西南交通大学土木工程（铁道工程）专业毕业设计.doc

西南交通大学网络教育学院 题题 目：目： 铁路线路大修设计铁路线路大修设计 专专 业：业：土木工程（铁道工程）土木工程（铁道工程） 学学 号：号： 1292119112921191 姓姓 名：名： 指导教师：指导教师： 学习中心：学习中心：直属学习中心直属学习中心 西西 南南 交交 通通 大大 学学 网网 络络 教教 育育 学学 院院 2014 年年 10 月月 14 日日 西南交通大学网络教育学院 2 院系 西南交通大学网络教育学院 专 业 土木工程 年级 2012 级-39 班 学 号 12921191 姓 名 学习中心 直属学校中心 指导教师 题目 铁路线路大修设计 指导教师 评 语 是否同意答辩 过程分(满分 20) 指导教师 (签章) 评 阅 人 评 语 评 阅 人 (签章) 成 绩 答辩委员会主任 (签章) 年 月 日 西南交通大学网络教育学院 3 毕毕 业业 设设 计计 任任 务务 书书 班 级 39 班 学生姓名 学 号 12921191 发题日期：2014 年 9 月 30 日 完成日期：2014 年 10 月 15 日 题题 目目 铁路线路大修设计 题目类型题目类型：工程设计 技术专题研究 理论研究 软硬件产品开发 一、一、设计任务及要求设计任务及要求 1、铁路线路大修设计是培养学生综合运用所学的基础理论、基本知识和基本技 能，分析和解决实际问题的能力。它具有很强的实践性和综合性，是培养学生 独立工作的一种良好途径和方法。在设计过程中，我重温和巩固了以前所学的 基础理论和专业技术知识，弥补了自身在这些方面的欠缺，同时更深刻的体会 到了作为一名铁道线路工作者无论是在设计还是在施工过程中，都必须以科学 严谨的态度将理论与实践切实联系起来。在设计中，我翻阅了大量的参考资料。 努力使所学的知识不断地系统化，不断地融会贯通。 2、在施工过程中，将以此为基础，编制各主要分部分项工程的施工技术方案， 用于指导具体施工，使施工的全过程各个环节始终处于受控状态，达到高质量、 高标准、高水平，使相关部门满意，工程管理更加合理而有效。 3、本工程是某公司树立信誉，建立公司内部合作的又一契机，指导思想是：发 挥自身优势，加强科学管理，配备充足机械，运用先进、成功的施工技术，确 保合同内容全面按期完成； 二、学生应完成的任务学生应完成的任务 深刻了解线路大修的意义及如何进行线路大修，线路大修的设计， 平端面，纵断面的设计条件原理，能合理安排人员，机具。并保证施工任务的顺利完 成。 西南交通大学网络教育学院 4 三、三、论文各部分内容及时间分配：（共论文各部分内容及时间分配：（共 8 周）周） 第一部分 绪论 ( 2 周) 第二部分 线路大修平面设计 ( 2 周) 第三部分 大修断面设计 ( 1 周) 第四部分 线路大修概算 ( 2 周) 第五部分 全文总结 ( 1 周) 评阅或答辩 ( 周) 四、四、参考文献参考文献 铁道工务.中国铁道出版社 铁路轨道.中国铁道出版社 铁路线路维 修与大修.中国铁道出版社 铁路设计中国铁道出版社 铁路线路大修 工程.中国铁道出版社 铁路线路维修规则.中国铁道出版社 铁路工程 概预算.中国铁道出版社 铁路基本建设工程设计概（预）算编制办法 铁路基本建设工程设计概算编制办法 铁路工程建设材料预算价格 五、五、要求学生搜集的技术资料（指出搜集资料的技术领域）要求学生搜集的技术资料（指出搜集资料的技术领域） 1、本工程全套施工图纸(含各种标准图集)；铁路旅客车站细部设计 ； 2、施工图预算所提供的工程量、工料分析和预算直接成本数据； 3、国家现行的有关标准、规范、规程以及省市地区现行的有关标准定额； 指导教师： 年 月 日 学院审查意见： 审 批 人： 年 月 日 西南交通大学网络教育学院 5 承承 诺诺 一、本论文是本人独立完成； 二、本论文没有任何抄袭行为； 三、若有不实，一经查出，请答辩委员会取消 本人答辩（评阅）资格。 承诺人： 2014 年 10 月 14 日 西南交通大学网络教育学院 6 摘 要 毕业设计是培养学生综合运用所学的基础理论、基本知识和基本技能，分析和 解决实际问题的能力。它具有很强的实践性和综合性，是培养学生独立工作的 一种良好途径和方法。在设计过程中，我重温和巩固了以前所学的基础理论和 专业技术知识，弥补了自身在这些方面的欠缺，同时更深刻的体会到了作为一 名铁道线路工作者无论是在设计还是在施工过程中，都必须以科学严谨的态度 将理论与实践切实联系起来。在设计中，我翻阅了大量的参考资料。努力使所 学的知识不断地系统化，不断地融会贯通。 