精選文檔鐵路選線畢業(yè)設(shè)計(jì)論文VIP

1、第一章 緒論 第一節(jié) 修建意義及必要性南環(huán)鐵路是嘉峪關(guān)鐵路樞紐的組成部分，也是嘉峪關(guān)站與嘉東站的聯(lián)絡(luò)線，酒鋼成品外發(fā)的主要鐵路。該鐵路始建于1966年，原屬鐵路部門(mén)管轄，1983年移交給酒鋼。鐵路產(chǎn)權(quán)現(xiàn)屬酒鋼。行駛車(chē)輛仍為路方。根據(jù)嘉峪關(guān)市發(fā)展的需要，市區(qū)要向南擴(kuò)展。南環(huán)鐵路彎彎曲曲穿過(guò)市區(qū)，不僅影響市區(qū)規(guī)劃與建設(shè)，而且造成市區(qū)噪聲污染，影響嘉峪關(guān)市投資環(huán)境。根據(jù)設(shè)計(jì)要求將南環(huán)鐵路改建，向南移至北大河北岸。改建鐵路線路從K0+00點(diǎn)接軌后，向東南方向跨過(guò)北干渠，經(jīng)過(guò)反向曲線沿北大河北岸向東延伸至安遠(yuǎn)村，向北方向穿過(guò)故園西側(cè)及G312國(guó)道，向西北方向，穿高壓線進(jìn)入嘉東站，全線長(zhǎng)約8.1km。沿線

2、地形，西高東低。線路從第一個(gè)接軌點(diǎn)至第三個(gè)曲線，是垂直等高線布置，地形高差達(dá)66m左右，路堤最高達(dá)9m左右。線路共設(shè)橋梁6座，過(guò)水涵洞4座，線路通過(guò)電纜、排污、排水溝及熱力管道設(shè)護(hù)涵4座，為保證高壓線及地下通訊光纜設(shè)擋土墻二段。線路跨G312國(guó)道、機(jī)場(chǎng)路、安遠(yuǎn)村道路、新華南路及北干渠段要設(shè)立交橋，鐵路在上，公路在下。第二節(jié) 鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)一、 本線新建段鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的選擇（1）鐵路等級(jí) 國(guó)鐵級(jí)（2）正線數(shù)目 單線（3）牽引種類(lèi) 內(nèi)燃（4）機(jī)車(chē)類(lèi)型 DF4D，單機(jī)牽引（5）限制坡度 12.5 （6）最小曲線半徑 400米，困難350m；（7）牽引質(zhì)量 4000t （8）到發(fā)線有效長(zhǎng)度 85

3、0m（9）閉塞類(lèi)型 半自動(dòng)閉塞二、有關(guān)主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)選擇的基本原則1、與本線功能、定位相適應(yīng)性原則在主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)選擇時(shí)，充分考慮本線的功能和定位，本著實(shí)際客觀的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。2、滿(mǎn)足本線安全、運(yùn)輸需求的原則本線為專(zhuān)用鐵路，預(yù)測(cè)運(yùn)量不是很大。在對(duì)主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)選擇時(shí)，緊密結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn)，保證運(yùn)營(yíng)安全，滿(mǎn)足運(yùn)輸需求，并適度留有余地，考慮貨流波動(dòng)的影響。3、技術(shù)先進(jìn)與經(jīng)濟(jì)合理性兼顧原則本線為專(zhuān)用鐵路，在設(shè)備選擇時(shí)，既要根據(jù)鐵路發(fā)展方向，積極采用新技術(shù)，提高運(yùn)輸效率。同時(shí)，也要從經(jīng)濟(jì)的角度進(jìn)行分析比較，尋求技術(shù)先進(jìn)與經(jīng)濟(jì)合理兼顧的方案。三、 鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的選擇1、鐵路等級(jí)本線是地方鐵路，主要為地方和企業(yè)

4、服務(wù)，貨物運(yùn)輸以鋼鐵為主。新建鐵路主要為酒鋼服務(wù)，該段鐵路等級(jí)按國(guó)鐵三級(jí)鐵路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。2、正線數(shù)目根據(jù)運(yùn)量預(yù)測(cè)，該段鐵路近期貨運(yùn)量在設(shè)計(jì)年度范圍內(nèi)單線能力可滿(mǎn)足貨運(yùn)量的要求。因此，本次設(shè)計(jì)正線數(shù)目為單線。3、限制坡度根據(jù)本段地形及地面建筑物情況，本次設(shè)計(jì)了單機(jī)12.5方案。由于地形較陡而且施工干擾較大，但該方案線路順直，工程投資省，車(chē)站改建規(guī)模小，運(yùn)輸組織方便。新建線限制坡度，采用單機(jī)12.5。4、最小曲線半徑的選擇本線為地方鐵路，根據(jù)工業(yè)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范，最小曲線半徑為：一般600m，困難350m；由于本段地形相對(duì)復(fù)雜，為滿(mǎn)足夾直線長(zhǎng)度，減少養(yǎng)護(hù)工作量，且不影響行車(chē)安全，在實(shí)際選線最

5、小曲線半徑的選擇原則上不小于350m。5、牽引種類(lèi)及機(jī)車(chē)類(lèi)型目前該線路牽引種類(lèi)為內(nèi)燃牽引，為保持統(tǒng)一，新建線路采用內(nèi)燃機(jī)車(chē)牽引及調(diào)車(chē)，機(jī)車(chē)類(lèi)型為DF4D，單機(jī)牽引。6、牽引質(zhì)量嘉峪關(guān)南環(huán)鐵路線的運(yùn)量主要為鋼鐵。牽引質(zhì)量為4000t。 7、到發(fā)線有效長(zhǎng)度嘉峪關(guān)南環(huán)鐵路到發(fā)有效長(zhǎng)度為850 m，根據(jù)前面對(duì)牽引質(zhì)量的設(shè)計(jì)結(jié)論，牽引質(zhì)量為4000t，為滿(mǎn)足其牽引質(zhì)量的要求，按44輛考慮及運(yùn)輸要求，有效長(zhǎng)按800m鋪設(shè)。8、閉塞類(lèi)型本線既有段現(xiàn)狀為半自動(dòng)閉塞，本段新線閉塞類(lèi)型仍采用半自動(dòng)閉塞。9、機(jī)車(chē)交路本段由酒鋼集團(tuán)管理，屬于內(nèi)部線，在延伸后，不需要辦理交接作業(yè)，酒鋼鐵路公司的機(jī)車(chē)可以直接進(jìn)入本線。因

6、此機(jī)車(chē)交路可由酒鋼機(jī)車(chē)車(chē)輛段機(jī)車(chē)擔(dān)當(dāng)本線的機(jī)車(chē)交路。第三節(jié) 地質(zhì)自然氣象特征一、 沿線自然特征本段線路為嘉峪關(guān)站與嘉東站的連接部分，線路地勢(shì)西高東低，線路在平坦戈壁上通過(guò)，沿線地形高差約達(dá)66米左右，南部沿祁連山由個(gè)山口形成若干較高的沖積扇。（一） 工程地質(zhì)1、地質(zhì)巖性所經(jīng)地段地層單一，自地表起即為第四系沖擊而成的卵、礫石土。其厚度大于100m。卵石主要有沉積巖碎塊組成，呈亞圓形，一般粒徑約3070mm。碎石堅(jiān)固，空隙充填中密-密實(shí)的中沙約30，混少量漂石。距地表3m以上，卵石堆積較松散，稍密。距地表3m以下，卵石堆積致密，且多被鈣質(zhì)膠結(jié)，處于半膠結(jié)-膠結(jié)狀態(tài)。III級(jí)硬土，s=300kPa。

