铁路选线课程设计任务书4444

一、 课程设计性质、任务与目的

《铁路选线课程设计》是土木工程专业的一门实践性课程；本课程设计主要训练学生综合运用所学基础知识的能力，培养学生用定性分析方法对问题进行综合分析和评价。本课程设计是在学过《铁路选线》的基础知识后，对“牵引计算”、“能力计算”、“平纵面设计”等知识的拓宽与综合应用。通过作业，使学生在巩固所学牵引计算、能力计算的基本方法，熟悉并运用《铁路线路设计规范》，从而加深对所学内容的理解，提高综合分析和解决问题的能力。 二、 课程设计内容

（一） 课堂学习 1、 复习“牵引计算”、“能力计算”、“平、纵面设计”等有关内容； 2、 讲授“铁路定线方法”； 3、 讲解合理曲线使用方法；

4、 讲解、分析课程设计作业任务。 （二） 课程设计作业

1． 计算牵引质量、确定牵引定数、列车长度和牵引净重； 2． 纸上定线； （1） 识图

（2） 平面设计 （3） 纵断面设计

3． 检算通过能力和输送能力；

（1） 计算行车时分（均衡速度法） （2） 计算通过能力 （3） 检算输送能力 4． 编写说明书 （1） 设计任务书

（2） 平面设计概述及计算资料 （3） 纵断面设计概述及计算资料 （4） 通过能力与输送能力检算资料 三、 设计任务书

（一） 出发资料

1．设计线为 Ⅰ 级单线铁路，路段设计速度为 100km/h ； 2．地形图比例尺1:25000，等高距5m；

3．始点 向阳镇 （珠河镇）车站，中心里程 K0+000 ，中心设计高程 35.0(36.0) m，该站为会让站；终点 东风镇（后河镇） 车站，为中间站，站场位置及标高自行选定； 4．运量资料（远期重车方向）

货运量 12 Mt/a，货运波动系数β=1.15，通过能力储备系数α=0.2； 客车 8 对/d； 摘挂 2 对/d； 零担 1 对/d； 快货 1 对/d；

5．坡度ix 12 (13) ‟； 5． 牵引种类： 远期 电力 近期 电力

6． 机车类型 韶山3 7． 到发线有效长 650

8． 最小曲线半径 一般：800m，困难：550m

- 1 -

10．信联闭设备为半自动闭塞，tBtH6min 11．近期货物列车长度计算确定 12．车辆组成

每量货车平均数据为：货车自重（gZ）22.133t，总重（g）78.998t，净载量(

gj)56.865t ，车辆长

度13.914m，净载系数0.720，每米延米质量（gm）5.677t/m，守车质量16t，守车长度8.8m。

13．制动装置资料

空气制动换算制动率0.26； 14．车站通过速度：V=45km/h。 （二） 要求完成的任务

1．定出 向阳镇（珠河镇） 车站至 东风镇 （后河镇） 车站的线路平面； 2．设计该站间的纵断面； 3．能力检算；

4．编写简要说明书（加封面装订成册）。

II

铁路选线课程设计指导书

一、准备工作

1． 阅读《铁路选线设计》、《铁道工程》有关章节； 2． 文具用品：

三角板、分规或圆规、量角器；75cm*35cm方格纸一张；用硬纸板自制铁路曲线板一套；

以上用品设计前应当准备好。 二、定线方法和步骤 （一）概略定线

（1）认识地形：根据任务书要求，在平面图上找出线路起点、终点的位置，然后在此两点之间识别山头、垭口、山谷、河流、村庄，并断定这些点的地面高程；山区铁路大多沿河谷选线，因此要特别注意水系分布，最好用蓝色铅笔将河流轻轻地标出。

（2）将两站中心以直线相连，称之为航空折线，量出其距离；定线时应使线路尽量接近航空折线。 （3）在航空折线附近，找出线路可能经行的垭口、河谷、桥址以及需要绕避的村镇；将上述有关控制点联折线，即成为线路不同的可能走向。

（4）找出上述有关部门控制点（要特别注意垭口、跨河点）的地面高程和所连折线的水平距离，求出各折线的概略自然坡度与概略定线坡度进行比较，若iZid则为紧坡地段，若iZid则为缓坡地段；要做到心中有数，在计算时，要注意垭口路堑开挖高度；当可能出现隧道时，要注意合理确定洞口高程。

（5）经过对概略选定的各方案的各项指标（如折线长度、沿线地形、起伏情况、高差大小、紧坡与缓坡地段概略长度、桥隧工程概况）的初步评比，选定线路的基本方向，作为定线依据。 （二）定线步骤

1．平面设计

（1）根据概略定线选定的线路基本方向，从始点车站中心开始，沿给定的站坪方向，量出半个站坪长度（站坪长度可根据到发线有效长，从《铁道工程》、《铁路选线设计》有关表中查得），从站坪末端开始用直尺（或三角板）和铁路曲线板进行试定线。

（2）对紧坡地段，要按其相应的定线原则进行定线。如果紧坡地段需要展线，要注意对展线方式的研究，如果越岭垭口出现隧道，要注意洞口位置的选择，洞口高程和隧道长度的研究。

（3）定线时一面定平面，一面概略地点绘相应的纵断面，大约定出3~4km，进行一次初步的坡度设计，若填挖量太大，不合要求，则进行修改。修改时要特别注意，对紧坡地段而言，主要改变线路平面位置，以适应定线坡度的需要，使填挖量最小；对缓坡地段而言，改变坡度和改善平面位置结合进行，直到线路填挖工程量和线路平顺都符合要求，感到满意，在进行下一段定线工作，一定不要贪多，否则欲速而不达，反而增加工作量；切忌先把整个站间的线路平面一次都定出来，在进行纵断面设计。