本设计是京广线大修设计，要求完成线路大修的平面设计和纵断面设计以 及线路大修概算。线路大修的平面设计是京广线下行 k363km+500k378+400 的 平面设计。平面设计的重点是曲线整正计算，重新确定曲线要素及各主要点 的里程，逐步计算每 20m 测点的拨量，然后根据计算的拨量将错动 的线路 拨正到正确的位置上。线路的纵断面设计是选取其中的5 公里 （k364+000k369+000）进行纵断面设计。 线路大修的纵断面设计是在原 有建筑设备的基础上进行，并在保持原有限制坡度的条件下，修正和改善原有 纵断面上不符合技术要求的部分。铁路大修概算主要是对纵断面设计 5 公里的 概预算。铁路工程概算，它与施工组织设计一样，是铁路基本建设工程决策、 设计、招标和施工等各个阶段文件必须包含的基本内容。工程概（预）算是根 据铁路工程各个阶段的设计内容，具体计算其全部建设费用的文件。 关键词：大修设计，线路平面，线路纵断面，概预算。 西南交通大学网络教育学院 目 录 第 1 章 绪论.1 1.1 线路设备大修基本任务及周期.1 1.1.1 线路设备大修基本任务的概念1 1.2 线路设备大修工作的分类 .2 1.3 线路设备大修的内容 .3 1.3.1 普通线路换轨大修主要内容3 1.3.2铺设无缝线路前期工程主要内容.3 1.3.3铺设无缝线路主要内容.4 1.3.4成段更换再用轨(整修轨)主要内容.4 1.3.5成组更换道岔和岔枕主要内容.5 1.3.6成段更换混凝土枕主要内容.5 1.3.7道口大修主要内容.5 1.3.8隔离栅栏大修主要内容.6 1.4 线路设备大修的主要设计图表 .6 1.5 线路设备大修的编制 .6 1.5.1线路设备大修编制的依据.6 1.5.2线路设备大修计划的编制程序.6 1.6 线路设备大修的测量与调查 .7 1.6.1线路测量.7 1.7 线路设备大修应遵循的规程与规范.8 1.8 京广线现状及工程概况 .9 1.8.1京广线现状.9 1.8.2京广线大修的工程概况.10 第 2 章 线路大修平面设计.11 2.1 线路大修平面设计技术条件 .11 2.2 线路平面设计.11 2.2.1校正直线方向.11 西南交通大学网络教育学院 8 2.2.2校正曲线方向.12 2.3 线路平面设计优化.55 第 3 章 大修纵断面设计.57 3.1 线路纵断面设计技术条件.57 3.2 纵断面设计的特点及原理 .58 3.2.1设计特点.58 3.3 纵断面设计的方法和步骤 .60 3.3.1扩大纵断面图.60 3.3.2拉坡设计.61 3.4 纵断面设计优化.62 第 4 章 线路大修概算.66 4.1 工程概（预）算的形式 .66 4.2 大修设计概算方法确定 .67 4.3 工程数量统计.67 4.3.1工程数量统计项目.67 4.3.2工程数量计算.67 4.4 大修设计概算编制.68 4.4.1直接费.68 4.4.5工程项目工程监理费.70 4.4.6合计.70 4.5 大修概算表.70 第 5 章 全文总结.72 参考文献.73 西南交通大学网络教育学院 1 第 1 章 绪论 1.1 线路设备大修基本任务及周期 1.1.1 线路设备大修基本任务的概念线路设备大修基本任务的概念 线路设备大修的基本任务是根据运输需要及线路设备损耗规律，有计划、 按周期地对线路设备进行更新和修理，恢复和提高线路设备强度，增强轨道承 载能力，延长设备的使用寿命。一般情况下，线路大修周期取决于钢轨伤损发 展情况，是以全面更换新钢轨为主要标志，故常称换轨大修。以解决道床脏污、 板结及轨枕失效为重点，全面恢复线路弹性，但不全面更换新钢轨的修理称为 线路中修。中修是仅次于大修的一个修程，除了不全面换轨外，其他工作内容 和要求与大修基本一致。 线路设备大修应由大修设计和施工专业队伍承担，采用必要的施工机械和 运输车辆，并安排与施工项目相适应的施工天窗。线路设备大修应贯彻“运营条 件匹配，轨道结构等强。修理周期合理，线路质量均衡”的原则，坚持全面规划、 适度超前、区段配套的方针，并应采用无缝线路。 二、线路设备大修的周期 铁道部发布的铁路线路修理规则 ，对线路大、中修相应的周期内通过总 重作了规定（见表 1-1） ，以此作为安排大中修的依据，使线路大修的管理更加 科学化。 