7、2、地質(zhì)構(gòu)造區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地層發(fā)育齊全，礦產(chǎn)資源豐富。在地質(zhì)構(gòu)造上屬挽近緩慢隆升區(qū)，受長(zhǎng)期強(qiáng)烈的剝蝕作用，地形已趨準(zhǔn)平原化，海拔15002500米。由于挽近構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，平原基底內(nèi)不均勻隆升，使凹陷帶在地貌上又分割為若干個(gè)構(gòu)造分地。這些構(gòu)造在南北方向上，由于受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響的頻率不同，一般由南向北減弱，所在南盆地沉陷幅度大，第四紀(jì)松散堆積厚。（二） 水文地質(zhì)境內(nèi)河流，分疏勒河、黑河、哈爾騰河三大水系，均發(fā)源于南山冰川積雪區(qū)。盆地巨厚的松散巖類(lèi)孔隙，是地下水富集、運(yùn)移的有利場(chǎng)所，為地下水資源的儲(chǔ)存創(chuàng)造了很好的空間條件。地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋均具有中等腐蝕性。二、 地震烈度根

8、據(jù)中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖（GB18306-2001），本地區(qū)地震基本烈度七度。本地區(qū)最大凍結(jié)深度：1.2m。三、 氣象該區(qū)屬半沙漠干旱性氣候，其特點(diǎn)為氣候干旱降水少，蒸發(fā)強(qiáng)烈日照長(zhǎng)，冬冷夏熱溫差大，秋涼春旱多風(fēng)沙。氣溫：常年最高溫度,最低為零下31.6，年均溫7.9，晝夜溫差大。風(fēng)向：全年主導(dǎo)風(fēng)向是西南風(fēng)，其次是東風(fēng)和西北風(fēng)。最大風(fēng)速26米/秒，平均風(fēng)速2.3米/秒。雨量：年平均降雨量84毫米，最大降雨量158毫米，集中在6-10月，年平均降雨日數(shù)62天。年平均蒸發(fā)量2141.4毫米，超過(guò)降雨量27.3倍。相對(duì)濕度：最高56%，年平均46%。積雪：最大積雪深度為14毫米。冰凍：最冷時(shí)凍土深度為1

9、.32米，冰凍期一般在11月至次年4月。日照：年平均日照時(shí)數(shù)為3056.4小時(shí),日照百分率平均69%，10月份多達(dá)78%。第二章 線路平面設(shè)計(jì)線路的空間是由他的平面和縱斷面決定的。線路平面是線路中心現(xiàn)在水平面上的投影，表示線路平面的位置。線路縱斷面是沿線路中心線所作的鉛垂剖面展成直線后線路中心線的立面圖，表示線路的起伏情況，其高程為路肩高程。線路平面、縱斷面和橫斷面設(shè)計(jì)三者相互關(guān)聯(lián)，即分別進(jìn)行，有綜合考慮。線路受社會(huì)經(jīng)濟(jì)、自然地理和技術(shù)條件等因素的制約。設(shè)計(jì)者的任務(wù)就是在調(diào)查研究、掌握大量資料的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出一條有一定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、滿(mǎn)足行車(chē)要求、工程費(fèi)用最省的路線來(lái)。在設(shè)計(jì)順序上，一般是盡量顧及到

10、縱、橫斷面平衡的前提下，先沿著平面進(jìn)行高程測(cè)量和橫斷面測(cè)量，取得地面線和地質(zhì)、水文及其他必要的資料后，再設(shè)計(jì)縱斷面和橫斷面。為求得均衡和土方數(shù)量的節(jié)省，必要時(shí)再修改平面。經(jīng)過(guò)幾次反復(fù)，可望得到一個(gè)滿(mǎn)意的結(jié)果。線路平面設(shè)計(jì)和縱斷面設(shè)計(jì)必須滿(mǎn)足以下三方面的基本要求：第一、必須保證行車(chē)安全和平順。主要指：不脫鉤、不斷鉤、不脫軌、不途停、不運(yùn)緩、旅客乘車(chē)舒適等，這些要求反映在鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范（簡(jiǎn)稱(chēng)線規(guī)）規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，設(shè)計(jì)要遵守線規(guī)規(guī)定。第二、應(yīng)力爭(zhēng)節(jié)約資金。即既要力爭(zhēng)減少工程量、降低工程造價(jià)；又要考慮為施工運(yùn)營(yíng)、維修提供有利條件，節(jié)約運(yùn)行支出。從降低工程造價(jià)考慮，線路最好順地面爬行，但因起伏彎曲太

11、大，給運(yùn)營(yíng)造成困難，導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)支出增加；從節(jié)約運(yùn)營(yíng)支出考慮，線路最好又平又直，但勢(shì)必增加工程數(shù)量，提高工程造價(jià)。因此，設(shè)計(jì)時(shí)必須根據(jù)設(shè)計(jì)線的特點(diǎn)，分析設(shè)計(jì)路段的具體情況，綜合考慮工程和運(yùn)營(yíng)的要求，通過(guò)方案比選，正確處理兩者之間的矛盾。第三、既要滿(mǎn)足各類(lèi)建筑物的技術(shù)要求，還要保證它們協(xié)調(diào)配合、總體布局合理。鐵路上要修建車(chē)站、橋涵、隧道、路基、道口和支擋、防護(hù)等大量建筑物，線路平面和縱斷面設(shè)計(jì)不但關(guān)系到這些建筑物的類(lèi)型選擇和工程數(shù)量，并且影響其安全穩(wěn)定和運(yùn)營(yíng)條件。因此，設(shè)計(jì)時(shí)不僅要考慮各類(lèi)建筑物對(duì)線路的技術(shù)要求，還要從總體上保證這些建筑物相互協(xié)調(diào)、布置合理。 鐵路設(shè)計(jì)是在地形圖或在地面上選設(shè)計(jì)路的方

12、向，確定設(shè)計(jì)路的空間位置，并布置各種建筑物，是鐵路勘測(cè)設(shè)計(jì)中決定全局的重要工作。要做好設(shè)計(jì)工作，必須綜合考慮多方面的因素，逐步接近的、分階段的進(jìn)行工作。每一階段都應(yīng)精心設(shè)計(jì)，多做方案比選。內(nèi)容應(yīng)從粗到細(xì)，從整體到局部，工作過(guò)程是從面到帶，從帶到線，直到確設(shè)計(jì)路的具體位置，這種特點(diǎn)決定了鐵路設(shè)計(jì)過(guò)程中內(nèi)外業(yè)的關(guān)系；外業(yè)勘測(cè)與調(diào)查是內(nèi)業(yè)設(shè)計(jì)的依據(jù)，而內(nèi)業(yè)設(shè)計(jì)又指導(dǎo)下一階段的外業(yè)勘測(cè)，經(jīng)過(guò)多次反復(fù)，最后才將線路測(cè)設(shè)于地面。鐵路設(shè)計(jì)工作的第一步，就是選設(shè)計(jì)路的基本走向。第一節(jié) 平面設(shè)計(jì)的一般原則一、 平面線形應(yīng)與地形、地物相適應(yīng)、與周?chē)h(huán)境相協(xié)調(diào)線路要與地形相適應(yīng)，這既是美學(xué)問(wèn)題，也是經(jīng)濟(jì)問(wèn)題和保護(hù)生