为了减少填挖量而修改线路平面时有如下三种典型情况：

a．线路平面为直线时，如果全部都是高路堤，则线路在平面图上平行地向地形较高的方向移动；如果全部都是深路堑，则线路向地形较低处平行移动。

b．线路为直线段，而施工标高从一端向另一端逐渐增加，改善时填挖较小的一端线路平面位置不动，移动较大的一端，使地面线更接近于设计线。

c．线路填挖高度是由两端逐渐向中间增加的，若线路为直线段则可将直线改为折线，在中间加设曲线，以减少填挖高度；若线路为曲线段则可增大或减少曲线半径以适应地形。

上述三种情况的图示，见《铁路工程》、《铁路选线设计》有关章节。 2．纵断面设计

每一段经反复修改，认为完全合理了，即可绘制铁路纵断面图。其步骤如下： （1）在平面图上点绘出线路里程与百米标，地形突变点应加标。 用量角器量得曲线转角，算出圆曲线的切线长；查《铁道工程》、《铁路选线设计》的“缓和曲线长度表”选择缓和曲线长；将曲线要素标注在曲线内侧，量得ZY和YZ里程在曲线段标注百米标时，应注意检查，ZY里程加上曲线长，应等于YZ里程，若不相等，应调整量距的误差。

1

（2）纵断面图可参考附近图例。 将曲线资料绘在“线路平面”一栏内，ZY点和YZ点处应绘一短竖线，注明该点距离前一百米标的距离；并检查是否与平面上相应点的里程一致。

在平面图上根据等高线估读出各百米标和加标的地面高程，填入相应的“地面标高”栏内；并按规定比例尺在纵断面图上用折线绘出地面线。

将设计好的坡度和计算好的路肩设计高程填入相应的“设计坡度”和“路肩设计高程”栏中。

根据“地面高程”和“路肩设计高程”计算出的填方高度分别标注在“设计坡度线”上方和下方。设置竖曲线的变坡点处的填挖高要计入竖曲线的外矢距。

变坡点处，路段设计速度为160km/h,△i>1‟时，或路段设计速度小于160km/h,△i>3‟时，应设置竖曲线；在可行性研究和初步设计的小比例尺地形图上，竖曲线不必在图上绘出。只需在设置竖曲线的变坡点处的纵断面线下方绘制一竖直线，并在竖直线两侧注明△i、Rsh、Esh的值。竖曲线几何要素按下列公式计算：

竖曲线切线长Tsh，路段设计速度为160km/h,Tsh=7.5i (m)；

路段设计速度小于160km/h, Tsh=5i (m)；

竖曲线长度Ksh， Ksh2Tsh(m) 竖曲线外矢距Esh，

Esh2Tsh2Rsh(m)

标注方式可参考附图图例。

（5）如上所述，线路定至终点附近时，布置车站的位置。 （三）定线的原则和方法

1．定线原则

地形条件、特别是地面平均自然坡度的大小，对线路位置和定线方法影响很大。定线时应分两种情况区别对待：

pz （1）采用的最大设计坡度大于地面平均自然坡度（max），线路不受高程障碍的；这时，主要矛盾在平面一方，只要注意绕避平面障碍，按短直方向定线，即可得到合理的线路位置。这样的地段，称为缓坡地段。

pz （2）采用的最大坡度小于或等于地面平均自然坡度（max），则线路不仅受平面障碍的，更主要的是受高程障碍的控制。这样的地段，称为紧坡地段。这时，主要矛盾在纵断面一方，这就需要根据地形变化情况，选择地面平均自然坡度与最大坡度基本吻合的地面定线，有意识地将线路展长，使能达到预定的高程。 2．定线方法

由于紧坡和缓坡地段的条件不相同，因此，它们的定线方法也不相同。 （1）紧坡地段定线方法 1）紧坡地段定线要点

紧坡地段通常应用足最大坡度定线，以便争取高度使线路不至额外晨长。当线路遇到巨大高程障碍（如跨越分水岭）时，若按短直方向定线，就不能达到预定的高度，或出现很长的越岭隧道。为使线路达到预定高度，就需要用足最大坡度结合地形展长线路，称为展线。

在展线地段定线时，应考虑到若在长距离内机械地全部用足最大坡度，丝毫不留余地，必然会给以后的局部改线（局部改线以改善线路的工程、运营条件）带来严重困难。所以，应注意结合地形、地质等自然条件，在坡度设计上适当留有余地。

展线地段若无特殊原因，一般不采用反向坡度，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。

在紧坡地段定线，一般应从困难地段向平易地段引线。因为垭口附近地形困难，展线不易，故从预定的越岭隧道洞口开始向下引线较为合适。个别情况下，当受山脚的控制点（如高桥）控制时，也可由山脚向垭口定线。

2）导向线定线法

iiii2

在紧坡地段，线路的概略位置与局部走向，可借助于导向线来拟定。导向线就是既用足最大坡度又在导向线与等高线交点处填挖为零的一条折线。因此，它是用足最大坡度而又适合地形、填挖最小的线路概略平面。

导向线是利用两脚规在小比例尺地形图上定出来的，其定线步骤如下：

a. 根据地形图上等高距Δh（m），计算出线路上升Δh需要引线的距离一—定线步距l(km）。即：

l 式中

0.05imax～0.15imax。

hid (km) （5一i3）

id为定线坡度，idimaxi（‟）

。i为曲线和隧道坡度折减平均值，视地形、地质困难情况可取

b．参照规划纵断面，在平面图上选择合适的车站位置，从紧坡地段的车站中心开始，向前进方向绘出

LZ半个站坪长度2，作为导向线起点（或由预定的其它控制点开始）。

c．按地形图比例尺，取两脚规开度为l，将两脚规的一只脚，定在起点或附近地面标高与设计路肩

标高相近的等高线上，再用另一脚截取相邻的等高线。如此依次前进，在等高线上截取很多点，将这些点连成折线，即为导向线（如图1a b c d e„„）。在同一起讫点间，有时可定出若干条导向线，如图中虚线为另一导向线，因偏离短直方向较细实线远，线路增长，故可以放弃。