表表 1-1 线路设备修理周期表线路设备修理周期表 轨道条件周期（通过总重，mt） 轨型轨枕 道 床 大 修 中 修维 修 75kg/m 无缝线路混凝土枕碎石900400500120180 75kg/m 普通线路混凝土枕碎石7003504006090 西南交通大学网络教育学院 2 60kg/m 无缝线路混凝土枕碎石700300400100150 60kg/m 普通线路 混凝土枕或木 枕 碎石6003003505075 50kg/m 无缝线路 混凝土枕或木 枕 碎石55030070100 50kg/m 普通线路 混凝土枕或木 枕 碎石4502504060 43kg/m 及以下钢轨普通线路 混凝土枕或木 枕 碎石25016030 注：当钢轨累计疲劳重伤平均达到 24 根/km 时，应安排线路大修。 1.2 线路设备大修工作的分类 按铁路线路修理规则规定，线路大修分为如下几类： 1. 线路大修通常称为换轨大修。线路上的钢轨疲劳伤损，轨型不符合要求， 不能满足铁路运输需要时，必须进行线路大修。线路大修分为普通线路换轨大 修和无缝线路换轨大修。无缝线路换轨大修按施工阶段可分为铺设无缝线路前 期工程和铺设无缝线路。 2. 成段更换再用轨（整修轨） 。 3. 成组更换道岔和岔枕。 4. 成段更换混凝土枕。 5. 道口大修。 6. 隔离栅栏大修。 7. 其他大修（以上未涵盖的线路设备大修项目列其他大修） 。 8. 线路中修。在线路大修周期内，道床严重板结或脏污，其弹性不能满足 铁路运输需要，应进行线路中修。石灰岩道砟应结合中修有计划地更换为一级 道砟。在无路基病害、一级道砟、道床污染较轻，使用大型沿路机械按周期进 行修理的区段通过有计划地进行边坡清筛，应取消线路中修。因线路设备大修 引起其他设备变动时，应由铁路局在相应的大修计划中统一安排。 西南交通大学网络教育学院 3 1.3 线路设备大修的内容 1.3.1 普通线路换轨大修主要内容普通线路换轨大修主要内容 1. 清筛道床，补充道碴，改善道床断面，整治基床翻浆冒泥和超过 15mm 的冻害，石灰岩道碴应结合大修有计划地更换为一级道碴。 2. 校正、改善线路纵断面和平面。 3. 更换 i 型混凝土枕、失效轨枕和严重伤损混凝土枕，补足轨枕配置根数， 有计划地将术枕成段更换为混凝土枕。 4. 全面更换新钢轨、桥上钢轨伸缩调节器、联结零件、绝缘接头及钢轨接 续线，更换不符合规定的护轨。 5. 成组更换新道岔和新岔枕(另列件名)。 6. 安装轨道加强设备。 7. 整修路肩、路基面排水坡，清理侧沟，清除路堑边坡弃土。 8. 整修道口及其排水设备。 9. 抬高因线路换轨大修需要抬高的道岔、桥梁，加高挡碴墙。 10. 补充、修理并刷新由工务管理的各种线路标志、信号标志、位移观测 桩及备用轨架。 11. 回收旧料，清理场地，设置常备材料。 1.3.2 铺设无缝线路前期工程主要内容铺设无缝线路前期工程主要内容 1. 清筛道床，补充道碴，改善道床断面，整治基床翻浆冒泥和超过 15mm 的冻害，石灰岩道碴应结合大修有计划地更换为一级道碴。 2. 校正、改善线路纵断面和平面。 3. 更换 i 型混凝土枕、失效轨枕、严重伤损混凝土枕，补足轨枕配置根数， 有计划地将木枕成段更换为混凝土枕(另列件名)。 4. 抽换轻伤有发展的钢轨，更换失效的联结零件。 5. 均匀轨缝，螺栓涂油，锁定线路。 6. 整修路肩、路基面排水坡，清理侧沟，清除路堑边坡弃土。 西南交通大学网络教育学院 4 7. 整修道口及其排水设备。 8. 抬高因线路换轨大修需要抬高的道岔、桥梁，加高挡碴墙。 9. 补充、修理并刷新由工务管理的各种线路标志、信号标志、位移观测桩 及备用轨架。 10回收旧料，清理场地，设置常备材料。 1.3.3 铺设无缝线路主要内容铺设无缝线路主要内容 1. 焊接、铺设新钢轨，更换联结零件、桥上钢轨伸缩调节器及不符合规定 的护轨，铺设胶接绝缘钢轨(接头)并按设计锁定轨温锁定线路，埋设位移观测 桩。 2. 整修线路，安装轨道加强设备。 3. 整修道口。 4. 回收旧料，清理场地，设置常备材料。 1.3.4 成段更换再用轨成段更换再用轨(整修轨整修轨)主要内容主要内容 1. 更换再用轨(整修轨)普通线路： （1）更换再用轨(整修轨)、联结零件、绝缘接头及钢轨接续线，更换不符 合规定的护轨； （2）更换失效轨枕、严重伤损混凝土枕； （3）整修线路，安装轨道加强设备； （4）整修道口及其排水设备； （5）回收旧料，清理场地，设置常备材料。 2. 更换再用轨(整修轨)无缝线路： （1）清筛道床，补充道碴，改善道床断面，整治基床翻浆冒泥，石灰岩道 碴应结合大修有计划地更换为一级道碴； （2）校正、改善线路纵断面和平面； （3）更换失效轨枕、严重伤损混凝土枕，补足轨枕配置根数，有计划地将 木枕成段更换为混凝土枕(另列件名)； （4）焊接、铺设再用轨(整修轨)，更换联结零件，更换不符合规定的护轨， 西南交通大学网络教育学院 5 铺设胶接绝缘钢轨(接头)并按设计锁定轨温锁定线路，埋设位移观测桩； （5）整修线路，安装轨道加强设备； （6）整修路肩、路基面排水坡，清理侧沟，清除路堑边坡弃土； （7）整修道口及其排水设备； （8）补充、修理并刷新由工务管理的各种线路标志、信号标志及备用轨架； （9）回收旧料，清理场地，设置常备材料。 