13、態(tài)環(huán)境的問(wèn)題。在地勢(shì)平坦開(kāi)闊的平原微丘區(qū)，線路以方向?yàn)橹鲗?dǎo)，線形應(yīng)直捷舒順，平面線形三要素中以直線為主；在地勢(shì)起伏很大的山嶺重丘區(qū)，線路以高程為主導(dǎo)，為了適應(yīng)地形，路線多彎曲，則曲線所占的比例較大。如果在沒(méi)有任何障礙的開(kāi)闊地區(qū)（如戈壁、草原）故意設(shè)置一些不必要的曲線，或者高低起伏的山地硬拉長(zhǎng)直線，都將給人以不協(xié)調(diào)的感覺(jué)。直線、圓曲線、緩和曲線的選用與合理組合取決于地形地物等條件，片面強(qiáng)調(diào)線路要以直線為主或以曲線為主，或人為的規(guī)定三者的比例都是錯(cuò)誤的。二、 保持平面線形的均衡與連貫為使一條道路上的車(chē)輛盡量以勻速行駛，應(yīng)注意線形要素保持連續(xù)性而不出現(xiàn)技術(shù)指標(biāo)的突變。以下幾點(diǎn)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分注意：1、

14、長(zhǎng)直線盡頭不能接一小半徑曲線。長(zhǎng)直線和大半徑曲線會(huì)導(dǎo)致較高的車(chē)速，若突然出現(xiàn)小半徑曲線，會(huì)因減速不及而造成事故。特別是在下坡方向的盡頭更要注意。若由于地形所限小半徑曲線在所難免時(shí)，中間應(yīng)插入中等曲率的過(guò)渡性曲線，并使縱坡不要過(guò)大。2、高、低標(biāo)準(zhǔn)之間要有過(guò)渡。同一等級(jí)的道路由于地形的變化在指標(biāo)的采用上會(huì)有變化，同一條道路按不同設(shè)計(jì)速度的各設(shè)計(jì)路段之間也會(huì)形成技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的變化。遇有這種高、低標(biāo)準(zhǔn)變化的路段，除滿(mǎn)足有關(guān)設(shè)計(jì)路段在長(zhǎng)度上的要求外，還應(yīng)結(jié)合地形的變化，使路段的平面線形指標(biāo)逐漸過(guò)渡，避免出現(xiàn)突變。第二節(jié) 地形地貌的分析南環(huán)鐵路是嘉峪關(guān)鐵路樞紐的組成部分，也是嘉峪關(guān)站與嘉東站的聯(lián)絡(luò)線，酒鋼成品

15、外發(fā)的主要鐵路。本段線路建筑長(zhǎng)度8.10782km。最小曲線半徑350m，設(shè)曲線5處，長(zhǎng)3.26626km，占線路總長(zhǎng)的40.3；線路平面要素和緩和曲線按鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范GB5009099配置；夾直線長(zhǎng)度和緩和曲線間圓曲線長(zhǎng)度一般不小于30m，困難條件下不小于20m。線路一直處于下行坡段，該段的地形地貌的分析具體如下：從起點(diǎn)開(kāi)始線路一直處于下坡地段，為了克服高程線路傍山而行，所以線路剛開(kāi)就設(shè)了一個(gè)半徑為350m的曲線。在CK1+586m處線路橫跨北干渠，在該處設(shè)置了一座1-24m的預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋。經(jīng)過(guò)一個(gè)400m的反向曲線后線路進(jìn)入了較長(zhǎng)的直線段。為了減少路堤填方量，線路剛開(kāi)始采用了350m

16、12.0的坡段下坡，使高程在一開(kāi)始得到降低，盡可能的使后面地段的填方量變到最小，從而減少工程投資。在曲線地段考慮坡度折減后用足坡度下坡。這樣也使該段的填方量盡可能的小。在CK1+223CK3+650地段線路基本與等高線垂直，該地段地形較陡，障礙物較少，所以線路選擇了長(zhǎng)2300 m坡度為12.0的直線段下坡。在CK3+759m地段地形較為開(kāi)闊，所以設(shè)置了一條半徑為800m的左偏曲線。經(jīng)過(guò)左偏曲線線路進(jìn)入了與等高線大致平行的直線段，該地段地形較為復(fù)雜，有北干渠及其分渠橫穿設(shè)計(jì)線，所以設(shè)計(jì)了北干渠2#橋，1-8m蓋板涵和1-8m框架涵。由于該段線路地形較緩所以選擇了6.8的坡度下坡 。在CK6+70

17、0CK7+050地段是整個(gè)線路高程最低的地段，而且地形較緩，為了行車(chē)安全和線路平穩(wěn)的過(guò)渡，該段設(shè)計(jì)為350m的平破。在該處線路跨過(guò)國(guó)道和機(jī)場(chǎng)路，因而分別在CK6+868.66處設(shè)計(jì)了G312中橋，在CK7+78.88處設(shè)計(jì)了機(jī)場(chǎng)路橋 ，鐵路在上，公路在下。由于受地形條件限制在CK7+356.42處設(shè)計(jì)了一條半徑為350m的右偏曲線與前方線路接軌。CK7+050mCK7+650m地段考慮了相鄰兩條曲線的坡度折減后選擇了600m 10.0的坡段上坡?tīng)?zhēng)取了高程。第三節(jié) 平面設(shè)計(jì)的一般方法地形條件、特別是地面平均自然坡度的大小，對(duì)線路位置和設(shè)計(jì)方法影響很大。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)分兩種情況區(qū)別對(duì)待：第一、用的最大設(shè)

18、計(jì)坡度大于地面平均自然坡度(imax>ipz)，線路不受高程障礙的限制。這時(shí)，主要矛盾在平面的一方，只要注意繞避平面障礙，按短直線方向設(shè)計(jì)，即可得到合理的線路位置。這樣的地段，稱(chēng)為緩坡地段。第二、用的最大坡度小于或等于地面的平均自然坡度(imaxipz)，則線路不僅受平面障礙的限制，更要受高程障礙的控制。這樣的地段，稱(chēng)為緊坡地段。這時(shí)，主要的矛盾在縱斷面一方，這就需要根據(jù)地形變化的情況，選擇地面平均自然坡度與最大坡度基本吻合的地面設(shè)計(jì)，有意識(shí)地將線路展長(zhǎng)，使之能達(dá)到預(yù)定的高程。由于緊坡和緩坡地段的條件不相同。因此它們的設(shè)計(jì)方法也不相同。一、 緊坡地段設(shè)計(jì)（一） 緊坡地段設(shè)計(jì)要點(diǎn)緊坡地段通