图

1导向线定线

绘制导向线时，应注意以下几点： a.导向线应绕避不良地质地段，并使导向线趋向前方的 控制点（或车站）。 b.如果两脚规开度（定线步距）l小于等高线平距，表示定线坡度大于局部地面自然坡度，线路不受高程控制，即可根据线路短直方向引线。遇到等高线平距小于l的地段，再继续绘制下一地段的导向线。 c.线路跨越沟谷，需要设置桥涵，故导向线不必降至沟底，可直接向对岸引线（如图1中i至j点）。线路穿过山咀，要开挖路堑或设置隧道，导向线也不必升至山脊，可直接跳过山咀。跨越沟谷或山咀时，应根据引线距离是l的几倍，即表示线路要下降或上升几个Δh，以便决定在沟谷或山咀对侧的哪条等高线开始绘制导向线。

（4）导向线是一条折线，仅能表示线路的概略走向，为了定出线路平面，须以导向线为基础，借助于铁路曲线板和三角板，在符合线路规范有关规定的前提下，圆顺、顺直地绘出线路平面（图2）。

3

图2沿导向线定线及半径选配

具体定线步骤可参看本节之四“纸上定线方法”。 (2)缓坡地段定线方法

在缓坡地段，地形平易，定线时可以航空线为主导方向，既要力争线路顺直，又要尽量节省工程投资。为此，应注意以下几点：

1）为了绕避障碍而使线路偏离短直方向时，必须尽早绕避前方的障碍，力求减小偏角。图3表示两种绕避湖泊的方法，虚线方案在全长范围内很少偏离短直方向，但将使曲线数目，总偏角和线路长度均较实线方案有所增加。所以，绕避障碍时，定线应从一个障碍尽早引向另一障碍。

图3绕避障碍

2）线路绕避山咀，跨越沟谷或其它障碍时，必须使曲线交点正对主要障碍物，使障碍物在曲线的内侧并使其偏角最小。从图4中可见，曲线正对障碍物的实线方案就比未正对障碍物的虚线方案的土石方数量少。

图

4平面曲线合理位置

3）设置曲线应有理由，必须是确有障碍存在。曲线半径应结合地形尽量采用大半径。

在缓坡地段，线路展长的程度，取决于线路的意义、运量大小、地形、地质条件、路网干线，应力求顺直；地方意义的铁路，则力求降低造价并靠近城镇。一般的展线系数是：平原地区约为1．1，丘陵地区1．2～1．3。

4）坡段长度最好不小于列车长度，应尽量采用下坡无需制动的坡度——无害坡度。 5）力争减少总的拔起高度，但绕避高程障碍而导致线路延长时，则应认真比选。

6）车站的设置应不偏离线路的短直方向，并争取把车站设在凸形地段。地形应平坦开阔，以减少工程量。

如图5，甲站的设计标高为600m，在前方约9.3km的地方需设乙站，其合理的设计标高约为608m。两站之间为平缓坡地。此时，两车站间的线路纵断面可设计成三种形式。

4

图5缓坡地段的站间纵断面设计

这三个方案的线路长度和工程量都很接近，但就列车出站加速和进站减速的条件而言，不论甲站或乙站，均以方案①最有利。所以，应按方案①的纵断面来考虑线路的平面位置。这样定线可以改善列车运行条件。

（四）纸上定线方法 1．纸上定线的特点

纸上定线：是在等高线地形图上定出线路位置。由于地形图是实地地形的缩影，使纸上定线具有下列特点：

1）能迅速判明线路行经地区的水系，分水岭和地形起伏的情况，有利于大面积选线，不遗漏最优方案。 2）在图纸上便于迅速标出线路位置，有利于多方案比较，保证选线质量。

3）在图纸上易于修正线路位置，因而能够仔细研究和评比方案，做到精心设计。 4）纸上定线耗费人力少，速度快。

由于纸上定线具有以上特点，因而成为铁路选线工作的基本方法，也是野外选线工作的准备和基础。然而，地形图受测图年代和比例尺的，与实地情况总会有所出入，影响到纸上定线的精度和个别地段的可靠性。

2．纸上定线的步骤和方法

纸上定线工作的内容和方法，随不同的设计阶段和不同比例尺的地形图而有所不同。典型的纸上定线所包括的基本步骤和方法如下： （1）线路走向选择。

（2）编制规划纵断面及概略定线。

1）根据初步拟定或给定的坡度，按航空折线段的地面平均自然坡度划分缓坡地段或紧坡地段。

Fmax或允许的站间距离，初步分布车 2）编制规划纵断面：根据允许最大区间往返走行时分W站，编制各航空折线方案的规划纵断面。

3）在地形图上绘出线路概略位置：紧坡地段作导向线表示线路概略位置；缓坡地段一般直接用航空折线表示线路概略位置，必要时可绕避明显的平面障碍和高程障碍，与此同时修正车站分布和规划纵断面。 如果是在大比例尺（1：2000～l：5000）带状地形图上定线，由于线路方向明确，就不需要做规划纵断面和概略定线，可直接进行平、纵断面设计。 （3）概略比选

用概略定线得出的指标——线路长度、展线系数、通过能力、最大坡度、拔起高度、车站数目、桥梁和隧道座数及长度等，评选出较好方案，作为平面、纵断面设计的依据。 （4）平面和纵断面设计

平面和纵断面设计的目的是要设计出线路的几何形状和在空间的具体位置。其要点如下：

1）利用三角板和铁路曲线板，参照概略线路，引绘线路平面。要注意直线与曲线的配合，选配合理的曲线半径，并考虑到《线规》的有关规定、地形地质特点和有关技术经济要求。 2）用量角器量出曲线偏角，选配缓和曲线长度，求出切线长，曲线长。

3）按切线长在地形图上定出曲线的直缓点和缓直点。由设计起点或后方曲线的缓直点开始，量出各千米标、百米标和直缓点里程。直缓点里程加曲线长，即得该曲线缓直点里程。

4）按里程及地面特征点（设加标）的标高，以规定的比例尺绘出纵断面图的地面线；在纵断面图“线路平面”栏按里程绘出平面示意图，曲线内侧填注曲线要素。

5）根据地面起伏、地面横坡、地质条件和规范有关规定，进行纵断面设计（填挖高要适当），定出各个坡段长度（一般取50m的整倍数）及坡度大小（除折减地段外，一般取0.5‟整倍数）；计算变坡点处的路肩标高（取至cm），绘出设计坡度线。

