為平衡這種離心力,在曲線軌道上設(shè)置超高。超高有一定的限度,當(dāng)離心力過大,超高不能平衡時,就必須限制速度(見鐵路軌道幾何形位)。由于超高是固定設(shè)置的,而通過曲線的各種列車速度是不同的,其離心加速度各不相同;對速度較高的旅客列車,勢必產(chǎn)生未被平衡的離心加速度,它影響列車運行的安全和旅客的舒適度。由于具體條件不同,各國規(guī)定的最高離心加速度()有些差別:中國規(guī)定0.400.60(米/秒2);歐美各國規(guī)定0.550.85;蘇聯(lián)和國際鐵路聯(lián)盟規(guī)定0.50;日本規(guī)定0.330.40(窄軌)。在外軌超高值和已定的情況下,速度和半徑的關(guān)系,可用公式(公里/時)表示,式中C是常數(shù),由實設(shè)的超高及 決定,中國一般客車用C4.3;R是半徑,以米計。 小半徑曲線往往引起車輪和鋼軌的磨耗。列車通過曲線時,由于車輪在鋼軌上的縱向滑動和橫向擠壓,增加了車輪和鋼軌的相互磨損,半徑愈小磨損愈大。根據(jù)中國現(xiàn)用機(jī)車實測資料統(tǒng)計,半徑在600米以下時,磨損明顯加大;半徑小于400米時,磨耗急劇增加??傊?在條件許可時,曲線半徑應(yīng)盡量用得大些。然而,在漫長的鐵路線上,自然條件往往是錯綜復(fù)雜的,在地形困難山區(qū)中,小半徑曲線不可能完全避免。迄今,許多國家的山區(qū)標(biāo)準(zhǔn)軌距的干線上,還保持200米以下的最小曲線半徑。1米軌距鐵路的最小曲線半徑為100米。在早期的鐵路建設(shè)中,容許的最小半徑是指在地形特別復(fù)雜的群山間,為了節(jié)約工程造價而允許采用的最低標(biāo)準(zhǔn)。1960年以來,高速鐵路興起,最小半徑標(biāo)準(zhǔn)問題顯得更為突出。容許的最小半徑在技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較的基礎(chǔ)上,還必須結(jié)合設(shè)計速度來考慮。以日本東海道新干線為例,設(shè)計速度210公里/時,最小半徑為2500米。法國巴黎里昂高速鐵路線設(shè)計速度300公里/時,最小半徑為4000米(見鐵路工程)。工程技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)上的精打細(xì)算,使山區(qū)與平原地帶的曲線半徑標(biāo)準(zhǔn)差距由以往的數(shù)倍,發(fā)展到20倍。與此同時,英國鐵路采用了不同的辦法。早期英國鐵路所采用的曲線半徑較?。ǜ删€上標(biāo)準(zhǔn)半徑為2640英尺,即805米),為了在小半徑密布的舊線上提高客車速度,特別研制了可控傾斜車體的電動車組,在不經(jīng)過改造的舊線上實現(xiàn)了200公里/時的高速。這種措施為在舊線上提高速度開辟了新途徑。 緩和曲線 在最初的鐵路上并沒有緩和曲線,僅圓曲線和直線直接相連。經(jīng)過多年實踐,發(fā)現(xiàn)這段曲直緊接的線路經(jīng)常在平面上走動,很難穩(wěn)定,給線路維修工作帶來許多麻煩。因此針對線路走動的規(guī)律,在直線和圓曲線之間插入一段過渡性的曲線,實施后,收到了良好的效果。于是從19世紀(jì)60年代后期開始,緩和曲線就在鐵路平面設(shè)計的實踐中得到肯定。緩和曲線的目的主要有:消除列車由直線進(jìn)入圓曲線時,由于車體轉(zhuǎn)向架和掛鉤之間相互位置的突然變更而引起的沖動;消除列車由水平軌道變?yōu)閮A斜軌道所引起的突然反應(yīng)。所以緩和曲線的作用,在于使轉(zhuǎn)向架、彈簧、掛鉤以及車體從直線運行時的位置,逐漸地轉(zhuǎn)到循著圓曲線彎道運行時的位置。在工程實施上,理想的緩和曲線既須滿足上述要求,又必須便于敷設(shè),保持相對穩(wěn)定。 緩和曲線的線型 在行車速度不大于160公里/時的線路上,一般采用三次拋物線型。在速度大于200公里/時的高速鐵路線上則用曲線遞減型緩和曲線。中國鐵路現(xiàn)在采用的是三次拋物線型緩和曲線。 緩和曲線的長度 緩和曲線必須有足夠的長度才能發(fā)揮作

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