鐵路選線設(shè)計與線路CAD：第4章 鐵路定線

1、 第四章 鐵路定線1選線設(shè)計1.1定線的基本過程1.1.1定線的意義定線：確定線路的走向和空間位置。意義：體現(xiàn)出設(shè)計鐵路的國家意義滿足主要技術(shù)標準，符合線路的工程、運營條件使建筑物、設(shè)備的分布及類型合理 1.1.2各設(shè)計階段定線工作的基本內(nèi)容可行性研究的定線工作地形圖：1：50000到1：100000的小比例尺地形圖工作內(nèi)容：“從面到帶”，解決線路的走向與接軌問題。初步設(shè)計定線工作地形圖：1：2000到1：5000的大比例尺帶狀地形圖工作內(nèi)容：“從帶到線”，進行各方案的紙上定線和主要技術(shù)指標的評比。 技術(shù)設(shè)計定線工作工作內(nèi)容：根據(jù)定測資料編制線路平面圖及詳細縱斷面圖，同時進行各專業(yè)的單項工程設(shè)

2、計。施工圖階段工作內(nèi)容：僅對線路需要進一步改善的個別地段，重新編制線路平面圖和詳細縱斷面圖。 1.1.3鐵路定線的總體設(shè)計要求正確處理好鐵路建設(shè)與行經(jīng)地區(qū)其他建設(shè)項目的關(guān)系，兼顧國家、地方和鐵路的利益，尋求合理決策正確選擇主要技術(shù)標準使設(shè)計線的主要技術(shù)標準達到最佳配合力爭與鄰接鐵路相互協(xié)調(diào)考慮遠期發(fā)展正確處理好線路與其他專業(yè)（橋、隧、站）的關(guān)系正確處理好設(shè)計、施工和運營的關(guān)系 1.2線路走向的選擇1.2.1走向的擬定在設(shè)計線的起終點之間，由于城市位置、資源分布、工農(nóng)業(yè)布局和自然條件等情況的不同，有許多可供選擇的線路走向。線路走向的擬定就是要在這些方案中找出一個滿足國家要求地區(qū)需要的走向。 如圖

3、所示，A、B點間有三個方案。對AB方案而言：優(yōu)點：線路最短。缺點：穿過不良地質(zhì)地段，三次跨大河，線路質(zhì)量差， 隱患大。對另外兩個方案：優(yōu)點：繞避了不良地質(zhì)區(qū)域，跨河一次，線路質(zhì)量較好。缺點：線路比AB方案長。 B、C點間也有三個方案。對BC方案而言：優(yōu)點：線路短直。缺點：要設(shè)長隧道，要求施工水平高且工期較長。對另外兩個方案：優(yōu)點：可不設(shè)或只設(shè)短隧道，可縮短工期，對施工技術(shù)無 特別要求。缺點：線路展長。 1.2.2影響線路走向的主要因素設(shè)計線的意義及行經(jīng)地區(qū)其它建設(shè)項目的配合干線：力求順直，縮短時間。地方鐵路：靠近城鎮(zhèn)和工礦區(qū)。設(shè)計線經(jīng)濟效益和運量要求 以直通運量為主的干線，應(yīng)選 平、短、直走向

4、運量構(gòu)成 地方貨運為主的鐵路，應(yīng)盡可能 擴大吸引范圍 自然條件繞避不良地質(zhì)區(qū)段設(shè)計線主要技術(shù)標準和施工條件設(shè)計線技術(shù)標準高，一般造成線路展長；技術(shù)標準低，可使線路較好的適應(yīng)地形，使線路短直。施工水平低，工期緊，可能會限制新技術(shù)和高科技的使用，從而影響線路走向。 1.3接軌方案的選擇設(shè)計線不能孤立存在，必須與既有線連接起來，并入路網(wǎng)，發(fā)揮作用。選線設(shè)計中必須為設(shè)計線選定接軌站，其中要解決的是接軌點和接軌方向的選擇兩個問題。1.3.1接軌點的選擇 影響因素：路網(wǎng)規(guī)劃 國家重要干線接軌點已在路網(wǎng)規(guī)劃中確定線路走向主要客貨流方向既有區(qū)段站的分布及當?shù)氐慕榆墬l件 接軌站應(yīng)盡量選在既有線的區(qū)段站上 渝懷鐵

5、路東端懷化、吉首接軌方案比較：吉首方案：比懷化方案里程短62.08km,但焦柳線的一段必須增建二線96.82km才能滿足運量要求，工程投資貴19億元，此外，吉首不是區(qū)段站，接軌條件差。懷化方案：線路里程短，造價低，接軌條件好。1.3.2接軌方向的選擇考慮的因素：主要客貨流方向，力求減少折角運輸城市規(guī)劃與新線引入的條件黑石鋪方案撈刀河方案 1.4車站分布1.4.1基本原理車站的作用保證必要的通過能力進行必要的技術(shù)作業(yè)辦理客貨業(yè)務(wù)車站的分布就是要確定車站的數(shù)量和位置 Sz區(qū)間 Lz站間 車站分布的設(shè)計過程先結(jié)合機車交路的設(shè)計，分布區(qū)段站結(jié)合紙上定線，根據(jù)通過能力，分布一般的中間站編組站是在全國路網(wǎng)