(tt)5

6）通常在定出一小段平面后，紧接着设计纵断面。在试定出3～5km线路后，进行全面的检查、分析，看线路是否合理。经过修改，至满意为止。

重复以上步骤，设计下一段线路，直至设计终点。最后，按标准图式绘制平面图与纵断面图。 （5）桥隧及其他单项工程的布置

线路设计的合理性，要结合单项工程的布置与设计综合考虑。除车站分布已如前述外，还应进行桥梁、涵洞的分布、流量与孔径的计算，确定隧道洞口位置与隧道长度，以及布置挡土墙等。这些工作应由有关的专业配合进行，综合反映到平、纵断面设计中。

（五）线路平面、纵断面的改善

对初步定出来的线路平面和纵断面，进行研究分析，将会发现修改原定线路某些地段，可以减少工程数量和改善运营条件。在技术设计（或施工设计）阶段，平、纵断面是编制施工文件最重要的依据，尤应认真复核、研究和修改，做过细的工作。

线路平面、纵断面的改善，一般是从分析研究入手，找出存在问题及其解决办法，然后作局部修改。小的改动是凭经验判断，较大的改动需要通过技术经济比较确定。在设计上，平、纵、横断面三者是互相制约的。改动平面，要检查纵、横断面所起的变化；改动纵断面，要检查横断面的变化和平面位置的合理性。在方法上没有固定模式，而是针对问题，分析解决。

为了减少填挖量而修改线路平面时有如下三种典型情况：

（1）线路平面为直线时，如果全部是高路堤，则线路在平面图上平行地向地形较高的方向移动；如果全部是深路堑，则线路向地形较低处平行移动。

（2）线路为直线段，而施工标高从一端向另一段逐渐增加，改善时填挖较小的一端线路平面位置不动，移动较大的一端，使地面线更接近于设计线。

图6改变设计坡度减少工程

（3）线路填挖高度是两端逐渐向中间增加的，若线路为直线段则可将直线改为折线，在中间加设曲线，以减少填挖高度；若线路为曲线段则可增大或减少曲线半径以适应地形。

现以常见的修改平、纵断面以减少填挖方数量的几种情况为例，说明如下：

1)原坡度设计不当，局部地段出现填挖方过大时，可改变坡段组合或设计标高以减少填挖方数量，如图6所示。

2）原设计坡度不宜改动（如已用足最大坡度），但在纵断面图上填挖高度由一端向另一端逐渐增大到不合理的程度时，则可根据具体情况改变线路平面位置，如将线路扭转一个角度（如图7）。

图7 扭转切线减少工程

6

3）坡度设计合理，而在纵断面图上填挖高度由两端向中间逐渐增大到不合理的程度时，则可增设曲线或改变曲线半径以减少中间的填挖高度（如图8）。

图8 改变曲线减少工程

4）当平面曲线和切线配合不当而引起工程增加时，应重新调整偏角和配置曲线，以减小工程量。如图9所示原定线路的纵断面图上，两涵洞间一段挖方和右侧一段填方都很大。经在平面图上研究，发现在挖方处将线路往低处横向移动，填方地段往高处横向移动，即可减少挖方和填方。为此，改变了曲线半径和右侧的切线方向。

图9 改动切线和曲线半径减少工程 （5）定线注意事项

1）平面设计要符合《规范》的有关规定，并力争为运营创造良好的条件。

2）站坪外第一个竖曲线和缓和曲线均不侵入站坪，且保证车站两端的平面缓和曲线与纵断面的竖曲线不重合。这就必须保证车站站坪末端与站外第一个平曲线的转点之间的直线长度不小于：

式中：Tsh——竖曲线切线长(m)；当Rsh=10000m时，Tsh=5△I； l0——平曲线缓和曲线长度(m)；

Ty2Tsh0.5l0Ty——圆曲线切线长(m)；

3）曲线毗连地段，应保证必要的夹直线长度（LJ），纸上定线时，仅绘出圆曲线上，相邻两圆曲线端点（YZ、ZY）间直线段的长度应满足：

7

ll01lLjnin0222(m)

夹直线长度不够时，应修改线路平面，可首先考虑减少曲线半径或选用较短的缓和曲线长度；其次可

考虑改移夹直线的位置；以延长两转点之间的直线长度和减少曲线偏角。

4）竖曲线和缓和曲线的重叠

为了保证竖曲线不与平面缓和曲线重叠，纵断面设计时，变坡点离开缓和曲线起终点的距离，不应小于竖曲线的切线长。

5）注意正确进行最大坡度折减，不允许出现超限坡度。 6) 线路跨越较大河流时，要力争线路与河流正交。

7)沿河谷定线时，不应将线路定在沟谷中心；线路跨越沟谷时，斜交角度不应太小，以免加长桥涵长度。

（增加桥涵设置的相关内容）

8)确定隧道洞口位置时，应贯彻“早进洞晚出洞”的原则。洞口不宜设在沟心，应尽可能将洞口线路选在沟谷一侧与等高线正交处。洞口挖方高度不宜太大，应尽可能将洞口控制在12~14m范围内，洞顶最高处应有足够的覆盖厚度，本设计控制在25~30m。

9)坡段长度应取50m的整倍数，紧坡地段设计坡度应取0.1‟的倍数。缓坡地段的设计坡度应取为0.5‟的整倍数。

10) 应注意比较方案和基本方案末端连接处的里程不同时，以基本方案为准，比较方案在连接点采用断链予以特别标注；比如，比较方案C2K18+374.15=基本方案C1K18+124.76，长链249.39m。

