铁道概论铁路线路平纵断面.pptx

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1、会计学1铁道概论铁道概论 铁路铁路(til)线路平纵断面线路平纵断面第一页，共53页。铁路线路(xinl)是机车车辆和列车运行的基础。铁路线路(xinl)是由路基、桥隧建筑物和轨道组成的一个整体工程结构。第二章第二章第二章第二章 铁路铁路铁路铁路(til)(til)(til)(til)线路线路线路线路第2页/共53页第二页，共53页。新线和改建铁路施工前，需要进行大量的调查研究、技术勘测及总体规划、个体工程设计等工作，即勘察设计。铁路建设的三个阶段：前期工作阶段：主要进行方案研究、初测和初步设计工作。基本建设阶段：主要进行定测、技术设计和施工图设计，最后进行工程施工、验交投产。投资效果反馈：铁

2、路运营(ynyng)若干年后，由建设单位会同有关部门，对工程质量、技术指标和经济效益等考察验证，以评价设计和施工质量。2.1.1 2.1.1 铁路铁路(til)(til)的勘测设计的勘测设计2.1 2.1 铁路铁路(til)(til)线路的平纵断线路的平纵断面面第3页/共53页第三页，共53页。2.1.2 铁路(til)等级及主要技术标准等等 级级铁路在路网中的意义铁路在路网中的意义近期年客货运量近期年客货运量在路网中起骨干作用的铁路在路网中起骨干作用的铁路20Mt20Mt在路网中起联络、辅助作用的铁路在路网中起联络、辅助作用的铁路20Mt20Mt且且10Mt10Mt为某一地区或企业服务的铁路

3、为某一地区或企业服务的铁路10Mt10Mt且且5Mt5Mt为某一地区或企业服务的铁路为某一地区或企业服务的铁路5Mt5Mt铁路(til)等级注：近期为交付注：近期为交付(jiof)运营后第运营后第10年。年。线路等级是铁路的基本标准。设计铁路时，首先要确定铁路等级。铁路的技术标准和装备类型都要根据铁路等级来选定。第4页/共53页第四页，共53页。2.1.2 铁路等级(dngj)及主要技术标准铁路(til)主要技术标准 依据国家要求的年输送能力和确定的铁路等级，考虑沿线资源分布和国家科技发展规划，结合设计线路的地形、地质、气象等自然条件，经过慎重比选，慎重决定铁路的主要(zhyo)技术标准。铁路

4、主要(zhyo)技术标准包括：正线数目、限制坡度、最小曲线半径、牵引种类、机车类型、机车交路、车站分布、到发线有效长度和闭塞类型等。第5页/共53页第五页，共53页。n n高速铁路高速铁路(o s ti l)(o s ti l)设计应包含以下主要技术标准：设计应包含以下主要技术标准：n n设计速度；设计速度；n n正线线间距；正线线间距；n n最小平面曲线半径；最小平面曲线半径；n n最大坡度；最大坡度；n n到发线有效长度；到发线有效长度；n n动车组类型；动车组类型；n n列车运行控制方式；列车运行控制方式；n n行车指挥方式；行车指挥方式；n n最小行车间隔。最小行车间隔。第6页/共53

5、页第六页，共53页。2.1.3 2.1.3 2.1.3 2.1.3 线路线路线路线路(xinl)(xinl)(xinl)(xinl)分类分类分类分类线路分线路分类类按用途按用途分分正正 线线站站 线线段管线段管线岔岔 线线特殊用途线路特殊用途线路按正线按正线数目分数目分单单 线线双双 线线部分双线部分双线多线线路多线线路第7页/共53页第七页，共53页。2.1.3 2.1.3 2.1.3 2.1.3 线路线路线路线路(xinl)(xinl)(xinl)(xinl)分类分类分类分类1 1、按用途、按用途正线：连接车站并贯穿正线：连接车站并贯穿(gunchun)(gunchun)或直股伸入车站的线

