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《铁路选线设计》课程设计任务书一、设计内容（一）向阳镇至东方镇地段客货共线铁路新线设计。包括：1、定线（包括部分路段的方案比选）；2、铁路线路平面、纵断面设计；3、个体工程建筑物的布置；（二）编写说明书：说明书按下列内容编写，并按此顺序装订成册。1说明书封面2设计任务书3平面设计：概述及计算资料平面设计概述包括：①沿线地形概况简述；②线路走向方案比选；③选定方案平面定线概述。4纵断面设计概述及计算资料5平纵面设计图纸整饰：按照附录中的图例，绘制线路平纵面图，并将设计图加深修整。将平纵面图折叠后与设计说明书一起装订成册。二、设计资料1．设计线为Ⅲ级单线铁路，路段设计速度为80km/h。2．地形图比例尺1：25000，等高距5m。3．始点向阳镇车站，中心里程K000+000，中心设计高程35m，该站为会让站；终点东风镇车站，为中间站，站场位置及标高自行选定。4．限制坡度12‰。5．牵引种类：近期：电力牵引；远期：电力牵引。6．机车类型：近期：SSⅢ；远期：SSⅦ。7．最小曲线半径600m。8．信联闭设备为半自动闭塞，tB+tH=6min。9．近期货物列车长度计算确定。10．车辆组成：每辆货车平均数据为：货车自重22.133t，总重78.998t，净载量56.865t，车辆长度13.914m，净载系数0.720，每延米质量5.677t/m，守车质量16t，守车长度8.8m。11．制动装置资料：空气制动，换算制动率0.28。12．运量资料运量设计年度直通货运量（万吨/年）客车（对/天）摘挂（对/天）零担（对/天）上行下行近期10001000201远期15001500311一、牵引计算资料一.牵引质量计算1.查表2-1得SSⅢ型电力机车的牵引性能参数如下：𝑉𝑗𝑚𝑖𝑛=48.0km/h，𝐹𝑗𝑚𝑎𝑥=317.8kN，𝐹𝑞=470.0kN，𝑃、𝑃𝜇=138t，𝑉𝑔=100km/h，𝐿𝐽=21.7m。2.计算机车单位基本阻力:𝑤′0=2.25+0.0190𝑉𝑗+0.000320𝑉𝑗2=2.25+0.019×48.0+0.00032×48.0×48.0=3.899N/kN=38.99N/t。3.计算车辆单位基本阻力：𝑤′′0=0.92+0.0048𝑉𝑗+0.000125𝑉𝑗2=0.92+0.0048×48.0+0.000125×48.0×48.0=1.438N/kN=14.38N/t。4.在12‰的限制坡度下，SSⅢ货运型电力机车的牵引质量：G=𝜆𝑦𝐹𝐽−𝑃(𝑤′0+𝑖𝑥)×𝑔(𝑤0′′+𝑖𝑥)×𝑔=0.9×317800−138×(3.899+12)×10(1.438+12)×10=1965t。牵引质量取10t的整数倍，取1960t式中：𝜆𝑦—机车牵引力使用系数，取0.9；𝐹𝐽—机车计算牵引力，取317.8kN，即317800N；P—机车计算质量，138t；𝑖𝑥—限制坡度，取12‰；𝑔—重力加速度，取10m/s2。二.起动检算起动加算坡度值𝑖𝑞取0，受起动条件限制下的牵引质量G𝑞计算如下：G𝑞=𝜆𝑦𝐹𝑞−𝑃(𝑤′𝑞+𝑖𝑞)×𝑔(𝑤𝑞′′+𝑖𝑞)×𝑔=0.9×470000−138×(5+0)×10(3.5+0)×10=11888.6t式中：𝐹𝑞—机车起动牵引力，取470.0kN，即470000N；𝑤′𝑞—机车起动单位阻力，内燃机车取5N/kN；𝑤𝑞′′—货车起动单位阻力，滚动轴承货车取3.5N/kN；计算得G𝑞=11888.6tG=1960t，故列车在该站可以起动，符合要求。三.到发线有效长度检算𝐺𝑦𝑥=(𝐿𝑦𝑥−𝐿𝑎−𝑁𝐽𝐿𝐽)×𝑞=(650-30-1×21.7)×5.677=3696.55t式中：𝐿𝑎—安全距离，取30m；𝐿𝑦𝑥—到发线有效长度，取650m；𝑁𝐽—列车中的机车台数，取1；𝐿𝐽—机车长度，取21.7m；𝑞—列车延米质量，取5.677t/m。