（六）最大坡度折减方法

最大坡度折减包括曲线地段的最大坡度折减、小半径曲线粘降折减和隧道地段最大坡度折减。 1）曲线地段最大坡度折减

处于紧坡地段的曲线地段，应考虑最大坡度折减，以保证列车以不低于计算速度运行。曲线地段的设计坡度为：

半 iimaxiR（‟）

imax——设计线最大坡度值（‟）；

iR——曲线阻力的相应坡度折减值（‟）；

曲线最大坡度折减应注意下列问题：

（1）当设计坡度值和曲线阻力之和不大于最大坡度值时，此设计坡度不用折减。 （2）既要保证必要的折减值，又不要折减过多，以免损失高度使线路额外展长。

（3）折减时，涉及的曲线长度系指未加设缓和曲线前的圆曲线长度；涉及的货物列车长度应取近期货物列车长度；

（4）折减坡段长度应不短于且尽量接近于圆曲线长度，取为50m的整倍数，切不小于200m。通常情况下，所取的坡段长度还不宜大于货物列车长度。

（5）折减后求得的设计坡度值，取小数点后一位，第二位数舍去。 曲线路段最大坡度折减方法如下：

(1) 两圆曲线间不小于200m的直线段，可设计为一个坡段，不予折减，按最大坡度设计； (2)长度不小于货物列车长度的圆曲线，可设计为一个坡段，曲线当量坡度的折减值为：

(3)长度小于货物列车长度的圆曲线，曲线当量坡度的折减值为：

10.5iRLiiR600R（‟）

（‟）

式中，α——曲线偏角（°）； R——圆曲线半径；

Li——折减坡段长度；当所取的折减坡段长度大于货物列车长度时，Li取货物列车长度。 (4)若连续有一个以上长度小于货物列车长度的圆曲线，其间直线段长度小于200m，可将小于200m的

8

直线段分开，并入两端曲线进行折减；坡度折减值按3）中的公式计算；也可以将两三个曲线合并折减，折减坡段长度不宜大于货物列车长度；曲线当量坡度折减值为：

10.5iRLi（‟）

式中，——折减范围内的曲线偏角总和（°）。

(5)当一个曲线位于两个坡段上时，每个坡段上分配的曲线偏角度数，应按两个坡段上曲线长度的比例计算：

1Ly1Ly;21；

曲线当量坡度折减值按1)~4)中的方法计算。 2)小半径曲线路段的最大坡度折减

位于长大坡道上的小半径曲线路段的设计坡度为：

iimaxiRii（‟）

按下表取值。

内燃、电力牵引小半径曲线粘着坡度折减值（‟） i 4 6 9 12 15 20 25 0.90 1.65 2.45 3.20 4.00 30 1.05 1.95 2.90 3.80 4.70 R(m) 450 0.2 0.25 0.35 0.45 0.55 0.70 400 0.35 0.5 0.65 0.85 1.05 1.35 350 0.5 0.7 1.00 1.25 1.50 2.00 300 0.7 0.9 1.30 1.65 2.00 2.60 250 0.85 1.15 1.60 2.05 2.50 3.25 3)隧道内的最大坡度折减 位于长大坡道上且隧道长度大于400m的路段，设计坡度值为：

isimax（‟）

式中，s——隧道内的最大坡度系数，可按下表取值。 牵引种类 电力牵引 内燃牵引 隧道长度(m) 401~1000 0.95 0.90 1001~4000 0.90 0.80 >4000 0.85 0.75 隧道最大坡度折减范围仅限于隧道长度内，并随折减坡段取值，进整为50m整倍数。 内燃牵引时，还需要按要求在上坡进洞前设置加速缓坡。（见教材相关章节）。 三、确定牵引定数及列车长度

为了进行线路平纵面设计，应首先根据给定的主要技术标准确定牵引质量、列车长度等资料。 1．确定牵引定数及列车长度 1) 牵引质量计算

按坡度上以机车计算速度运行为条件

'yFjP(w0gix)G (t)

式中 G——牵引质量(t)，取50t整倍数，舍去不足50t的余数；

9

\"w0gix P——机车计算质量或其和(t) ;

Fj——机车计算牵引力(N)，可从常用机车特性表中查出；

2 ix——坡度、加力牵引坡度(‟)； g——重力加速度，一般计算可取10m/s；

w’0、w”0——计算速度j下的机车、车辆单位基本阻力（N）。

机车单位基本阻力按下列公式计算： 韶山1、韶山3、韶山4

'w022.50.19V0.0032V2(N/t)

V韶山7

'w014.00.038V0.00348V2（N/t）

东风、东风3

'w029.30.073V0.00271V2(N/t)

东风4（客、货）、东风4B（客、货）、东风4C（客、货）

'w022.80.293V0.00178V2（N/t）

东风8

V0.00391V (N/t) w024.00.022东风11

'2

车辆单位基本阻力

'w08.600.054V0.00218V2 （N/t）

\"2w22.30.052V0.00675V0滚动轴承 空车 (N/t) \"V0.00126V2 (N/t) 重车 w010.90.026\"2w15.30.244V0.00421V0滑动轴承 空车 (N/t) \"2w10.70.011V0.00236V0 重车 (N/t)

2) 起动检查

Gq'yFqP(wqgiq)\"wqgiq (t)

式中 Fq  机车计算起动牵引力（N），常用机车查表1－1或1－2；

w q 机车单位起动阻力（N/t），电力、内燃机车为50 N/t；

iq  起动地点的加算坡度值（‟）。 w q 货车的单位起动阻力（N/t），按下式计算；

滚动轴承

'wq35 （N/t）

滑动轴承 (N/t)

滑动轴承担时，若计算结果小于50，取为50N/t。

当Gq≥G时，列车可以起动；如Gq＜G，列车不能起动，应根据具体情况降低牵引质量G，或减小站坪设计坡度。

3）到发线的有效长度对牵引质量的检查

Gyx(LyxlaNJLJ)q\"wq304iq (t)

式中

Lyx——到发线有效长度(m)