6、路。或直股伸入车站的线路。站线：供列车到达或出发使用的到发线，为列车编组、解体、转线使用的调车线，为货物(huw)装卸设的货物(huw)线等。正线货物线到发线调车线调车线第8页/共53页第八页，共53页。2.1.3 2.1.3 2.1.3 2.1.3 线路线路线路线路(xinl)(xinl)(xinl)(xinl)分类分类分类分类1 1、按用途、按用途段管线是指由机务、车辆、工务、电务、供电等段专用并由段管线是指由机务、车辆、工务、电务、供电等段专用并由其管理的线路。如机务段的机车准备线、机车转头用的三角其管理的线路。如机务段的机车准备线、机车转头用的三角线、转盘线、卸油线；车辆段内车辆检修线

7、、转盘线、卸油线；车辆段内车辆检修(jinxi)(jinxi)作业用作业用的线路和工务、电务、供电段内停留轨道车、作业车及其他的线路和工务、电务、供电段内停留轨道车、作业车及其他车辆用的线路。车辆用的线路。段管线(gunxin)段管线第9页/共53页第九页，共53页。2.1.3 2.1.3 2.1.3 2.1.3 线路线路线路线路(xinl)(xinl)(xinl)(xinl)分类分类分类分类1 1、按用途、按用途岔线是指在区间或站内与铁路接轨，通往路内外单位（厂矿岔线是指在区间或站内与铁路接轨，通往路内外单位（厂矿企业、砂石场、港口、码头、货物企业、砂石场、港口、码头、货物(huw)(huw

8、)仓库）仓库）专用线路。专用线路。岔线第10页/共53页第十页，共53页。2.1.3 2.1.3 2.1.3 2.1.3 线路线路线路线路(xinl)(xinl)(xinl)(xinl)分类分类分类分类1 1、按用途、按用途为防止列车或机车、车辆进入另一列车运行线，防止进站为防止列车或机车、车辆进入另一列车运行线，防止进站(jn(jn zhn)zhn)停车的列车驶过警冲标进入区间，在支线与正线或到发线衔停车的列车驶过警冲标进入区间，在支线与正线或到发线衔接处铺设的有效长度不小于接处铺设的有效长度不小于50m50m的尽头线叫安全线。的尽头线叫安全线。安全线第11页/共53页第十一页，共53页。2

9、.1.3 2.1.3 2.1.3 2.1.3 线路线路线路线路(xinl)(xinl)(xinl)(xinl)分类分类分类分类1 1、按用途、按用途为防止在陡长的坡道上失去控制的列车发生冲突或颠覆，根为防止在陡长的坡道上失去控制的列车发生冲突或颠覆，根据线路情况，计算确定据线路情况，计算确定(qudng)(qudng)在区间或站内设置避难线，在区间或站内设置避难线，避难线一般设计为有较大的上升坡度，以减缓失控列车的速避难线一般设计为有较大的上升坡度，以减缓失控列车的速度。度。避难(b nn)线第12页/共53页第十二页，共53页。2.1.3 2.1.3 2.1.3 2.1.3 线路线路线路线路

10、(xinl)(xinl)(xinl)(xinl)分类分类分类分类2 2、正线、正线(zhn xin)(zhn xin)数目数目按正线数目分单线单线部分部分双线双线多线多线线路线路双线双线第13页/共53页第十三页，共53页。铁路线路在空间(kngjin)的位置是用它的中心线来表示的。2.2 2.2 铁路铁路(til)(til)线路的平面和纵断线路的平面和纵断面面第14页/共53页第十四页，共53页。2.2 2.2 铁路线路铁路线路(xinl)(xinl)的平面和纵断面的平面和纵断面线路中心线是指距钢轨工作边半个轨距的铅垂线AB与两路肩边缘水平(shupng)连线CD交点O的纵向连线。如下图所示

11、：LL/2ABDCO第15页/共53页第十五页，共53页。线路中心线在水平面上的投影(tuyng)，叫做铁路线路的平面(俯视)，表明线路的直、曲变化状态（走向）；线路中心线展直后在铅垂面上的投影(tuyng)，叫铁路线路的纵断面（侧视），表明线路的坡度变化（起伏）。线路纵断面线路平面2.2 2.2 铁路铁路(til)(til)线路的平面和纵断线路的平面和纵断面面第16页/共53页第十六页，共53页。17线路线路(xinl)位置示意图位置示意图第17页/共53页第十七页，共53页。18我国铁路我国铁路(til)(til)曲线的基本形式是：曲线的基本形式是：直线直线缓和曲线缓和曲线圆曲线圆曲线缓和