6、規(guī)劃的基礎(chǔ)上，根據(jù)最佳的編 組計劃方案確定的，不屬于中間站的分布范圍基本原理在滿足通過能力的條件下，使車站分布有利于地區(qū)國民經(jīng)濟的發(fā)展，并考慮將來發(fā)展的要求。 1.4.2會讓站、越行站、中間站的分布目的：保證必要的通過能力，為沿線城鄉(xiāng)客貨運輸服務(wù)分布要點：滿足國家要求的年輸送能力和客車對數(shù)的需要滿足通過能力的需要 由 得1.4.3車站分布與工程運營的關(guān)系在非自動閉塞控制區(qū)間增設(shè)中間站可不同程度地提高通過能力增加工程費和運營費降低旅行速度 列車重量增大時，與列車停車和起動的有關(guān)費用增加，合理的站間距離也應(yīng)相應(yīng)加長在縱坡陡峻地段增加車站引起線路展長增加與展線有關(guān)的運營費和工程費為節(jié)省初期投資，應(yīng)把

7、車站分布問題與逐步加強通過能力的措施結(jié)合起來，統(tǒng)一研究。 2定線的基本方法定線的基本方法有兩種：緊坡地段的定線方法適用情況：采用的最大坡度小于或等于地面平均自然縱坡。這時線路不僅受平面障礙限制，更主要受高程障礙控制。緩坡地段的定線方法適用情況：采用的最大坡度大于地面平均自然縱坡。這時線路不受高程限制，主要受平面障礙控制。只要注意繞避平面障礙，按短直方向定線，即可得到合理的線路位置。 2.1緊坡地段定線2.1.1定線要點用足最大坡度定線，以便爭取高程，使線路不致額外展長。當線路遇到巨大高程障礙時，應(yīng)用足最大坡度，結(jié)合地形 展長線路，稱為展線。展線的注意事項：在坡度上適當留有余地，方便以后的局部改

8、線。展線地段一般不宜采用反向坡度，以免引起線路不必要 展長和增加運營支出。一般應(yīng)從困難地段向平易地段引線。 2.1.2展線方式套線組成：簡單的套線由三個曲線組成，每一曲線偏角不大 于 180度。適用的地形：主河谷自然坡度大于最大坡度，而側(cè)谷比較開闊。在山坡上定線，上升或下降需要展線時。 燈泡線組成：由三個或三個以上的曲線組成，中間一個曲線的 偏角大于180度而小于360度。適用地形：同套線。當采用套線引起巨大工程（深路塹和長隧道），此時可采用燈泡線。優(yōu)點：更好地適應(yīng)谷口狹窄地形，減少工程數(shù)量。缺點：線路平面惡化。 螺旋線特別困難的地形，線路可以迂回360度成環(huán)形，稱為螺旋線。上下兩線交叉時，采

9、用跨線橋或隧道通過。 2.1.3導向線定線法借助導向線來擬定線路的概略位置和局部走向。導向線：既用足最大坡度，且在導向線與等高線交點處 填挖為0的一條折線。導向線繪制根據(jù)等高距，計算出線路上升需要的引線距離選擇導向線的起點由預定的控制點開始一般按下列步驟進行參照規(guī)劃縱斷面選擇合適的車站位置從緊坡地段的車站中心開始，向前進方向繪出半個站坪長，作為導向線的起點。 導向線的繪制從設(shè)計高程為的導向線起點開始，取兩腳規(guī)開度為，將一腳定在起點附近，而另一腳截與相鄰的等高線，依次進行，可在等高線上截取很多點，將點連成折線，即為等高線。若起終點間有若干條導向線，則應(yīng)取短直方向的那一條，避免線路展長。 注意事項

10、：繞開不良地質(zhì)地段，使導向線前進。若開度小于等高線平距，定線坡度大于地面平均自然 縱坡，則按短直方向定線。線路跨越溝谷，需設(shè)橋涵時，可直接跳過山嘴，按短直 方向定線。根據(jù)等高線圓順、順直地繪出線路平面。 2.2緩坡地段定線定線原則：力爭線路順直，盡量節(jié)省投資。注意要點：盡早繞避前方障礙 優(yōu)點：使線路盡量靠近短直方向?？蓽p少線路總偏角 線路繞避山嘴、跨越溝谷或其它障礙時，應(yīng)使曲線交點正對主要障礙物（如圖所示）使障礙物在曲線內(nèi)側(cè)使曲線的偏角最小 優(yōu)點：減少土石方數(shù)量 設(shè)置曲線應(yīng)有充分理由，必須是確有障礙的存在。曲線 半徑應(yīng)與地形結(jié)合，盡量采用大半徑。優(yōu)點：使線路靠近短直方向，降低運營費。坡段長度最