LJ——机车长度(m)；

10

NJ——机车台数;

q——车辆平均每延米总重(t/m)，取5.677(t/m)；

la——停车制动的附加安全距离，通常取30(m)。 4）确定牵引定数

根据上列计算，取其中最小者作为设计区段的牵引定数，并取为10t的整倍数，不足10t者舍去。 5) 列车长度、牵引净重、列车编挂辆数 可分别按下式计算

Gq (m)

GJKJG (t) LlLJn＝

Gqp （辆）

式中 KJ——货物列车净载系数，取0.72；

Ll——列车长度(m)，计算结果保留两位小数； GJ——牵引净重(t)，计算结果保留两位小数；

G——牵引定数(t)；

n——货物列车牵引辆数，计算结果舍位整数；

q——货物列车平均每延米质量(t/m)，取5.67t/m； qp——每辆货车平均总质量(t)，取78.998t. 四、区间能力检算

站间平纵面设计好以后，应检查站间的输送能力是否能完成国家要求的运输任务。为此需要完成下列任务：

——计算区间往返行车时分；本设计中，计算区间往返行车时分可用均衡速度法。 ——区间能力检算。 1.运行时分计算

列车在区间的速度和运行时分是铁路的重要运营指标之一，也是评价线路优劣及估算运营支出的一项重要指标。解算列车运行速度及运行时分的方法，实际上就是结合线路情况解算列车运动方程式。单位合力曲线是解算列车运动方程式的基础。本课程设计要求的均衡速度法，属于简化的图解法。

1） 单位合理曲线图

坡道、曲线等阻力值不与速度成函数关系，而且因地而异，绘制合力曲线时，先按列车在空旷平直道上运行考虑，暂不计入坡道、曲线等附加阻力，具体应用时，再根据列车运行路段的线路情况，计入加算坡道附加阻力值。

（1） 单位合力曲线图的意义

通常先列表计算出在三种工况下各种速度时的单位合力，再绘制成单位合力曲线图，以便使用。计算单位合力时，必须给出机车类型、机车数量及牵引方式、牵引质量、列车单位闸瓦压力等条件。

附表给出ＳＳ１、ＳＳ３、ＳＳ４和ＤＦ４四种机车牵引时的单位合力曲线计算表；根据相应的计算资料，绘制出对应各种机车的单位合力曲线图，见附图。

合力曲线图上，取纵轴为速度轴，横轴为单位合力轴；原点左侧为正，右侧为负。合力曲线图中分别绘制出牵引运行的单位曲线fw0f(V)，惰力运行单位合力曲线w0f(V)，空气制动单位合力曲线

0.5bw0f(V)，电阻制动单位合力曲线bdw0f(V)，空气与电阻制动单位合力曲线0.2bdw0f(V)。

单位合力曲线图上还绘有列车坡道上的限速线（如图中的斜直线），供解算下坡道上列车运行速度及运行时分时应用。

（２）单位合力曲线图的应用

单位合力曲线图是按列车在平、直道上运行情况计算的，即单位合力曲线应扣除加算坡道的阻力，即

cf(V)10ijij0。如果列车运行路段有加算坡道时，

10ij，故只需要将单位合理曲线图中的纵轴移动一个

11

值；

ij为正值时，纵轴向左移动

i10ij值；

ij为负时，纵轴向右移动

10ij值。这时原来各条cf(V)曲线对新

的坐标轴关系，就是列车在j坡道上运行时的单位合力曲线。

（３）均衡速度（速度）的确定

在合力曲线图上，速度轴与各工况cf(V)曲线相交处单位合力c=0，这时列车就以该点所对应的速度作为等速运行，该速度成为均衡速度。线路状况不同（即加算坡道

iiij 不同），则均衡速度不同。机车操作

i工况不同，均衡速度也不同。使用时，先算出j，根据j的正负将速度轴左或右移动１０j，此时速度轴

与限速线的交点即为对应坡道上的速度。

２）均衡速度法求行车时分

均衡速度法是假定列车在每一个坡道上运行时，不论坡道长短，也不论进入坡段时的初速高低，都按该坡道的均衡速度或速度作为等速运行考虑。按这样的速度来计算列车运行时分的方法成为均衡速度法。根据这一假定，第i坡道上的行车时分可按下式计算：

上坡：

tiL60LiVjh (min) ；下坡：

tiL60LiVx(min)

式中 Li——第i坡段的长度(km)； 得。

Vjh,Vx——第i坡道相应的均衡速度、速度(km/h)；可根据加算坡度值从合力曲线图中查

tiL——第i坡道上相应的走行时分(min) .

站间走行时分为各坡道走行时分之和，应按上下行方向分别计算。计算能力时，列车按一个方向起停，另一个方向通过考虑，而均衡速度法计算的行车时分是按双方向通过计算的。因此，计算运行图周期时，还应加上起停附加时分

tq、tt。q、tt与牵引质量以及进出站线路纵断面情况有关。一般电力、内燃牵引时

tqt起动附加时分取１～３(min)；停车附加时分取１～２(min)。本课程设计Ａ、Ｂ两站，按一个方向停车，一个方向通过考虑，行车时分为

TABTBA、tt共按3(min)计。因此，对

(min)

行车时分计算格式见下表。 方向 行车时分计算表 坡段长度 设计坡度曲线当隧道当量计算坡度均衡速度 (km) i 量坡度 坡度 ij (速度) (‟) ir(‟) is(‟) (km/h) b(‟) 每公里走该坡道行时分走行时(min/km) 分 (min) 8 9 ttiLiLtqtttiL3 (min)

1 2 3 4 5 6 7 „„ 甲-乙 „„ 乙-甲 表中：

第1栏 为方向，即分别按上、下行方向来计算各坡道的走行时分；

12

第２栏 为坡段长度，即纵断面上的设计坡段长度；

第3栏 设计坡度，即纵断面上设计坡度栏目的数值，上坡为正，下坡为负； 第４栏 曲线当量坡度，可按下式计算：

10.5

irLi（‟）

式中：——为该坡段范围内的曲线转角和，如果一个曲线跨两个坡段时，则根据曲线长度按比例分配角度数；

ir——为曲线当量坡度，恒为正值。

第5栏 隧道当量坡度，恒为正值，可按下式计算：

LsVs2（‟）当隧道内为坡道时，is0.0001；

当隧道内为非坡道时，is0.13Ls（‟）；

Ls——隧道长度(km)