12、曲线缓和曲线直线直线2.2.1 铁路线路(xinl)的平面及平面图线路平线路平面面直直线线曲曲线线圆曲线圆曲线缓和曲线缓和曲线一、线路平面一、线路平面(pngmin)(pngmin)组成组成第18页/共53页第十八页，共53页。线路曲线(qxin)地段铁路线路在转向处所设的曲线，圆曲线基本组成要素(yo s)有：曲线半径R，曲线转角，曲线长L，切线长度T；1.圆曲线(qxin)2.2.1 铁路线路的平面及平面图第19页/共53页第十九页，共53页。u圆曲线半径的大小，反映了曲线弯曲度的大小。圆曲线半径越小，弯曲度越大。u一般情况下，曲线半径越大，行车速度可以越高，但工程费用越高。u小半径曲线具

13、有容易适应地形困难的优点，对工程条件有利。u列车在曲线上行驶的速度越快，所产生的离心力也就越大，为保证列车运行的安全、平衡(pnghng)和舒适，必须限制列车通过曲线时的速度。u为了测设、施工和养护的方便，曲线半径一般应取50、100m的整数倍。曲线半径对运营(ynyng)的影响 第20页/共53页第二十页，共53页。不考虑缓和曲线不考虑缓和曲线(qxin)(qxin)时，直接时，直接根据数学公式可以得出：根据数学公式可以得出：切线(qixin)长度：曲线(qxin)长度：10的弧长:圆曲线的计算圆曲线的计算在线路设计时，一般是先设计出和R，再计算出T和L。无缓和曲线的曲线地段第21页/共53

14、页第二十一页，共53页。n n区间线路的最小曲线半径区间线路的最小曲线半径n n客货共线客货共线(nn xin)xin)、级铁路区间线路最小曲线半径级铁路区间线路最小曲线半径铁路等级路段设计行车速度（km/h）20016012012080一般（m）3500200012001200600特殊困难（m）28001600800800500设计速度（km/h）最小曲线半径最大曲线半径一般困难一般困难2002200200010000120002504000350010000120003004500120001400035070001200014000客运专线铁路区间(q jin)线路最小曲线半径和最大曲

15、线半径第22页/共53页第二十二页，共53页。HGF F外轨超高外轨超高外轨超高外轨超高 为了平衡离心力，使内外两股钢轨受力均匀，垂直磨耗(mho)均等，旅客不因离心加速度而感到不适，将外轨抬高一定程度。外轨超高第23页/共53页第二十三页，共53页。为防止轮对被轨道楔住或挤翻钢轨，对于小半径曲线的轨距要适当加宽，以使机车车辆能顺利通过曲线，并使钢轨与车轮间的横向力最小，减少(jinsho)轮轨间的磨耗。轨距轨距轨距轨距(u j)(u j)(u j)(u j)加宽加宽加宽加宽第24页/共53页第二十四页，共53页。2.缓和(hunh)曲线为保证列车安全，使线路平顺地由直线过渡到圆曲线或由圆曲线

16、过渡到直线，以避免离心力的突然产生和消除，常需要在直线与圆曲线之间设置一个曲率半径变化(binhu)的曲线，这个曲线称为缓和曲线。缓和曲线介于直线与圆曲线之间，是一个过渡区域。第25页/共53页第二十五页，共53页。=R缓和(hunh)曲线直线(zhxin)圆曲线(qxin)设置缓和曲线目的是为了保证列车通过曲线时的安全、平顺，以及乘客乘坐舒适。R第26页/共53页第二十六页，共53页。缓和曲线(qxin)半径从R（或 R ）；运行中列车的离心力逐渐（或）；缓和曲线(qxin)轨距加宽逐渐（或）；缓和曲线(qxin)外轨超高逐渐（或）。27=R缓和(hunh)曲线直线(zhxin)圆曲线缓和曲