19、常應(yīng)用足最大坡度設(shè)計(jì)，以便爭(zhēng)取高度使線路不至額外展長(zhǎng)。當(dāng)線路遇到巨大高程障礙（如跨越分水嶺）時(shí)，若按短直方向設(shè)計(jì)，就不能達(dá)到預(yù)定高度，或出現(xiàn)很長(zhǎng)的越嶺隧道。為使線路達(dá)到預(yù)定高度，需要用足最大坡度結(jié)合地形展長(zhǎng)線路，稱(chēng)為展線。在展線地段設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意結(jié)合地形、地質(zhì)等自然條件，在坡度設(shè)計(jì)上適當(dāng)留有余地。展線地段若無(wú)特殊原因，一般不采用反向坡度，以免增大克服高度引起的線路不必要的展長(zhǎng)，同時(shí)增大運(yùn)營(yíng)支出。在緊坡地段設(shè)計(jì)，一般應(yīng)從困難地段向平易地段引線。因?yàn)閱】诟浇匦卫щy，展線不易，故從預(yù)定的越嶺隧道洞口開(kāi)始向下引線較為合適。個(gè)別情況下，當(dāng)受山腳的控制點(diǎn)（如高橋）控制時(shí)，也可由山腳向啞口設(shè)計(jì)。（二） 展

20、線方式為克服巨大高差需要迂回展線時(shí)，應(yīng)根據(jù)需要展長(zhǎng)線路長(zhǎng)度，結(jié)合地形和地質(zhì)條件，用直線和曲線組合成各種形式，如套線、燈泡線、螺旋線等來(lái)展長(zhǎng)線路。套 線 當(dāng)沿河谷設(shè)計(jì)時(shí)，遇到主河谷自然坡度大于最大坡度、而側(cè)谷又比較開(kāi)闊時(shí)，常常在側(cè)谷內(nèi)采用套線式的展線；簡(jiǎn)單套線由三個(gè)曲線組成，每一曲線的偏角均不大于180。燈泡線 在峽谷狹窄的側(cè)谷內(nèi)，采用套線展線，在谷口往往需要修建隧道或深路塹引起較大工程；為了更好的適應(yīng)谷口狹窄地形，可以采用燈泡線展線。它是由三個(gè)或三個(gè)以上的曲線組成（若為三個(gè)曲線則中間一個(gè)曲線的偏角大于180°而小于360°）螺旋線 在地形特別困難的地段，線路可以迂回360&

21、#176;成環(huán)狀，成為螺旋線（三） 導(dǎo)向線設(shè)計(jì)法在緊坡地段，線路的概略位置與局部走向，可借助于導(dǎo)向線來(lái)擬定。導(dǎo)向線就是既用足最大坡度，又在導(dǎo)向線與等高線交點(diǎn)處填挖為零的一條折線。因此，它是用足最大坡度而又適合地形、填挖最小的線路概略平面。1、根據(jù)地形圖上等高距(m)，計(jì)算出線路上升需要引線的距離設(shè)計(jì)步距 (Km),即： (Km) 式中，=max- ()。為曲線和隧道坡度折減平均值，視地形、地質(zhì)困難情況可取0.05max 0.15max。 2、參照規(guī)劃縱斷面，在地形圖上選擇合適的車(chē)站位置，從緊坡地段的車(chē)站中心開(kāi)始，向前進(jìn)方向繪出半個(gè)站坪長(zhǎng)度（Lz/2），作為導(dǎo)向線起點(diǎn)（或由預(yù)定的其它控制點(diǎn)） 3

22、、按地形圖比例，取兩腳規(guī)開(kāi)度為，將兩腳規(guī)的一支腳，定在起點(diǎn)或附近地面標(biāo)高與設(shè)計(jì)路肩標(biāo)高相近的等高線上，再用另一腳截取相鄰的等高線。如此前進(jìn)，在等高線上截取很多點(diǎn)，將這些點(diǎn)連成折線，即為導(dǎo)向線。在同一起訖點(diǎn)間，有時(shí)可定出若干條導(dǎo)向線，但是經(jīng)過(guò)比選后有的可以放棄。繪制導(dǎo)向線時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1)導(dǎo)向線應(yīng)繞避不良地質(zhì)地段，并使導(dǎo)向線趨向前方的控制點(diǎn)(或車(chē)站)。(2)如果兩腳規(guī)開(kāi)度(設(shè)計(jì)步距) 小于等高線平距，表示設(shè)計(jì)坡度大于局部地面自然坡度，線路不受高程控制，即可根據(jù)線路短直方向引線。遇到等高線平距小于的地段，再繼續(xù)繪制下一地段的導(dǎo)向線。(3)線路跨越溝谷需要設(shè)置橋涵，故導(dǎo)向線不必降至溝底，可直接

23、向?qū)Π兑€。線路穿過(guò)山咀，要開(kāi)挖路塹或設(shè)置隧道，導(dǎo)向線也不必升至山脊，可直接跳過(guò)山咀?？缭綔瞎然蛏骄讜r(shí)，應(yīng)根據(jù)引線距離是的幾倍，即表示線路要下降或上升幾個(gè)，以便決定在溝谷或山咀對(duì)側(cè)的哪條等高線開(kāi)始繪制導(dǎo)向線。(4)導(dǎo)向線是一條折線，僅能表示線路的概略走向，為了定出線路平面，須以導(dǎo)向線為基礎(chǔ)，借助鐵路曲線板和三角板，在符合線路規(guī)范有關(guān)規(guī)定的前提下，圓滑、順直地繪出線路平面。二、 緩坡地段設(shè)計(jì)在緩坡地段，地形平易，設(shè)計(jì)時(shí)可以航空線為主導(dǎo)方向，既要力爭(zhēng)線路順直，又要節(jié)省工程投資。為此，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1、為了繞避障礙而使線路偏離短直方向時(shí)，必須盡早繞避前方障礙，力求減小偏角。2、線路繞避山咀、跨越溝

24、谷或其它障礙時(shí)，必須使曲線交點(diǎn)正對(duì)主要障礙物，使障礙物在曲線的內(nèi)側(cè)并使其偏角最小。3、設(shè)置曲線必須是確有障礙存在。曲線半徑應(yīng)結(jié)合地形盡量采用大半徑。4、坡段長(zhǎng)度最好不小于列車(chē)長(zhǎng)度，應(yīng)盡量采用下坡無(wú)需制動(dòng)的坡度-無(wú)害坡度。5、力爭(zhēng)減少總的拔起高度，但繞避高程障礙而導(dǎo)致線路延長(zhǎng)時(shí)，則應(yīng)認(rèn)真比選。6、車(chē)站的設(shè)置應(yīng)不偏離線路的短直方向，并爭(zhēng)取把車(chē)站設(shè)在凸形地段。地形應(yīng)平坦開(kāi)闊，以減少工程量。第四節(jié) 線路平面設(shè)計(jì)一、 設(shè)計(jì)主要考慮的因素影響線路走向選定的因素甚多，主要應(yīng)考慮：1、設(shè)計(jì)線的意義與行經(jīng)地區(qū)其他建設(shè)的配合走向的選擇應(yīng)與行經(jīng)地區(qū)其他建設(shè)項(xiàng)目協(xié)調(diào)配合；要考慮與地區(qū)其他交通體系的合理銜接；并應(yīng)滿(mǎn)足國(guó)