Vs——列车在隧道内运行速度(km/h)，上坡取计算速度，下坡取速度。

第6栏 3、4、5栏的代数和。 第7栏 为均衡速度，

Vjh或Vx可根据第6栏的加算坡度数值在合力曲线上查得。

60/Vjh第8栏 为每公里走行时分或60/Vx。

第9栏 为该坡道走行时分，第2栏乘第8栏数值。 2．区间能力检算 1） 通过能力检算

1440TTTZ （对/d）

TZ(twtF)(tBtH) （min） N式中 TT——日均综合维修“天窗”时间，电力牵引取90min，内燃牵引取30min；其余符号意义见《铁路选线设计》、《铁道工程》。 2） 输送能力计算

C365NHGJ106NHNPTNPT （Mt/a）

NLLNZZNKHKH (对/d)

N(NKKNLLNZZNKHKH)1 （对/d）

式中 μ——满轴系数，取L0.5,Z0.75,KH0.75；

ε——扣除系数，取K1.3,L2.0,Z1.5,KH1.2,0.2

3） 检查计算的输送能力是否满足任务书要求的输送能力 六、编写说明及图纸整饰 （一）说明书内容

1 设计任务（出发资料） 2 定线概述

（1） 起迄点间地形特征与控制点（如垭口、桥位、平面障碍等）；

（2）定线说明：分段描述定线工程，其中如填挖过大、线路与河流斜交，采用困难条件下的线路标准时，均应说明理由，最好将定线不同方案的平纵面草图附入说明书；

（3）采用方案的优缺点评述及改善意见。 3．该站间的输送能力检算资料 （二）图纸整饰

13

1． 平纵面图严格按指示书中附图的图式绘制和整饰。

线路平面图和纵断面图是铁路设计的基本文件。在各个设计阶段都要编制要求不同、用途不同的各种平纵面图，其比例尺、项目内容和详细程度均不相同。

各种平纵面图都有标准的格式和要求，设计时，可参照铁道部通用图《铁路线路图式》（专线(185)0006）。现从教学需要出发，介绍线路平面图和详细纵面图的基本要求和图中数据计算的方法。

（1）线路平面图

线路平面图，是在绘有初测导线和经纬距的大比例带状地形图上，设计出线路平面和标出有关资料的平面图。

1）线路里程和百米标

整千米处注明线路里程，里程前的符号初步设计用CK，技术设计用DK。千米标之间的百米标注上百米标数注上百米标数。数字写在线路右侧，面向线路起点书写。两方案或两测量队衔接处，应在图上注明断链和断高关系。

2）曲线要素及其起终点里程

曲线交点应明曲线编号，曲线转角应加脚注右(Z)或(Y)，表示左转角或右转角。曲线要素应平行线路写于曲线内侧。曲线起点ZH和终点HZ的里程，应垂直于线路写于曲线内侧。

3）线路上各主要建筑物

沿线的车站、大中桥、隧道、平立交道口等建筑物，应以规定图例符号表示，并注明里程、类型和大小。如有改移公路、河道时，应绘出其中线。

（2）详细纵面图

详细纵断面图，横向表示线路的长度，竖向表示高程。 1）线路资料和数据

标注在图的下方，自下而上的顺序为：

a.连续里程。一般以线路起点车站的旅客站房中心线处为零起算，在整千米处注明里程。

b.线路平面。是表示线路平面的示意图。凸起部分表示右转曲线，凹下部分表示左转曲线。凸起与凹下部分的转折点依次为ZH、HY、YH、HZ点。在ZH和HZ点处要注上距前一百米标的距离。曲线要素注于曲线内侧。两相邻曲线间的水平线为直线段、要标注其长度。

c.百米标与加标。在整百米标处标注百米标数，加标处应标注距前一百米的距离。

d.地面高程。各百米标和加标处应填写地面高程。在地形图上读取高程时，精度为十分之一的等高线距；外业测得的高程，精度为0.01m。

e.设计坡度。向上或向下的斜线表示上坡道或下坡道，水平线表示平道。线上数字表示坡度的‟数，线下数字表示坡段长度（m）。

f.路肩设计高程。图上应标出各变坡点、百米标和加标处的路肩设计高程，精度为0.01m。

g.工程地质特征。扼要填写沿线各路段重大不良地质现象、主要地层构造、岩性特征、水文地质等情况。

2) 纵断面示意图

绘于图的上方，表示线路纵面概貌和沿线建筑物特征。细线表示地面线，粗线表示路肩高程线。纵断面示意图的左方，应标注线路的主要技术标准。车站符号的左右侧，应写上距前后车站的距离和前后区间的往返走行时分。设计路肩高程线的上方，要求出线路各主要建筑物的名称、里程、类型和大小。

绘出断链标和水准基点标的位置和数据。

14

选线课程设计组卷要求

一、 文本大小：16开本 二、 组卷顺序

1． 封面 2． 目录

3． 说明书正文 4． 附件

1） 线路平面图 2） 线路纵断面图

5．封底

选线课程设计说明书内容编写要求

要求说明书简明清晰，计算中所采用的所有参数均应说明数据来源，公式中的所有符号均应说明含义。说明书编写参考下列条目及要求。 一、 课程设计任务书（出发资料） 二、 牵引计算资料

（一） 牵引质量计算 （二） 起动、到发线有效长度检算 （三） 确定牵引定数 （四） 列车长度、牵引净重、列车编挂辆数计算 三、线路走向方案概述

（一） 沿线地形地貌概述

起迄点间地形特征（如山梁、河谷地形起伏变化走势）及控制点（如垭口、桥位、村镇等平面障碍等）； （二） 线路走向方案

对概略定线的各走向方案的各项指标（如折线长度、沿线地形、起伏情况、高差大小、紧坡与缓坡地段概略长度、桥隧工程概况）进行初步描述和评比。选定本设计的走向方案。 四、选定方案定线说明