17、线的特点缓和曲线的特点缓和曲线的特点缓和曲线的特点第27页/共53页第二十七页，共53页。缓和(hunh)曲线方程式 我国铁路常用的缓和曲线(qxin)属于三次抛物线型，其方程式为：式中：y缓和(hunh)曲线上任意点的纵坐标，m；X缓和(hunh)曲线L任意点的横坐标，m；R圆曲线半径，m；L0缓和(hunh)曲线长度，m。第28页/共53页第二十八页，共53页。（3）缓和曲线(qxin)的设置 缓和曲线应有足够的长度，在这个长度内，需完成曲线的外超高顺坡、轨距加宽的递减。同时，应该满足(mnz)以下两点运营要求：1 1）车轮）车轮(ch ln)(ch ln)的轮缘不致爬上内轨。的轮缘不致爬

18、上内轨。外轨超高的坡度限制为：外轨超高的坡度限制为：式中式中:K:Kminmin机车或车辆最小轮缘高，机车或车辆最小轮缘高，mmmm D Dmaxmax机车或车辆最大固定轴距机车或车辆最大固定轴距,mm ,mm 当以轮缘最小高度当以轮缘最小高度28mm28mm及最大固定轴距及最大固定轴距6.56.5代入，得到：代入，得到：在实际取值中在实际取值中,i,i0 0一般不大于一般不大于2 2，以保证车轮轮缘无爬上内轨危险。此，以保证车轮轮缘无爬上内轨危险。此时计算出缓和曲线长为时计算出缓和曲线长为:第29页/共53页第二十九页，共53页。2 2）保证乘客）保证乘客(chngk)(chngk)乘座舒适

19、乘座舒适 当列车从直线段进入缓和曲线范围内运行时，外侧车轮在外轨上逐渐升高；当列车从圆曲线段进入缓和曲线范围内运行时，外侧车轮在外轨上逐渐降低。如果升降速度过快，会引起(ynq)乘客的不舒适感设。设以f（mm/s)表示外侧表示外侧车轮升降速度，则存在如下关系式：通常规定(gudng)，在一般地段，f=32mm/s；在困难地段，f=40mm/s。可以反推出：在选线设计中，缓和曲线的长度可以按照下表取值：在选线设计中，缓和曲线的长度可以按照下表取值：第30页/共53页第三十页，共53页。普速地段普速地段(ddun)缓和曲线长度表缓和曲线长度表 （m）第31页/共53页第三十一页，共53页。高速铁路

20、缓和曲线高速铁路缓和曲线高速铁路缓和曲线高速铁路缓和曲线(qxin)(qxin)长度表长度表长度表长度表 （mm）第32页/共53页第三十二页，共53页。转向相同的相邻两曲线(qxin)称为同向曲线(qxin)。转向相反的相邻两曲线(qxin)称为反向曲线(qxin)。介于两同向曲线(qxin)间或两反向曲线(qxin)间一般不太长的直线，称为夹直线。设置夹直线的目的：保证行车运行平顺；确保乘客乘坐舒适感。3.3.3.3.同向曲线、反向同向曲线、反向同向曲线、反向同向曲线、反向(fn xin)(fn xin)(fn xin)(fn xin)曲线、夹直线曲线、夹直线曲线、夹直线曲线、夹直线 图

21、同向曲线(qxin)与夹支线图 反向曲线与夹支线第33页/共53页第三十三页，共53页。在线路设计(shj)中，夹直线的最小长度值见下表 旅客列车速度旅客列车速度（Km/h）14012010080圆曲圆曲线或线或夹直夹直线最线最小长小长度度(m)工程工程条件条件一般一般110806050困难困难70504030第34页/共53页第三十四页，共53页。35曲线路段曲线路段(l dun)(l dun)对运营的对运营的影响影响 限制列车运行速度限制列车运行速度(sd)(sd)；增加轮轨磨耗；增加轮轨磨耗；增加轨道设备；增加轨道设备；增加轨道养护维修费用。增加轨道养护维修费用。第35页/共53页第三十