25、防要求。2、設(shè)計(jì)線的經(jīng)濟(jì)效益和運(yùn)量要求選擇線路走向應(yīng)盡可能為更多的工礦基地和經(jīng)濟(jì)中心服務(wù)，既加速地區(qū)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，又使鐵路擴(kuò)大運(yùn)量，增加運(yùn)輸收人，爭(zhēng)取較高的經(jīng)濟(jì)效益。3、自然條件地形、地質(zhì)、水文、氣象等自然條件決設(shè)計(jì)路的工程難易和運(yùn)營(yíng)質(zhì)量，對(duì)選擇線路走向有直接的影響。4、設(shè)計(jì)線主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和施工條件設(shè)計(jì)線的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在一定程度上影響線路走向的選擇。施工期限、施工技術(shù)水平等，對(duì)困難山區(qū)的線路方向選擇，具有重大影響，有時(shí)甚至成為決定性的因素。上述各項(xiàng)因素互為影響，應(yīng)整體考慮才能得到較理想的線路走向。二、 本段設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)過(guò)程本段設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)過(guò)程如下：從起點(diǎn)到CK5+250段線路多為下坡地段，地勢(shì)的

26、起伏較大，地面高程相差較大，處于緊坡地段，線路主要受高程障礙影響，在這里采用了導(dǎo)向線設(shè)計(jì)法。=9.8(cm),以為步距依次前進(jìn)，可以確定幾個(gè)方案，然后將這些方案進(jìn)行比選，確定設(shè)計(jì)線路的大致走向。從CK5+250到終點(diǎn)段線路行經(jīng)的地勢(shì)的起伏較小，地面高程相差不大，線路處于緩坡地段，設(shè)計(jì)時(shí)主要采用了航空線為主導(dǎo)方向。在這里所定的線路走向只是初步設(shè)計(jì)，線路的走向是否合理要以所繪制的縱斷面為參考，不合理的部分進(jìn)行了局部調(diào)整。三、 線路平面圖介紹線路平面圖，是在繪有初測(cè)導(dǎo)線和經(jīng)緯距的大比例帶狀地形圖上，設(shè)計(jì)出線路平面和標(biāo)出有關(guān)資料的平面圖。線路平面由直線和曲線組成，線路曲線由圓曲線和緩和曲線構(gòu)成。概略設(shè)

27、計(jì)時(shí)，平面圖和縱斷面圖中僅繪出未加設(shè)緩和曲線的圓曲線，圓曲線要素為：偏角，半徑R、切線長(zhǎng)Ty、曲線長(zhǎng)Ly和外矢距Ey 。偏角在平面圖上量得，曲線半徑R系選配得出，切線長(zhǎng)Ty和外矢距由Ey下列公式計(jì)算： 2.1 曲線要素計(jì)算示意圖詳細(xì)設(shè)計(jì)時(shí)，平面圖中要繪出加設(shè)緩和曲線的曲線；其曲線要素為：偏角、半徑R、緩和曲線長(zhǎng)l0、切線長(zhǎng)T和曲線長(zhǎng)L。偏角是在平面圖上量得的，圓曲線半徑R和緩和曲線長(zhǎng)l0由選配得出，切線長(zhǎng)和曲線長(zhǎng)可計(jì)算得出。紙上設(shè)計(jì)時(shí)，在相鄰兩直線之間需用一定半徑的圓曲線連接，并使圓弧與兩側(cè)直線相切。曲線半徑的選配，可使用與地形圖比例尺相同的曲線板，根據(jù)地形、地質(zhì)與地物條件，由大到小的選用合適

28、的曲線板，確定合理的半徑。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先要制作合適的曲線板，曲線板的制作要在一張硬紙上進(jìn)行，按1：2000的比例分別計(jì)算出半徑分別為800m、1000m、1200m、1400m、1600m、1800m、2000m的曲線板在紙上的尺寸，分別為40cm、50cm、60cm、70cm、80cm、90cm、100cm然后在紙上找一固定點(diǎn)為圓心，以相應(yīng)紙上尺寸為半徑來(lái)畫(huà)弧，截取相對(duì)應(yīng)半徑的曲線板，然后用這些曲線板按從大到小的原則來(lái)確定合理的半徑。四、 直線地段設(shè)計(jì)原則1、設(shè)計(jì)線路平面時(shí)，相鄰兩直線的位置不同，其間曲線位置也相應(yīng)改變。因此，在選定直線位置時(shí)，要根據(jù)地形、地物條件使直線與曲線相互協(xié)調(diào)，線

29、路所處位置最為合理。2、設(shè)計(jì)線路平面，應(yīng)力爭(zhēng)設(shè)置較長(zhǎng)的直線段，減少交點(diǎn)個(gè)數(shù)，以縮短線路長(zhǎng)度、改善運(yùn)營(yíng)條件。只有遇到地形、地質(zhì)或地物等局部障礙而引起較大工程時(shí)，才設(shè)置交點(diǎn)繞避障礙。3、選定直線位置時(shí)，應(yīng)力求減小交點(diǎn)轉(zhuǎn)角的度數(shù)。轉(zhuǎn)角大，則線路轉(zhuǎn)彎急，總長(zhǎng)增大，同時(shí)列車(chē)行經(jīng)曲線要克服的阻力功增大，運(yùn)營(yíng)支出相應(yīng)增大。轉(zhuǎn)角與每噸列車(chē)克服的曲線阻力功Ar的關(guān)系式為：wr:單位曲線附加阻力； Ly: 圓曲線長(zhǎng)度；五、 夾直線長(zhǎng)度的確定原則在地形困難、曲線毗連地段，兩相鄰曲線間的直線段，即前一曲線終點(diǎn)（HZ1）與后一曲線起點(diǎn)（ZH2）間的直線，稱(chēng)為夾直線。兩相鄰曲線，轉(zhuǎn)向相同者稱(chēng)為同向曲線，轉(zhuǎn)向相反者稱(chēng)為反向

30、曲線。夾直線長(zhǎng)度應(yīng)力爭(zhēng)長(zhǎng)一些，為行車(chē)和維護(hù)創(chuàng)造有利條件。但為適應(yīng)地形節(jié)省工程，需要設(shè)置較短的夾直線時(shí)，其最小長(zhǎng)度受下列條件控制：1、線路養(yǎng)護(hù)要求。維修實(shí)踐證明：夾直線長(zhǎng)度不宜短于2至3節(jié)鋼軌；鋼軌標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為25m，即50至75m；地形困難時(shí)，至少應(yīng)不小于一節(jié)鋼軌長(zhǎng)度，即25m。2、行車(chē)平穩(wěn)要求。為了保證行車(chē)平穩(wěn)，旅客舒適，夾直線長(zhǎng)度不宜短于23節(jié)客車(chē)長(zhǎng)度。我國(guó)25型客車(chē)全長(zhǎng)為25.5m，故夾直線長(zhǎng)度不宜短于51.076.5m。夾直線長(zhǎng)度的保證紙上設(shè)計(jì)時(shí)，通常繪出圓曲線而不繪出緩和曲線。因此，為了保證有足夠長(zhǎng)度的夾直線，相鄰兩圓曲線端點(diǎn)（YZ1與ZY2）間夾直線長(zhǎng)度LJ應(yīng)滿(mǎn)足下列條件：(m)LJ