1.3.5 成组更换道岔和岔枕主要内容成组更换道岔和岔枕主要内容 1铺设新道岔和岔枕；铺设无缝道岔时，含焊接钢轨、铺设胶接绝缘钢轨 (接头)并按设计锁定轨温锁定道岔，埋设位移观测桩。 2更换道碴。 3整修道岔及其前后线路，做好排水工作。 4回收旧料，清理场地。 1.3.6 成段更换混凝土枕主要内容成段更换混凝土枕主要内容 1全面更换混凝土枕及扣件，螺栓涂油，整修再用枕螺旋道钉。 2清筛道床，补充道碴，整治基床翻浆冒泥和超过 15mm 的冻害。 3整修线路，安装轨道加强设备。 4整修路肩、道口及其排水设备。 5封闭宽枕间的缝隙。 6回收旧料，清理场地，设置常备材料。 1.3.7 道口大修主要内容道口大修主要内容 1整修道口平台。 2更换道口铺面、护轨。 3改善防护设备。 4清筛道床，更换失效轨枕、严重伤损混凝土枕，整修线路及排水设备。 西南交通大学网络教育学院 6 5回收旧料，清理场地。 1.3.8 隔离栅栏大修主要内容隔离栅栏大修主要内容 1更换隔离栅栏网。 2更换或整修隔离栅栏立柱。 3回收旧料，清理场地。 1.4 线路设备大修的主要设计图表 线路大、中修工程主要图表有：纵断面设计图、平面拨量表、曲线表、水 准基点表以及各项工程数量表(如轨料数量计算表、补充道碴数量计算表、轨枕 抽换补充数量表、路基整修工程数量表、道口及桥梁整修表等)。铺设无缝线路 应有无缝线路铺设位置配轨图表、锁定轨温范围、预留轨缝表及有关设计计算 书。 1.5 线路设备大修的编制 1.5.1 线路设备大修编制的依据线路设备大修编制的依据 编制线路大修计划的依据主要是线路大修周期，线路大修任务，线路大修 费 用及现场调查资料和技术经济分析比较资料。 1. 线路大修周期 2. 大修费用 3. 调查研究 1.5.2 线路设备大修计划的编制程序线路设备大修计划的编制程序 1. 建议计划 2. 下达正式计划 3. 组织年度实施计划 4. 年度计划在执行过程中，由于施工因素的变化，可能造成工程变更。 西南交通大学网络教育学院 7 1.6 线路设备大修的测量与调查 1.6.1 线路测量线路测量 1.外业测量 （1）里程丈量 里程丈量是进行线路其他测量与调查的基础，应选择正确的里程标或大型 建 筑物的可靠里程作为起始里程，并与附近公里标核对，与工务文件里程取得一 致。 （2）纵断面测量 线路纵断面测量的目的是，测出所有百米标及加标的轨顶和路肩高程，并 核 对或补设水准基点。所测得的标高作为纵断面设计的依据。 （3）平面测量 平面测量的目的，在于校正线路中心线的位置。在直线上主要是确定直线 方 向，一般先选择固定建筑物作为控制点，或用两曲线间的夹直线的中间线路中 心作为控制点，测出每 50100m 处各点的偏移量，作为直线校正的依据。 （4）道岔测量 道岔测量的目的是弄清现有道岔的位置及其与前后线路的联接。一般在沿 车 站正线里程丈量时，即可测出正线上道岔的主要点位置，如道岔头、尾及开向 等。 2.线路调查 （1） 钢轨 要逐公里调查钢轨类型、铺设时间、使用年限及磨耗、伤损 情 况，记载轻、重伤钢轨的数量及公布。 （2） 轨枕 查清原线路每公里轨枕配置的根数及轨枕的类型；记录与统 计 西南交通大学网络教育学院 8 各公里失效轨枕的数量和类型。 （3） 道床 每 50m 或 100m 量出道床上下底宽度及厚度，在 300500m 范围内，选取有代表性的处所挖取不少于 0.04m3的道砟，测出道床的脏污率 （体积比） ，以确定清筛与起道后需要补充的道砟数量。 （4） 车站 绘出车站平面示意图，记录道岔的位置与运营编号，警冲标， 信号机的位置，车站中心，站台长度，站台帽石至轨顶的高度，站台至股道中 心的距离，正线与相邻到发线和其他股道之间的线间距。 （5） 道口 调查道口的用途、路面类型、道口中心里程、宽度、铺面板 及 护轮轨的情况，道口防护设备及信号标志等。 （6） 桥隧建筑物 对隧道及跨线桥，必须测出轨道中心至边墙或桥台的 距 离，以及净空高度；明桥面要丈量桥梁长度，桥梁横梁及桥墩位置，桥台胸墙 间的距离，桥上护轮轨的类型及长度；有砟桥要量出挡砟墙间的距离、桥台胸 墙以及后缘的位置等；涵洞和明渠要调查其类型、孔径、长度、中心里程及填 土高度等。 （7） 其他 调查线路标志，如里程标、曲线标、坡度标、道口标、鸣笛 标 等各种标桩的位置、数量及完好情况。另外如路基排水、挡护墙、护坡等与大 修设计和施工有关的资料，也应作出记录。 1.7 线路设备大修应遵循的规程与规范 1. 线路设备大修设计文件是指导施工和进行技术经济考核的主要依据，应 严格执行有关技术标准和规章制度。 2. 线路设备大修设计工作应由专业大修设计单位承担。大修设计文件的编 制，应以铁路局工务处批准的“大修设计任务书”或大修计划件名表为依据， 并由铁路局工务处审批。工作量小、技术较简单的件名可由基层单位设计和编 制预算，报铁路局工务处审批。设计任务书包括以下内容： （1）任务范围； 西南交通大学网络教育学院 9 （2）施工单位及施工期限； （3）基本技术要求； （4）投资控制额； （5）提出设计文件的日期； （6）其他。 3. 设计单位在勘测设计中，应征集有关工务段的意见，以供设计参考。对 投资大、技术复杂的大修工程设计，应先提出方案比较，经铁路局工务处组织 有关部门共同审定后编制。 4. 设计文件必须经批准后方可交付施工。设计文件由设计说明书、设计图 表和施工预算三部分组成。文件内容应做到资料齐全、数据准确、图表清晰、 文字简明。 5. 设计说明书应按照不同的工程性质，分别说明以下内容： （1）工程名称及施工地段的起讫里程。 （2）原有设备状态及主要技术标准，病害情况和原因分析。 （3）设计依据。 （4）主要工程内容、数量及采用的技术标准，对施工的技术要求。如因特 殊情况有不符合大修技术条件的项目时，应说明原因和解决办法。 （5）有关施工方法、质量要求、安全措施及其他注意事项。 （6）旧轨料使用数量。 （7）有关附属工程和施工单位的配合要求。 6. 施工预算应根据设计说明书、设计图表、工程数量、施工方法和有关规 定定额进行编制。 7. 在施工过程中，由于各种原因引起预算总额的变动，或更改设计标准和 方案时，应由施工单位提出变更理由，报原设计单位签署意见后，由原批准单 位批准。 西南交通大学网络教育学院 10 1.8 京广线现状及工程概况 1.8.1 京广线现状京广线现状 京广铁路是中国一条从北京市通往广东省广州市的铁路，于 1957 年全线建 成，全长 2324 千米，是中国最重要的一条南北铁路干线，其连接了 6 座省会， 以及多座大中城市。京广铁路是贯通中国南北的重要铁路大通道，国家铁路 南北交通大动脉是中国线路最长，运输最为繁忙的铁路，具有极其重要的战 略地位。由于运输量巨大，铁路线路长期在列车动荷载和自然环境等因素的 影响下，线路状况变得越来越差，日常维护已不能满足线路运营条件，亟待 进行线路设备大修。 1.8.2 京广线大修的工程概况京广线大修的工程概况 1. 平面设计 京广线大修的平面设计，在直线上主要是根据经纬仪穿中测量的结果， 拨正中线，消除漫弯。在曲线上则根据曲线测量资料对曲线进行校正。有的 线路原设计标准偏低，需要通过大修进行改善与提高线路标准，加设或延长 缓和曲线，改变相邻曲线的连接条件或适当增大曲线半径。 2线路纵断面设计 京广线大修的纵断面设计是在原有建筑设备的基础上，和保持原限制坡 度的条件下，消除纵断面上不符合技术要求的部分，尽量改善原有坡度。 现对京广线下行 363km+500378km+400 进行大修设计。 西南交通大学网络教育学院 11 第 2 章 线路大修平面设计 2.1 线路大修平面设计技术条件 1.设计曲线尽量采用单曲线，最小半径曲线应根据线路等级、行车速度 和 地形条件等选定，具体要求参考铁路技术管理规程 。 2. 允许速度大于 120km/h 的线路，不得采用复曲线；其他线路不宜采用 复 曲线，在个别特殊困难情况下可保留复曲线。 3. 线路设备大修时缓和曲线及曲线间的夹直线长度不应低于原线路标准。 4. 直线与圆曲线间应用缓和曲线连接。 5. 并行的两天线路中心距在 5m 以下的曲线地段，内侧曲线超高不得小于 外侧曲线超高的一半，否则应加宽线间距。 6.圆曲线最小长度应满足表 2-1 的规定，允许速度不大于 160km/h 的特 殊困难地段不应短于 25m。 表表 2-1 圆曲线或夹直线最小长度圆曲线或夹直线最小长度 线路允许速度(kmh)20016014012010080 一般140130110806050圆曲线或夹直线最小长 度(m)困难1008070504030 7.尽量改善线路对桥梁的偏心及建筑物的限界等，使其符合规定，外轨超高应根据 工务段提供的数据设置，并符合有关规定。 2.2 线路平面设计 2.2.1 校正直线方向校正直线方向 在线路直线地段，两股钢轨顶面应位于同一水平。