计算得𝐺𝑦𝑥=3696.55tG=1960t，故到发线长度符合要求。四.确定列车牵引定数综上，G𝐺𝑦𝑥G𝑞,所以牵引定数取1960t。五.列车长度、牵引净重、列车编挂辆数等计算1、包括守车在内的货物列车牵引辆数n=𝐺−𝑞𝑠𝑞𝑝+1=1960−1678.998+1=25.6（辆），取26辆；式中：𝑞𝑠—守车质量，16t；𝑞𝑝—每辆货车平均总质量，78.988t。2、货物列车牵引净载𝐺𝐽=(n−1)𝑞𝐽=(26-1)×56.865=1421.63式中：𝑞𝑗—每辆货车平均净载，56.865t。3、货物列车长度列车长度𝐿1=𝐿𝐽+(n−1)×𝐿𝑝+𝐿𝑠=21.7+(26−1)×13.914+8.8=378.35m式中：𝐿𝐽—机车长度，取21.7；𝐿𝑝—每辆货车平均长度，取13.914；𝐿𝑠—守车长度，取8.8m。二、线路走向方案概述一.沿线地形地貌概述向阳镇站到东风镇站间为丘陵地带，呈中部高两侧低，最高山头105m。向阳镇站高程为35m，东风镇站高程为45m，两站高差约10m。右半部地势较平，走势明显，易于选线；左半部地势复杂。线路必须从山脊垭口或鞍部通过沿河谷线到达东风镇，垭口或鞍部为控制点。两站间有村庄两座，村镇较少，可绕行。二.线路走向方案经初步定线，有3种方案可供比选，如下：上线方案：向阳出站需要坡度为88−353624=15‰的紧破到达88m高程处垭口，经铁山屯附近铁山河桥50−882416=-16‰的紧坡，垭口东西边的河谷线都较为明显，等高线较均匀，经过一段走势较平缓地段到达东风河边，跨河后到达终点东风站。中线方案：鞍部以东的河谷线比以西明显，且走势曲折。鞍部高86m，向阳出站后，仍需以27‰的紧坡上坡，再沿河谷线以-18‰的紧坡下坡至宋湾附近的铁山河桥，在经过宋湾以东两山头的鞍部，以-3‰的缓坡东行，跨过河后到达终点东风站。下线方案：向阳出站后河谷曲折，等高线不均匀，地势复杂。以27‰的急坡向东经过87m高程的垭口后，再沿河谷线以-14‰的下坡至西交跨河，跨河后经宋湾以东两山头的鞍部经过一段缓坡到达东风，跨河后到达终点东风站。经过比选，三个方案均需经过山脊、西交河以及东交河，地势差距不大，初步比选后决定选用南线方案进行设计。三、平面设计概述一.定线原则1.紧坡地段定线原则：紧坡地段不仅受平面障碍限制，更主要受高程障碍的限制，紧坡地段通常应用足最大坡度，以便争取高度使线路不至额外展长。当线路遇到巨大调和障碍时，若按直线定线，不能达到预定高度，或出现很长的越岭隧道，为使线路达到预定高度，就需用足最大坡度结合地形展线。展线地段如无特别原因，一般不采用反向坡段，以免增大克服高度引起线路不必要的展长和增加运营支出。紧坡地段从困难地段向平易地段引线。缓坡地段定线原则：缓坡地段线路不受调和障碍限制，只要注意绕避平面障碍，定线时可以航空线为主要方向，力争线路顺直，又尽最少减少工程投资，车站设置就不偏离线路短直方向，并争取把线站高在凸形地段，地形平坦开阔，减少工程量。二.平面设计1.定线说明：平面共设曲线9处，其中最小曲线半径800m，最大曲线半径1400m。起点向阳站出站为直线，沿河谷定线，与河流斜交，架桥通过。留足长度后折向垭口，用导向线法定线，少许地段不能用导向线则用直线连接，最后定线均沿河谷线一侧上至垭口；垭口以西用足限制坡度上坡，当坡度不能满足处，该为隧道通过垭口，隧道出口处设为曲线。垭口向东仍沿河谷线下坡并弯折过河。因为过河后，线路受鞍部控制点限制，线路与河斜交为曲线。过河后的地势较平，用导向线结合沿河谷定线方法定线，绕过河流后选择等高线稀疏的线路直至跨河到达东风镇站。大部分地段高差较小，故填挖量较小。2.线路平面主要技术标准见表1，平面曲线要素表见表2。