31、:夾直線最小長(zhǎng)度按下表取值；L01， l02：相鄰兩圓曲線所選配的緩和曲線長(zhǎng)度；表2.1 夾直線及圓曲線最小長(zhǎng)度路段設(shè)計(jì)速度（km/h程條件一般110806050困難70504030夾直線長(zhǎng)度不夠時(shí)，應(yīng)修改線路平面。如減小曲線半徑或選用較短的緩和曲線長(zhǎng)度，或改移夾直線的位置，以延長(zhǎng)兩端點(diǎn)間的直線長(zhǎng)度和減小曲線偏角；當(dāng)同向曲線間夾直線長(zhǎng)度不夠時(shí)，可采用一個(gè)較長(zhǎng)的單曲線代替兩個(gè)同向曲線。本設(shè)計(jì)最小夾直線長(zhǎng)度為L(zhǎng)= 50.49 m，相鄰兩圓曲線所選配的緩和曲線長(zhǎng)度為L(zhǎng)01=90m,l02=90m,根據(jù)上表夾直線最小長(zhǎng)度為L(zhǎng)Jmin=50m,所以本設(shè)計(jì)采用的夾直線最小長(zhǎng)度為L(zhǎng)

32、J=50m<L=50.49m,因此設(shè)計(jì)的曲線位置符合夾直線最小長(zhǎng)度的要求。六、 圓曲線最小曲線半徑的選定最小曲線半徑是一條干線或某一路段允許采用的曲線半徑的最小值。它是鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之一。 選定最小曲線半徑的影響因素：（1）路段設(shè)計(jì)速度。路段設(shè)計(jì)速度是設(shè)計(jì)線某一路段旅客列車(chē)遠(yuǎn)期可能實(shí)現(xiàn)的最高速度。（2）貨物列車(chē)通過(guò)的速度。設(shè)計(jì)線各路段的坡度不同，貨物列車(chē)通過(guò)的速度不同。（3）地形條件。平原淺丘地區(qū)，曲線半徑的大小通常對(duì)工程量影響不大，為創(chuàng)造良好的運(yùn)營(yíng)條件和節(jié)省費(fèi)用，應(yīng)選定較大的曲線半徑；山岳地區(qū)地形復(fù)雜，曲線半徑的大小對(duì)工程量影響很大，為適應(yīng)地形減少工程，需要選定較小的最小曲線半徑。足

33、坡地段，選定R<600m或500m最小曲線半徑，則因粘著系數(shù)降低，粘降坡度減緩而引起線路額外展長(zhǎng)，從而增大工程費(fèi)用。綜上所述，設(shè)計(jì)線的最小曲線半徑可根據(jù)具體情況分路段擬定。線規(guī)擬定的最小曲線半徑編制線規(guī)時(shí)，對(duì)采用的參數(shù)進(jìn)行了細(xì)致研究，按公式得到初步計(jì)算結(jié)果，并結(jié)合我國(guó)鐵路的工程和運(yùn)營(yíng)實(shí)踐及科研成果，確定了各級(jí)鐵路不同路段設(shè)計(jì)速度的最小曲線半徑值，如表2.2所列。 本設(shè)計(jì)采用的最小曲線半徑為500m,符合上述線規(guī)規(guī)定的最小曲線半徑要求。設(shè)計(jì)線路平面時(shí)，各個(gè)曲線選用多大的曲線半徑，要考慮下列設(shè)計(jì)要求：（1）曲線半徑系列。為了測(cè)設(shè)、施工和養(yǎng)護(hù)的方便，曲線半徑一般應(yīng)取50、100m的整倍數(shù)。即1

34、0000、8000、6000、5000、4000、3000、2500、2000、1800、1600、1400、1200、1000、800、700、600、550、500、450、400、350；特殊困難條件下，可采用上列半徑間10m整倍數(shù)的曲線半徑。 （2）因地制宜由大到小合理選用。各個(gè)曲線選用的曲線半徑不得小于設(shè)計(jì)線選定的最小半徑。故選配曲線半徑時(shí)，應(yīng)遵循由大到小，寧大勿小的原則進(jìn)行。（3）結(jié)合線路縱斷面特點(diǎn)合理選用。由線規(guī)擬定的最小曲線半徑知：當(dāng)線路的等級(jí)為級(jí)，路段的設(shè)計(jì)速度為80Km/h,最小曲線半徑為350m,而在本設(shè)計(jì)段中的曲線半徑值分別為1000m、1000m、1200m、1200

35、m、600m、500m,都大于最小曲線半徑。七、 緩和曲線的選定原則緩和曲線是設(shè)置在直線與圓曲線或不同半徑的圓曲線之間的曲率連續(xù)變化處的曲線。為使列車(chē)安全、平順、舒適地由直線過(guò)渡到圓曲線，在直線和圓曲線之間要設(shè)置緩和曲線。線路平面設(shè)計(jì)時(shí)，緩和曲線應(yīng)根據(jù)曲線半徑，路段旅客列車(chē)設(shè)計(jì)行車(chē)速度和工程條件按表2.2所列的數(shù)值選用，即應(yīng)根據(jù)地形、縱斷面及相鄰曲線、客貨列車(chē)比例、貨車(chē)速度、運(yùn)輸要求以及將來(lái)發(fā)展的可能等條件選用。有條件適宜采用較長(zhǎng)的緩和曲線。具體選用原則是：（1）各級(jí)鐵路種地形簡(jiǎn)易地段、自由坡地段、旅客列車(chē)比例較大路段中將來(lái)有較大幅度提高客貨列車(chē)速度要求的路段應(yīng)優(yōu)先選用“一般”欄數(shù)值。（2）各

36、級(jí)鐵路中，地形困難、緊坡地段或停車(chē)站兩端、凸形縱斷面坡頂?shù)刃熊?chē)速度不高的地段以及、級(jí)鐵路中客車(chē)對(duì)數(shù)較少，且貨車(chē)速度較低的路段和對(duì)行車(chē)速度要求不高的路段，可選用“困難”欄數(shù)值，或“困難”欄與“一般”欄間的10m整倍數(shù)的緩和曲線長(zhǎng)度。（3）條件許可時(shí)，宜采用表中規(guī)定數(shù)值長(zhǎng)的緩和曲線，如采用表中較高速度檔次下相同半徑的緩和曲線長(zhǎng)度，以創(chuàng)造更好的運(yùn)營(yíng)條件，并為今后列車(chē)的提速創(chuàng)造有利條件。表2.2 常用曲線半徑緩和曲線長(zhǎng)度表路段旅客列車(chē)設(shè)計(jì)行車(chē)速度(km/h程條件一般困難一般困難一般困難一般困難 曲 線 半 徑（m） 100003020202020202020800040203