线路大修平面设计，在 西南交通大学网络教育学院 12 直线上主要是在直线上主要是根据经纬仪穿中测量的结果，拨正中线，消除 漫弯。 2.2.2 校正曲线方向校正曲线方向 在曲线上则根据曲线测量资料对曲线进行校正。有的线路原设计标准偏 低，需要通过大修进行改善与提高线路标准，加设或延长缓和曲线，改变相 邻曲线的连接条件或适当增大曲线半径等。平面设计的重点是曲线整正计算， 重新确定曲线要素及各主要点的里程，逐步计算每20m 测点的拨量，然后 根据计算的拨量将错动的线路拨正到正确的位置上。曲线平面计算以既有线 为参考标准，计算出的拨动量就是相对于既有线路上各测点应拨动的距离， 拨正后的曲线是新的线路中心，大修施工时应按新的中线铺轨。 曲线整正计算的方法很多，一般在线路日常维修时采用绳正法，而在线 路大修平面设计时常采用偏角法。因此采用偏角法进行曲线拨距计算，可以 满足线路大修的要求。偏角法是应用渐伸线原理，计算既有曲线各点和设计 曲线各对应点的渐伸线长度，其渐伸线长度之差即为各点计算拨量。 已知京广线上某一曲线平面测量时置镜点、里程及各测点实测偏角如表 2-2-1 所示，根据所给数据计算各测点的拨量。 表表 2-2-1 京广线曲线资料京广线曲线资料 曲线编号2偏角 测点号置镜点测点里程度分秒 01k366+240 1+2600010 2+2800015 3+3000114 4+320038 52+3400635 6+36003013 7+38004125 8+40005341 9+4201912 10+44012532 113+46014217 12+4802024 13+50021853 西南交通大学网络教育学院 13 14+52023715 15+54025428 16+56031143 174+58032827 18+6002110 19+62021812 20+64023618 21+6602524 225+6803942 23+70014425 24+7202310 25+74022038 26+76023746 27+78025520 286+80031153 29+82014449 30+84015515 31+8602243 32+880282 33+90021128 347+92021341 35前视点01635 （一）用偏角法测得的曲线资料进行计算时，常用表 2-2-1-1 所示的格式 计算，表中，行号 0-35 表示测点号，栏号 1-8 表示既有曲线偏角资料及渐伸线 长度计算内容。以下按上述步骤及表格各栏目对计算过程进行说明： 第 1 栏：置镜点的位置，据实测填写。 第 2 栏：测点里程，据实测填写。 第 3 栏：实测各测点的偏角 i值，以度为单位，由外业测量记录换算转录 而得。角度精度取小数点后有效数字七位，以保证曲线渐伸线长度的计算精度 达 mm。 为保证曲线转向角 的正确性，要求测量 i时，经纬仪置于不 7 点的前 视点取其前方终切线上 100m 附近的测点，因此，测点 35 未标明里程，或标明 里程，说明测点 35 并非距测点 34 为=20m,测点 35 是个笼统的序号概念。 第 4 栏：各测点弦线与始切线间夹角 i。 （1）不 1 点所测偏角 i即为 i，即 西南交通大学网络教育学院 14 i=i，i=1,2,5; 如 0=0=0.0000000 1=1=0.0027778 5=5= 0.1097222 （2）不 2 点所测偏角 i与 5之和为 i，即 i=5+i，i=6,711； 如 6=5+6= 0.6133333 11=5+11=1.8144444 （3）同理可得其后各置镜点所测得的 i为： 不 3 点：i=11+i，i=12,1317; 不 4 点：i=17+i，i=18,1922; 不 5 点：i=22+i，i=23,2428; 不 6 点：i=28+i，i=29,3034; 不 7 点：35=34+35； （4）=34+35= 14910=0.2470126rad。 第 5 栏：以弧度为单位的 i值，由第 4 栏换算得。 第 6 栏：各测点距置镜点的曲线长（m） 。 j l 第 7 栏：i为测点渐伸线之部分长度，相当于该测点至通过置镜点作平 j l 行于初切线的平行线间渐伸线长度，等于第 5 栏的 i与第 6 栏的之乘积，有 j l 效位数取小数点三位，即精度达 mm。 