表1线路平面主要技术标准项目单位指标正线线路总长km11.2曲线个数个9曲线线路延长km5.8曲线占线路总长比例％51.7最大曲线半径m1400最小曲线半径m800表2平面曲线要素表交点编号曲线半径(m)缓和曲线长(m)圆曲线长(m)曲线转角(度)圆曲线切线长(m)JD110007066738346JD214006065827335JD314006034914175JD410007075343395JD514006063026320JD610007071041371JD78005072960402JD88008075854410JD910007054331278四、纵断面设计概述一.纵断面设计原则1.紧坡地段紧坡地段设计仍是用足限制坡度上坡定线，以减少开挖和展线，并且使得线路尽量适应地势变化，用不同的坡度定线。最大坡度折减：两圆曲线夹直线大于200m时，可按最大坡度设计，不减缓；长度大于货物列车长度的圆曲线，可设一个坡度按∆𝑖𝑅=600𝑅‰减缓的坡段；长度小于货物列车长度曲线，曲线阻力坡度按∆𝑖𝑅=10.5∝𝐿𝑖‰折减。若有连续两个或两个以上长度小于货物列车长度的圆曲线，其间的夹直线长小于200m时，可将直线段分开并入两端曲线进行减缓，减缓坡度按∆𝑖𝑅=600𝑅‰计算；也可以将两曲线合为一个曲线，坡度为∆𝑖𝑅=10.5∝𝐿𝑖‰。当曲线处于变坡点时，应按比例分配转角。设计坡度为最大坡度减去折减坡度，𝑖=𝑖𝑥−∆𝑖𝑅。若有隧道时（大于400m），最大坡度折减按𝑖=𝛽𝑠𝑖𝑚𝑎𝑥计算，𝛽𝑠为隧道内最大坡度系数，可查表取值。2.缓坡地段由于缓坡地段地势地坪，不受高程限制，故应尽量节省开支，坡度长度最大大于列车长，多用无害坡，降低高程，填挖均衡。二.线路纵断面设计概述从向阳站中心线向东经一段平缓的破段以后以较大坡度上坡，其中有2处曲线折减，分别以不同坡度上升，以尽量减少开挖。同时在垭口处设一平缓路段，为避免竖曲线重合，变坡点与ZY、YZ点相距一定距离。垭口以西有3个坡度上坡，尽量使填挖均衡。过垭口后用大坡度下坡，考虑到起伏不大且夹直线较短，为减小施工难度，用折减后的一个坡度降低高程至西交河桥，桥上为平缓路段。过桥后为更好地适应地形，线路尽量随地势起伏设坡，使填挖均匀。桥梁段均为平直路段。垭口处高程过大，需开挖，且挖方量大，为避免竖曲线重合，且满足最小坡度差，故设一平缓路段。三.线路纵断面主要技术指标表3线路纵断面主要技术指标项目单位指标全线坡段总数个12最大坡度地段长度km1.86最大坡度地段占线路总长比例%16.66有害坡地段i6‰长度km4.17有害坡地段占线路总长比例%37.3四.设计方案优缺点评述及改善意见本设计方案优点是坡度较缓，便于提高线路的输送能力，且有一定富余。同时开挖量较大，填方量较小，填挖基本均衡。线路坡段较少，但紧坡占全线正线长度比例较大，有害坡比例也较大，因此运营费用相对较高。要改善线路需增加工程量，增加垭口地段开挖量，降低线路高程，且曲线还应适当减少，特别是小半径曲线，展线尽量靠近航空线。五、通过能力及输送能力检算一.通过能力向阳站(A)到东风站(B)之间的往返运行时分使用“行走时分计算表”(表4)进行。表4行走时分计算表方向坡段长m设计坡度i曲线当量坡度𝑖𝑅计算坡度𝑖𝐽均衡速度km/h(限制坡度)每公里走行时分min/km该坡道走行时分min12345670A→B0.55000451.3330.7330.30000850.7060.2121.4510.20.46310.66324.52.4493.5511.4510.60.14510.74524.52.4493.5511.0010.50.16710.66724.52.4492.4490.3000.4300.430860.6980.2092.10-10.50.174-10.326760.7891.6570.6000.3890.389860.6980.4190.65-50.405-4.595820.7320.4761.102.50.