（一） 定线原则

紧坡地段定线原则、缓坡地段定线原则 （二）平面设计 1．定线说明

平面共设曲线 处，其中最小曲线半径为 米。 以起点至山梁紧坡地段、山梁至中河（兰交河）、中河（兰交河）至线路终点分段描述定线过程，其中如填挖过大、线路与河流斜交，采用困难条件下的线路标准时，均应说明理由，最好将定线不同方案的平面草图附入说明书；

2．平面主要技术指标 1)平面设计技术指标表

i

项目 正线线路总长 曲线个数 曲线线路延长 曲线占线路总长比例 最大曲线半径 最小曲线半径 2）平面曲线要素表 交点 编号 曲线半径 (m) 曲线转角 (°) 平面设计技术指标表 单位 km 个 km % m m 平面曲线要素表 缓和曲线 长度（m） 线路指标 圆曲线 长度(m) 圆曲线 切线长(m) （三）纵断面设计 1．纵断面设计原则

1)紧坡地段设计原则与最大坡度折减方法 2)缓坡地段定线原则 2．线路纵断面设计概述

以起点至山梁紧坡地段、山梁至中河（兰交河）、中河（兰交河）至线路终点分段描述定线工程，其中如填挖过大、采用困难条件下的线路标准时，均应说明理由，最好将定线不同方案的平纵面草图附入说明书；

3．纵断面设计主要技术指标表

纵断面设计主要技术指标表 项目 单位 指标 全线坡段总数 个 最大坡段长度 km 最大坡度地段占线路总长比例 % 有害坡地段（i>6‟）长度 km 有害坡地段占线路总长比例 % （四）设计方案的优缺点评述及改善意见

五、站间输送能力检算 （一） 通过能力 （二） 输送能力 （三） 能力检算及评价

ii

附录一 新线设计图表资料

技术指标表 附表1-1 数量 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 项 目 建筑长度 运营长度 航空距离 展线系数 通过能力 输送能力 最大坡地段长度（上行） 最小曲线半径地段（长度/个数） 克服高度总和 土石方工程 大桥 其中最大桥长 中桥 小桥 涵洞 隧道 其中最大隧道长 单位 正线公里 正线公里 公里 对/天 M万吨/年 公里 米/个 米 万立方米 座/延米 延米 座/延米 延米 座/延米 座/延米 米 一

附图 1-2 SS3型电力机车合力曲线图 SS3 型 电 力 机 车 单 机 牵 引 合 力 曲线 计 算 工序况 号 牵1 引运2 行 3 （i=12‟ 项目 0 P=138t G=2000t v=48km/h F=317800kN θh=0.28） 速度 10 20 23.6 30 33.5 372.70 335.43 2.88 3963.11 4283.25 447 36335940 47 47.5 31725514920014211396148 60 66 70 80 90 100 F (kN) Fy=0.9F (kN) 415415337 .20 .20 .50 373373303.60 .00 327323 .80 .10 .10 .10 .20 .80 .00 2862291341801271028.68 .68 .75 2.47 3402.47 3412.76 380.24 .10 3.52 4863.85 5313.87 534.02 .59 .19 .09 .98 .42 .90 3.90 5384.54 62.90 6755.15 7105.82 8026.55 9047.35 101ω0ˊ(N/kN) Pω0ˊ(N) 4 .86 .14 .60 .97 .90 .90 .04 .28 .68 .10 .80 .91 .42 .88 .18 4.30 5 ω0\" (N/kN) Gω0\" (N) 0.98 1960.00 0.98 1961.00 22.58 1.07 2132.00 24.65 1.10 2205.80 25.53 1.18 2353.00 27.29 1.22 2442.16 28.35 1.31 2624.00 30.51 1.42 2843.45 33.11 1.43 2860.06 33.30 1.44 2876.80 33.50 1.66 3316.00 38.68 1.78 3562.60 41.58 1.87 3737.00 43.63 2.10 4208.00 49.16 2.36 4729.00 55.26 2.65 5300.00 61.94 6 7 8 W0=(Pω0ˊ+Gω-30\")10g (kN) Fy-W0 (kN) 22.57 351351279 308.14 2962 25219092.61 4.42 136.46 6.51 78.82 3.76 47.16 2.25 802.96 38.28 .11 .10 .10 9 0.73 .99 14.15 13.83 .52 .91 12.04 9.10 fy-ω=(Fy-W0)103/(P+G)g ω30=W010/(P+16.74 16.74 13.31 14.69 惰1行 0 1.08 1.08 1.18 1.22 1.30 1.35 1.45 1.58 1.59 1.60 1.84 1.98 2.08 2.34 2.63 2.95 a

电1阻1 制1动 2 13 G)g (N/kN) Bd(kN) bd (N/kN) ω0+0.9bd (N/kN) Φh 127.80 301238213 302.10 239210206180159142.70 .40 .20 14.38 14.16 0.174 48.69 25.52 10.91 0.171 47.88 25.16 25.18 11.37 11.53 0.167 46.88 24.74 22.04 10.17 10.50 0.166 46.49 24.60 20.81 0.1 45.94 24.42 10. 0.163 45.51 24.33 10.68 .40 .00 .00 .50 .90 .00 11.41 12.12 0.162 45.46 24.33 10.69 0.161 44.97 24.33 22.25 10.01 10.99 0.160 44.79 24.38 20.95 9.82 10.92 0.160 44.69 24.42 20.84 8.61 10.09 0.159 44.48 24.58 19.84 7.62 9.50 0.158 44.31 24.79 19.12 6.77 9.05 0.158 44.18 25.04 18.56 6.09 14.40 14.55 0.162 45.48 24.33 25.09 6.56 空1气4 制1b=1000Φh动 5 θh (N/kN) 1ω0+0.5b 6 (N/kN) 空 0.2b+bd+ω气0 (N/kN) 电阻制动 0.420 117.60 59.88 24.60 0.191 53.62 27.88 17.

b