第 8 栏：既有曲线渐伸线长度即 eji计算，按下式计算： eji= ej 不+第 7 栏内容； 因 ej 不 1=0，故 ej1=1=0.001m，ej2=0.003m， 1 l ej5=5=0.192m； 5 l 又因 ej 不 2=0.192m，故 ej6= ej 不 2+=0.406m, ej7= ej 不 2+7=0.751m, 66 l 7 l 西南交通大学网络教育学院 15 ej11= ej 不 2+11=3.992m； 11 l 仅此类推，ej12=3.992+1.334=5.326m； ej13=3.992+2.883=6.875m； ej17=3.992+11.076=15.068m； 而 ej18=15.068+2.551=17.619m； ej22=15.068+14.749=29.817m； ej23=29.817+3.557=33.374m； ej28=29.817+24.396=54.213m； ej29=54.213+4.676=58.889m； ej33=54.213+24.154=78.367m； ej34=54.213+29.063=83.276m。 （二）设计曲线要素及五大桩里程拟定 设计曲线此时是指根据既有曲线实测资料初步拟定的理论曲线，其要素为 转向角 ，圆曲线半径 r,缓和曲线长度，圆曲线长度 l，切线长 t。 0 l 1. 设计曲线转向角 计算 按渐伸线方法计算拨量，必须满足两条基本要求： （1） 设计曲线 s应与既有线 j相等（误差在 2以内） 。不然的话，将 改动终切线的方向，从而引发改变线路走向造成巨大工程量。 （2） 曲线测设终测点上，设计曲线的渐伸线长度应与既有曲线在该点渐 伸线长度相等。其道理是为了避免将终切线平移而偏离既有曲线路 基引发巨大改建工程量。 设计曲线转向角 取值 35，即 =14910=0.2470126rad 2. 设计曲线半径 r 的选择 设计曲线半径与缓和曲线长度的选择，既要反映既有曲线的实际，又要符 合大修规则的规定，还必须使计算拨量尽量最小，避免引起曲线上桥 西南交通大学网络教育学院 16 隧涵洞、路基及其支挡、道口等站线建筑物的改建工程。因此，在选择曲 线半径及缓和曲线长度时，应遵循下述原则和要求： （1） 在不必要曲线改建的情况下，尽量使设计曲线与既有曲线接近，这 就要求： a曲线半径与缓和曲线长度在符合大修规则的规定下尽量采用既有曲 线的标准； b保持曲线两端直线的位置不变，即转向角保持不变，曲线测量始终点的 拨量均为零。 （2） 力求曲线大修工程量最小，这就要求： a. 尽量使计算拨量的绝对值及其代数和为最小； b. 尽量将曲线上拨量控制点处的计算拨量限制在 0-50mm 范围内。 设计曲线半径的选配方法很多，但是曲线半径的取值与新线设计不同，可 参照表 2-2-2 取值。 表表 2-2-2 曲线转向角 ()曲线半径 r 取整精度（m） 1025 102010 20305 305021 50具体选定 在本次京广线大修设计中设计曲线半径 r 按原来的半径即 r=1970m。 3. 设计曲线缓和曲线长度确定 0 l 本次京广线大修设计曲线缓和曲线长度按原缓和曲线长度即=120m。 0 l 4. 设计曲线曲中点(qz)及直圆点（zy）里程计算 qz 点里程=测设终测点里程- ji e 本曲线测设终测点取测点 34，其里程为 k366+920； 由第 8 栏得 ej34=83.276m 将有关参数代入上式得： qz 点里程= k366+920-= k366+582.867 2470126 . 0 276.83 西南交通大学网络教育学院 17 由于 zy 点里程=qz 点里程- 2 r 所以 zy 点里程= k366+582.867-= k366+339.560 2 2470126. 01970 yz 点里程= k366+826.174 5. 设计曲线五大桩里程 zh 点里程=zy 点里程-= k366+339.560-60=k366+279.560 2 0 l hy 点里程= zh 点里程+= k366+279.560+60=k366+399.560 2 0 l qz 点里程= k366+582.867 yh 点里程=yz 点里程-= k366+826.174-60=k366+766.174 2 0 l hz 点里程= yh 点里程+= k366+766.174+120=k366+886.174 0 l 表表 2-2-3 曲线五大桩里程汇总表曲线五大桩里程汇总表 测点号测点里程五大桩里程 1k366+260 2k366+280 zh k366+279.560 7k366+380 8k366+400 hy k366+399.560 17k366+580 18k366+600 qz k366+582.867 26k366+760 27k366+780 yh k366+766.174 32k366+880 33 k366+900 hz k366+886.174 将五大桩里程表填入表 2-2-1-1 中 6. 