22、五页，共53页。4.4.曲线附加曲线附加(fji)(fji)阻力阻力 曲线(qxin)附加阻力：机车车辆在曲线(qxin)上运行时的阻力大于同样条件下直线上运行的阻力，其增大部分叫曲线(qxin)附加阻力，简称曲线(qxin)阻力。产生原因：机车、车辆在曲线(qxin)上运行时，轮轨间的纵向和横向滑动、轮缘与钢轨内侧面的摩擦增加，同时，由于转向架转向和侧向力作用，上下心盘等部分摩擦加剧。（N/KN）r 单位曲线阻力（N/KN）R 曲线半径（m）600 据试验得出的数据。经验公式：曲线半径愈小，曲线附加阻力愈大。采用大半径曲线对列车运行的影响小。第36页/共53页第三十六页，共53页。用一定的比

23、例尺，把线路中心线及其两侧的地面情况投影到水平面上，就是铁路线路平面图。线路平面图和纵断面图是铁路勘测设计、施工(sh gng)和运营的重要文件。5 5 5 5、铁路、铁路、铁路、铁路(til)(til)(til)(til)线路平面图线路平面图线路平面图线路平面图线路(xinl)平面图第37页/共53页第三十七页，共53页。线路纵断面由平道、坡道及设于变坡点处的竖曲线线路纵断面由平道、坡道及设于变坡点处的竖曲线(qxin)(qxin)组成。组成。二、铁路二、铁路二、铁路二、铁路(til)(til)(til)(til)线路的纵断面及纵断面线路的纵断面及纵断面线路的纵断面及纵断面线路的纵断面及纵断

24、面图图图图1 1 1 1、变坡点、坡段、坡度、变坡点、坡段、坡度、变坡点、坡段、坡度、变坡点、坡段、坡度(pd)(pd)(pd)(pd)、竖、竖、竖、竖曲线曲线曲线曲线坡度指以坡段终点对起点的高差与两点之间水平距离的比值.用i表示。第38页/共53页第三十八页，共53页。AB坡道(p do)坡度及坡道(p do)附加阻力示意图第39页/共53页第三十九页，共53页。二、铁路二、铁路二、铁路二、铁路(til)(til)(til)(til)线路的纵断面及纵断面图线路的纵断面及纵断面图线路的纵断面及纵断面图线路的纵断面及纵断面图坡道坡度及坡道附加(fji)阻力示意图2 2 2 2、坡道附加、坡道附加

25、、坡道附加、坡道附加(fji)(fji)(fji)(fji)阻力阻力阻力阻力Q Q坡道阻力是机车、车辆的重力沿轨道下坡方向的分力。单位坡道阻力等于坡度的千分数i（N/KN）=ii有正负区分坡度越大，列车上坡时的坡道阻力也越大，同一台机车（在列车运行速度相同的条件下）所能牵引的列车质量也就越小。第40页/共53页第四十页，共53页。（1）限制）限制(xinzh)坡度坡度3 3 3 3、限制坡度、限制坡度、限制坡度、限制坡度(pd)(pd)(pd)(pd)、加力牵引坡度、加力牵引坡度、加力牵引坡度、加力牵引坡度(pd)(pd)(pd)(pd)在一个区段(q dun)上，决定一台某一类型机车所能牵引

26、的货物列车质量（最大值）的坡度。又陡又长 限制坡度小，列车质量可以增加，运输能力就大，运营费用就越省。但是限制坡度过小，不容易适应地面的天然起伏，特别是地形变化大的地段，使工程量增大，造价提高。新建铁路的最大坡度，在单机牵引路段称限制坡度，在两台及以上机车牵引路段称加力牵引坡度，其中最常见的为双机牵引，称双机牵引坡度。第41页/共53页第四十一页，共53页。n n客货共线客货共线(n xin)(n xin)、级铁路区间线路最大限制坡度级铁路区间线路最大限制坡度铁路等级一般困难一般困难牵引种类电力6.015.06.020.0内燃6.012.06.015.0限制坡度的选定，需要考虑(kol)以下问

27、题：首先，要确保列车运行速度不能过低。其次，需考虑(kol)：铁路等级、地形条件、牵引种类、运输要求、邻线牵引定数。第42页/共53页第四十二页，共53页。限制坡度对设计线的输送能力工程数量运营质量具有重要影响。不同(b tn)限坡的起伏纵断面第43页/共53页第四十三页，共53页。（2）加力牵引）加力牵引(qinyn)坡度坡度 在一条铁路线的全线范围内，地形是不相同的。有一般地段，有困难地段，还可能有特殊困难地段(如跨越山岭地段)。在特殊困难地段，线路纵断面的设计有两个方案：A.可以修建隧道穿过山岭；B.也可以利用高坡(坡度值大于限制坡度数值的坡段)跨越山岭。在这个坡段上，列车(lich)必