37、020202020206000503030202020202050006040403020202020400060405030302020203000705050404020202025008070604040303020200090806050504030201800100807060504030201600110100706050404020140013011080706040402012001501309080605040301000_12010070604030800_15013080705040700_100905040600_1201006050550_1301106050500_

38、6060450_8070400_9080350_10080在本設(shè)計(jì)中緩和曲線的選定如下：列車(chē)的設(shè)計(jì)速度為80Km/h，相應(yīng)的曲線半徑為350m、400m、800m、350m、350m，則對(duì)應(yīng)的緩和曲線長(zhǎng)分別為90m、80m、40m、90m、90m。八、 緩和曲線間圓曲線的最小長(zhǎng)度兩緩和曲線間圓曲線的最小長(zhǎng)度，應(yīng)保證行車(chē)平穩(wěn)，并考慮維修方便。在線路平面設(shè)計(jì)時(shí)，為保證圓曲線有足夠的長(zhǎng)度，曲線偏角a、曲線半徑R和緩和曲線長(zhǎng)度了l0三者間應(yīng)滿(mǎn)足下式關(guān)系： 0Lymin (m)式中 Lymin :圓曲線最小長(zhǎng)度（m),采用表2.1數(shù)值本設(shè)計(jì)中所用到的緩和曲線間圓曲線長(zhǎng)度最小的為66.99m，根據(jù)表2.1

39、的規(guī)定本設(shè)計(jì)緩和曲線間圓曲線的最小長(zhǎng)度限值為50m，且符合上式的規(guī)定。所以設(shè)計(jì)滿(mǎn)足緩和曲線間圓曲線的最小長(zhǎng)度的要求。本設(shè)計(jì)中的曲線匯總表如下表2.3所示：表2.3 曲線匯總表交點(diǎn)半徑緩和曲線長(zhǎng)直緩里程緩直里程切線長(zhǎng)曲線偏角曲線長(zhǎng)JDR(m)l0 (m)ZH(km)HZ(km)T(m)L(m)JD135090CK0+324.90CK0+786.71 251.16 60º5201461.81 JD240080CK0+854.59 CK1+223.56 191.35 41º2328368.96 JD380040CK3+759.26 CK5+175.86 943.44 97

40、6;51431416.61 JD435090CK6+754.95 CK7+305.93 316.55 75º5724550.98 JD535090CK7+356.42 CK7+824.32 255.29 61º5149467.90 九、 線路平面圖標(biāo)注（一） 線路里程和百米標(biāo)整千米處注明線路里程，里程前的符號(hào)初步設(shè)計(jì)用CK,技術(shù)設(shè)計(jì)用DK。千米標(biāo)之間的百米標(biāo)注上百米標(biāo)數(shù)。數(shù)字寫(xiě)在順著線路走向的右側(cè)，面向線路起點(diǎn)書(shū)寫(xiě)。兩方案或兩測(cè)量隊(duì)銜接處，應(yīng)在圖上注明斷鏈和斷高關(guān)系。而在里程標(biāo)注的過(guò)程中要特別注意的是消除弦弧差，其具體過(guò)程如下所述: 圖2.2 里程標(biāo)注示意圖 因?yàn)橄液突≈g

41、有著長(zhǎng)度差異，在標(biāo)注里程過(guò)程中要確保直緩點(diǎn)和緩直點(diǎn)的位置準(zhǔn)確，直緩點(diǎn)的位置可以用交點(diǎn)的里程減去一個(gè)切線長(zhǎng)（T）,而里程則是交點(diǎn)里程減去一個(gè)切線長(zhǎng)；緩直點(diǎn)的位置可由交點(diǎn)加上一個(gè)切線長(zhǎng)（T），緩直點(diǎn)的里程可以由直緩點(diǎn)的里程加上一個(gè)L，這樣就消除了弦和弧的差。其具體的計(jì)算公式如下： (m) (m) (m) 式中 P 內(nèi)移距， (m) ；m 切垂距， (m) ； 緩和曲線角， (°) ；則曲線各起訖點(diǎn)（主點(diǎn)）里程可按下列方法推算：交點(diǎn)里程，在平面圖上量得ZH里程=JD里程-T HZ里程=ZH里程+L HY里程=ZH里程+l0 QZ里程=ZH里程+L/2YH里程=HZ里程-l0這樣計(jì)算所得直緩

42、點(diǎn)和緩直點(diǎn)的里程是比較精確的，而在緩圓點(diǎn)和圓緩點(diǎn)之間的里程標(biāo)注可根據(jù)具體情況進(jìn)行均勻減小來(lái)使標(biāo)注美觀。（二） 曲線要素及其起終點(diǎn)里程曲線交點(diǎn)應(yīng)標(biāo)明曲線編號(hào)，曲線轉(zhuǎn)角應(yīng)加腳注Z或Y，表示左轉(zhuǎn)角或右轉(zhuǎn)角。曲線要素應(yīng)平行線路寫(xiě)于曲線內(nèi)側(cè)。曲線起點(diǎn)ZH和終點(diǎn)HZ的里程，應(yīng)垂直于線路寫(xiě)在曲線內(nèi)側(cè),HY和YH里程同樣寫(xiě)在曲線內(nèi)側(cè)并垂直于曲線切線方向。（三） 線路上各主要建筑物沿線的車(chē)站、大中橋、隧道、平立交道口等建筑物，應(yīng)以規(guī)定圖例符號(hào)表示，并注明里程類(lèi)型和大小。如有改移公路、河道時(shí)，應(yīng)繪出其中線。（四） 初測(cè)導(dǎo)線和水準(zhǔn)基點(diǎn)圖中連續(xù)的折線表示初測(cè)導(dǎo)線，導(dǎo)線點(diǎn)符號(hào)為C,腳注為導(dǎo)線點(diǎn)編號(hào)。圖中應(yīng)繪出水準(zhǔn)基點(diǎn)的

43、位置、編號(hào)、及高程，其符號(hào)為BM。線路平面設(shè)計(jì)圖見(jiàn)附圖第五節(jié) 程序設(shè)計(jì)一、 中樁坐標(biāo)計(jì)算的方法分析（一） 方法一： Excel在線路坐標(biāo)計(jì)算中的應(yīng)用計(jì)算機(jī)作為一種計(jì)算工具，應(yīng)用已經(jīng)十分普遍，它的出現(xiàn)使人們從大量的、繁重的計(jì)算工作中脫離出來(lái)，同時(shí)極大的提高了人們的工作效率和工作質(zhì)量。現(xiàn)在，計(jì)算機(jī)基本上安裝了Excel，由于公路線路坐標(biāo)計(jì)算大多是重復(fù)計(jì)算，依據(jù)曲線的規(guī)律及曲線計(jì)算的一些特殊計(jì)算公式，通過(guò)應(yīng)用計(jì)算機(jī)中的Excel，可以計(jì)算公路線路的中樁及邊樁坐標(biāo)。1、坐標(biāo)計(jì)算思路直線段坐標(biāo)計(jì)算依據(jù)線路前進(jìn)方向的坐標(biāo)方位角，選取線路一已知點(diǎn)(如線路起點(diǎn)、直緩點(diǎn)或曲線交點(diǎn))作為起算點(diǎn)，計(jì)算里程差，可求得