设计曲线渐伸线长度计算 设计曲线渐伸线长度 esi计算列入表 2-2-1-2 中第 1015 栏，曲线拨量e 则列于表中第 16 栏。 设计曲线渐伸线长度 esi的计算式随计算测点的具体位置而异，应按表 2-2- 4 分别选择公式计算 西南交通大学网络教育学院 18 表表 2-2-4 测点位置 计算公式 si e 符号含义 zhhy 0 3 6rl l e i si =测点里程-zh 点里程 i l hyyh r l pe i si 2 2 =测点里程-zy 点里程 i l 0 3 2 6 2 rl l r l pe i i si =测点里程-zy 点里程 i l yhhz =测点里程-yh 点里程 i l hz 以后 = si ex x=测点里程-qz 点里程 r l p 24 2 0 zy 点里程=qz 点里程- 2 r (1)zhhy 范围内各测点 计算公式为 esi= 式中 zh 点到测点 i 的曲线长度（m） ； i l 3 7 3 100501974 . 7 12019706 i i si l l e 【计算】测点 0、1 两点，位于设计曲线范围之外，是位于设计曲线的始切线上， 故 es0= es1=0，将之填入第 15 栏中。 测点 3： ,将之填入表中第 13 栏；mkkl440 . 0 560.279366280366 2 0 3 6rl li 西南交通大学网络教育学院 19 ，将之填入表中第 14、15 栏。mes0440 . 0 100501974 . 7 37 2 测点 37： 的递增率为=20m，即20.440m，=40.440m，=100.440m i ll 3 l 4 l 7 l 将之列入第 13 栏； 于是，mes006 . 0 440.20100501974 . 7 37 3 mes047 . 0 4 ，分别列入第 14、15 栏mes714 . 0 7 （2）hyyh 范围内各测点 计算公式：由表 2-2-4 得 r l pe i si 2 2 其中，（第 12 栏）m r i p305 . 0 197024 120 24 2 2 0 li=测点里程zy 点里程 测点 8： l8=k366+400-k366+339.560=60.440m (第 10 栏) （第 11 栏）m l 927. 0 19702 2 8 于是，es8=0.305+0.927=1.232m（第 15 栏） 测点 9： l9=k366+420-k366+339.560=80.440m (第 10 栏) （第 11 栏）m l 642 . 1 19702 2 9 es9=0.305+1.642=1.947m（第 15 栏） 测点 26： l26=k366+760-k366+339.560=420.440m (第 10 栏) 西南交通大学网络教育学院 20 （第 11 栏）m l 865.44 19702 2 26 es26=0.305+44.865=45.170m（第 15 栏） （3）yhyz 范围内各测点 计算公式：由表 2-2-4 得 0 32 62rl l r l pe ii si 式中，li =测点里程-zy 点里程 =测点里程-yh 点里程 i l 测点 27： l27= l26+20=440.440m (第 10 栏) （第 11 栏）m l 235.49 19702 2 27 p=0.305m（第 12 栏） =k366+780-k366+766.174=13.826m（第 13 栏） 27 l （第 14 栏）m l 002 . 0 12019706 3 27 于是，es27=0.305+49.235-0.002=49.538m（第 15 栏） 测点 32： l32= l31+20=540.440m (第 10 栏) （第 11 栏）m l 131.74 19702 2 32 p=0.305m（第 12 栏） =k366+880-k366+766.174=113.826m（第 13 栏） 32 l （第 14 栏）m l 040 . 1 12019706 3 32 es32=0.305+74.131-1.040=73.396m（第 15 栏） （4）hz 以后各测点 西南交通大学网络教育学院 21 计算公式：由表 2-2-4 得 isi xe 式中，xi=测点里程-qz 点里程 测点 33： =k366+900-k366+582.867=317.133m（第 10 栏） 33 x es33=317.133 0.2470126=