28、须以双机牵引或多机牵引。这种坡段称为加力牵引坡段。例如，我国京张铁路的关沟段和宝成铁路的宝凤段，都采用了加力牵引坡段。3 3 3 3、限制、限制、限制、限制(xinzh)(xinzh)(xinzh)(xinzh)坡度、加力牵引坡度坡度、加力牵引坡度坡度、加力牵引坡度坡度、加力牵引坡度第44页/共53页第四十四页，共53页。图 双机牵引(qinyn)第45页/共53页第四十五页，共53页。（3）动能）动能(dngnng)坡坡度度 机车牵引按限制坡度计算的列车质量机车牵引按限制坡度计算的列车质量(zhling)(zhling)，利用列车的，利用列车的牵引力和积累的动能，以不低于机车的计算速度所闯过

29、的、大于限牵引力和积累的动能，以不低于机车的计算速度所闯过的、大于限制坡度的坡度称动能坡度。制坡度的坡度称动能坡度。3 3 3 3、限制坡度、限制坡度、限制坡度、限制坡度(pd)(pd)(pd)(pd)、加力牵引坡度、加力牵引坡度、加力牵引坡度、加力牵引坡度(pd)(pd)(pd)(pd)及动能坡及动能坡及动能坡及动能坡度度度度(pd)(pd)(pd)(pd)第46页/共53页第四十六页，共53页。相邻两坡段相邻两坡段(平道与坡道、坡道与坡道平道与坡道、坡道与坡道)的交点的交点,叫变坡点。叫变坡点。相邻两变坡点间的水平距离称为坡段长度。相邻两变坡点间的水平距离称为坡段长度。列车经过变坡点时，由

30、于列车经过变坡点时，由于(yuy)(yuy)坡度的突然变化，车钩内产坡度的突然变化，车钩内产生附加应力；坡度变化越大，附加应力越大，两车钩上下错生附加应力；坡度变化越大，附加应力越大，两车钩上下错移量过大，容易发生断钩、脱钩等事故。移量过大，容易发生断钩、脱钩等事故。为了保证列车的平稳运行和安全，我国铁路规定，在为了保证列车的平稳运行和安全，我国铁路规定，在、级铁路线路上，当相邻坡段的坡度代数差的绝对值大于级铁路线路上，当相邻坡段的坡度代数差的绝对值大于33、级铁路大于级铁路大于4 4 时，应以竖曲线连接。时，应以竖曲线连接。竖曲线是纵断面上的圆曲线，竖曲线半径：竖曲线是纵断面上的圆曲线，竖曲

31、线半径：、级铁路为级铁路为10000m10000m，级铁路为级铁路为5000m5000m。变坡点变坡点第47页/共53页第四十七页，共53页。线路纵断面图是用一定的比例尺（水平方向为1:10000、垂直方向为1:1000）和规定的符号，把平面图上的线路中心线展直后投影(tuyng)到铅垂面上，并注有线路平面和纵断面有关资料的图。4.4.4.4.铁路铁路铁路铁路(til)(til)(til)(til)线路纵断面图线路纵断面图线路纵断面图线路纵断面图第48页/共53页第四十八页，共53页。49认认识识(rn shi)线线路路平平、纵纵断断面面图图第49页/共53页第四十九页，共53页。50第50页/共53页第五十页，共53页。本节小结本节小结本节小结本节小结(xioji)(xioji)(xioji)(xioji)铁路等级铁路等级铁路主要铁路主要(zhyo)(zhyo)技术标准技术标准线路分类线路分类铁路线路中心线铁路线路中心线线路平面组成线路平面组成圆曲线要素圆曲线要素缓和曲线缓和曲线变坡点、坡段、坡度、竖曲线变坡点、坡段、坡度、竖曲线坡道附加阻力坡道附加阻力限制坡度限制坡度第51页/共53页第五十一页，共53页。结结 束束第52页/共53页第五十二页，共53页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)！第53页/共53页第五十三页，共53页。