11、好不小于列車長度，坡度盡量采用無害坡度，使列車下坡時無需制動。優(yōu)點：不至于增大行車費用力爭減小總的拔起高度優(yōu)點：減少運行時分減小行車費用 車站位置不應(yīng)偏離線路的短直方向，盡量車站設(shè)在凸形 地段優(yōu)點：減小工程量改善列車運營條件 2.3橫斷面定線一般在平縱面定出后進行需要改善橫斷面的地段一般是：橫坡較陡地段不良地質(zhì)地段因為這些地段可能會出現(xiàn)：平縱面位置好，但從橫斷面上看，線路的工程量大或所處的位置地質(zhì)條件差。 橫斷面定線的基本步驟：找出控制線路位置的橫斷面即橫坡較陡地段不良地質(zhì)地段河岸沖刷嚴重的地段有代表性的百米標處 根據(jù)各控制斷面原來設(shè)計的路肩標高，確定線路中心在橫斷面上可以左右移動的合理范圍確

12、定原則：工程量不大避開不良地質(zhì) 找出各控制斷面可以左右移動的邊緣點，連接各邊緣點，可得線路可以移動的合理范圍按線路可移動的范圍重新設(shè)計 3 主要自然條件下的定線原則3.1河谷地段河谷線：沿著河谷所設(shè)置的線路。沿河谷定線的優(yōu)點：填挖方及其它工程量較小河谷地形較開闊，有河谷階地可利用地質(zhì)條件較好縱坡均勻，線路容易適應(yīng)即使在緊坡地段，也可以利用支流側(cè)谷展線較好地為地方服務(wù) 缺點：占用農(nóng)田多彎曲河流可能引起線路延長橫坡陡峻和地質(zhì)不良3.1.1河谷選擇選擇原則：優(yōu)先考慮越嶺埡口兩側(cè)的河谷，方便線路跨越分水嶺，使線路不至于額外展長。盡量利用與線路走向基本一致的河谷，當河谷偏離線路走向時，應(yīng)及早放棄。注意尋

13、找兩岸開闊、地質(zhì)條件較好、縱坡及岸坡較平緩的河谷。 3.1.2岸側(cè)選擇影響因素：地質(zhì)條件要求河岸的地層能保證路基的穩(wěn)固。地形條件當兩岸的地質(zhì)條件相差不大時，線路應(yīng)選擇在地形平坦 順直，支溝較小和不受水流沖刷一岸的階地上，從而避 的影響免橋涵工程量的增多。 農(nóng)田及城鎮(zhèn)分布條件一般應(yīng)定在居民點和工礦企業(yè)較多，經(jīng)濟較發(fā)達的岸側(cè)。但也會引起下列問題：如大量拆遷民房，占用農(nóng)田數(shù)量多。應(yīng)該征求地方意見，與對岸方案進行比選。3.1.3選擇線路位置按三種情況分析河谷較開闊，橫坡較緩且地質(zhì)條件良好時，線路應(yīng)設(shè)在不受洪水沖刷的階地上。當河谷狹窄、橫坡較陡，且地質(zhì)不良時，線路應(yīng)避開山坡。此時應(yīng)將線路靠山方案與外移建

14、橋方案進行比選后確定。當河谷十分彎曲時，根據(jù)山嘴或河灣的實際情況，分別采取沿河繞行和取直方案。 山嘴沿山嘴繞行缺點：線路長線路安全條件差優(yōu)點：在緊坡地段有利于爭取高程以隧道取直通過缺點：工程投資大優(yōu)點：線路短直，安全條件好，對運營有利。 河灣沿河繞行缺點：線路迂回較長路基防護工程大線路安全條件差優(yōu)點：在緊坡地段有利于爭取高程跨河建橋方案缺點：要建兩座橋，工程量大優(yōu)點：線路短安全條件好改移河道缺點：改變了天然河槽，洪水流向不易控制，且有一定的土石方工程量。優(yōu)點：線路短直 3.2越嶺地區(qū)越嶺線：橫貫分水嶺的路線。當線路需要從某一水系轉(zhuǎn)入另一水系時，必須穿越分水嶺，此時須采用越嶺線。應(yīng)解決的主要問題3.2.1選擇越嶺埡口 注意點：選擇標高較低，靠近短直方向的埡口有如下特點：可以縮短線路或采用較平緩的限坡可以節(jié)省投資，降低運營費 選擇山體較薄的埡口特點：有利于縮短隧道長度在隧道長度一定的情況下，能降低越嶺標高。選擇地質(zhì)條件較好的埡口選擇引線條件較好的埡口要求：河谷開闊，縱坡平緩，河谷方向接近線路的短直方向引線的地質(zhì)條件較好 3.2.2選擇越嶺高程越嶺埡口一般都用隧道通過。越嶺標高決定隧道的標高和隧道長度。標高越高，則隧道越短，但兩端引線越長；標高越低，則隧道越長，兩端引線短。合