44、線路中線各里程點(diǎn)的坐標(biāo)。曲線段計(jì)算(1)經(jīng)驗(yàn)公式如圖1所示：o= lo2R緩和曲線段：x1=l-l5/(40R2lo2 )+l9(3456R4lo4)-l13(599040R6lo6 ) (1)y1= l3(6Rlo)-l7(336R3lo3)+l11(42240R5lo5 ) (2)m=lo-lo3/(40R2)+1o5/(3456R4)-1o7/(599040R6)-R×sin(1o2R)P= lo2/(6R)-lo4/(336R)+lo6/(42240R )-(1-cos(1o/2R)圓曲線段：x2=Rsina1+m (3)y2=R(1-cosa1)+P (4)a1=o + l

45、yR圖2.3中：ZH直緩點(diǎn)； HY緩圓點(diǎn)；R 設(shè)計(jì)圓曲線半徑； o 緩和曲線切線角；m切垂距； P圓曲線內(nèi)移值；lo設(shè)計(jì)緩和曲線長(zhǎng)；l緩和曲線上任意一點(diǎn)P到ZH點(diǎn)之間的緩和曲線長(zhǎng)；圖2.3 曲線段坐標(biāo)計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式示意ly圓曲線上任意一點(diǎn)P2到日HY點(diǎn)之間的圓弧長(zhǎng)；x1緩和曲線上任意一點(diǎn)P1在x軸上的投影長(zhǎng)；y1緩和曲線上任意一點(diǎn)P1在y軸上的投影長(zhǎng)；x2圓曲線上任意一點(diǎn)P2在x軸上的投影長(zhǎng)；y2圓曲線上任意一點(diǎn)P2在y軸上的投影長(zhǎng)；a1偏轉(zhuǎn)角。(2)線路中樁坐標(biāo)計(jì)算在緩和曲線段，先按公式(1)、(2)計(jì)算出x1y1 ，然后計(jì)算出弦長(zhǎng)L=（x12+y12）1/2，反正切角1= arctg (y1

46、x1)。已知過(guò)緩和曲線ZH點(diǎn)的切線方位角a切，因此可推算出ZH點(diǎn)到緩和曲線上任意一點(diǎn)弧長(zhǎng);P1的坐標(biāo)方位角a1=a切±1.1的符號(hào)可依據(jù)曲線線路的轉(zhuǎn)向及坐標(biāo)方位角的推算方向來(lái)確定。如正向推算,曲線線路向左轉(zhuǎn)，則取正號(hào)。根據(jù)ZH點(diǎn)到緩和曲線任意一點(diǎn)P1的距離即弦長(zhǎng)L,可計(jì)算出化歸到線路坐標(biāo)系下的坐標(biāo)增量x、y。由于計(jì)算時(shí)以ZH點(diǎn)為起算點(diǎn),因此緩和曲線上任意一點(diǎn)P1,的坐標(biāo)為.X1=xZH+x；Y1=yZH+y。利用公式(3)、(4),同樣可計(jì)算出圓曲線上任意一，點(diǎn)P2點(diǎn)的坐標(biāo)：X2=xZH+x；Y2=yZH+y。2、Excel的應(yīng)用3、直線段坐標(biāo)計(jì)算xyxyxy二、 o o 偏角法 （

47、一） 我們首先要明白曲線單元的已知條件：偏角法:該方法的主導(dǎo)思想是計(jì)算一個(gè)曲線單元，在此的基礎(chǔ)上可進(jìn)行編程。下面將詳細(xì)介紹此方法的計(jì)算過(guò)程。本曲線的編號(hào)及JD坐標(biāo)（JD,X=N,Y=E）；上一曲線交點(diǎn)編號(hào)及JD坐標(biāo)（JD1,X1,Y1）；下一曲線交點(diǎn)編號(hào)及JD坐標(biāo)（JD2,X2,Y2）；計(jì)算起點(diǎn)（最好為上一曲線HZ點(diǎn)）樁號(hào)及坐標(biāo)（DK0,X0,Y0）；本曲線R,L01,L02；計(jì)算步長(zhǎng)（本設(shè)計(jì)為曲線上10m，直線上為100m）。1、判斷曲線左右偏（如圖2.5所示）M=Y-Y1, N=X-X1, S=Y2-Y, T=X2-X, 則：A1=M/N, A2=S/T 當(dāng)：A1>A2 ， 曲線為:

48、 左偏當(dāng)：A1<A2 , 曲線為：右偏 2、計(jì)算JD1-JD,JD-JD2坐標(biāo)方位角(注意X方向?yàn)檎姹狈较?N),以及坐標(biāo)方位角的特殊情況，如0°，90°，180°，270°。)圖2.5 線形單元示意圖（1）當(dāng)X=X1時(shí)Y>Y1 A=90°；Y<Y1 A=270°（2）當(dāng)Y=Y1時(shí)X>X1 A=0° ；X<X1 A=180° (3) 當(dāng)前面這兩種情況都不滿(mǎn)足時(shí) 當(dāng)A>0時(shí) X>X1 A=A X<X1 A=A+180° 當(dāng)A<0時(shí) X<X1 A=A

49、+180° X>X1 A=A+360°同理可求得JDJD2方向的方位角B。 （4）由于知道了JD、JD1、JD2的坐標(biāo)可求得兩交點(diǎn)間的距離。 3、計(jì)算曲線偏角 a為曲線偏角 , B,A為方位角 AA =B-A（1）當(dāng)ABS(AA)<180°時(shí) a =ABS(AA) （2）當(dāng)ABS(AA)>180°時(shí) a =ABS（AA）- 180° 4、計(jì)算曲線要素：、。 切垂距：、 內(nèi)移距：、 緩和曲線角：、 切線長(zhǎng)： 、 曲線長(zhǎng)： 外矢距： 5、計(jì)算各點(diǎn)的坐標(biāo)(下面為曲線右偏,曲線左偏類(lèi)似)（1）計(jì)算起點(diǎn)到直緩點(diǎn)間點(diǎn)的坐標(biāo)其中LP，LJD

50、1分別為直線上P點(diǎn)的里程,JD1點(diǎn)的設(shè)計(jì)里程.（2） ZHYH曲線段上的K點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算.當(dāng)點(diǎn)位于第一緩和曲線(ZHHY)上在此式中我們首先應(yīng)該先計(jì)算出各點(diǎn)在局部坐標(biāo)系下的坐標(biāo)。 ，為切垂距。 ， 為內(nèi)移距。其中:, x=xzh+cos(A)×xk-1.0×g×sin(A)×yky=yzh+sin(A)×xk+cos(A)×yk×g 圖2.6 緩和曲線段曲線右轉(zhuǎn)示意圖（3）YHHZ.曲線段上的點(diǎn)K的坐標(biāo)計(jì)算.如圖所示, 上式中,為M點(diǎn)至HZi點(diǎn)的曲線長(zhǎng);R為圓曲線半徑,Ls2為第二緩和曲線長(zhǎng).再由坐標(biāo)轉(zhuǎn)換公式可得:x=xhz+cos(B)×Xk+g×sin(B)×Yky=yhz