《鐵路選線設(shè)計(jì)》本科課件

《鐵路選線設(shè)計(jì)》本科課件,鐵路選線設(shè)計(jì),鐵路,設(shè)計(jì),本科,課件 定線的基本過(guò)程定線的基本過(guò)程定義：定義：指在地形圖和地面上選定線路的方向并確定線路的空間位置，布置各種建筑物。從面到帶從帶到線從線到點(diǎn)外業(yè)勘測(cè)內(nèi)業(yè)定線外業(yè)勘測(cè)反復(fù)基礎(chǔ)指導(dǎo)從粗到細(xì)從整體到局部總體設(shè)計(jì)要求：總體設(shè)計(jì)要求：鐵路與其他建筑項(xiàng)目配合最優(yōu)主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)配合并與相鄰線配合最優(yōu)線路上分布的建筑物相互配合最優(yōu)工程與運(yùn)營(yíng)配合最優(yōu)鐵路內(nèi)外部效益最優(yōu)綜合最優(yōu)應(yīng)收集的資料：應(yīng)收集的資料：1、地形圖、航片、衛(wèi)片，以往勘測(cè)資料2、客貨運(yùn)量等沿線經(jīng)濟(jì)資料3、相鄰線資料4、沿線地質(zhì)、水文等自然資料5、行經(jīng)地區(qū)城鎮(zhèn)、工礦、交通、水利建設(shè)和規(guī)劃資料選線設(shè)計(jì)選線設(shè)計(jì)一、線路走向的選擇一、線路走向的選擇航空折線影響線路走向的主要因素v設(shè)計(jì)線意義及與行經(jīng)地區(qū)其他建筑的配合政治經(jīng)濟(jì)軍事線路意義路網(wǎng)規(guī)劃要求工礦及經(jīng)濟(jì)據(jù)點(diǎn)其他交通配合原則：原則：干線短直地方線靠近城鎮(zhèn)、工礦企業(yè)意意義義走走向向v設(shè)計(jì)線的經(jīng)濟(jì)效益和運(yùn)量要求直通運(yùn)量大直通運(yùn)量大干線、平直短、成本低，效益高地方運(yùn)量大地方運(yùn)量大擴(kuò)大吸引范圍運(yùn)量組成v自然條件v設(shè)計(jì)線的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和施工條件二、接軌方案的選擇二、接軌方案的選擇影響接軌點(diǎn)選擇的主要因素路網(wǎng)規(guī)劃線路走向主要客貨流方向既有區(qū)段站的分布和當(dāng)?shù)氐慕榆墬l件接軌方向的選擇接軌方向的選擇o主要客貨流方向o城市規(guī)劃與新線引入條件三、車站分布SZLZ步驟：步驟：結(jié)合機(jī)車交路設(shè)計(jì)分布區(qū)段站結(jié)合紙上定線，保證N，分布中間站、會(huì)讓站、越行站。影響區(qū)段站分布的因素影響區(qū)段站分布的因素:1、與接軌站選擇綜合考慮2、盡量靠近較大城鎮(zhèn)和工礦企業(yè)3、考慮地形、地質(zhì)、環(huán)境4、考慮作業(yè)中間站、會(huì)讓站、越行站的分布中間站、會(huì)讓站、越行站的分布滿足C和NkNNxy辦理客貨運(yùn)業(yè)務(wù)的中間站合理分布，技術(shù)作業(yè)保證時(shí)間。站間通過(guò)能力的均衡性結(jié)合地形、地質(zhì)、水文和鐵路運(yùn)營(yíng)條件單、雙線車站比選標(biāo)準(zhǔn)最小站間距離分期投資定線的基本方法定線的基本方法緊坡地段緊坡地段緩坡地段緩坡地段展線、展線系數(shù)展線、展線系數(shù)一、緊坡地段定線一、緊坡地段定線1、展線地段，結(jié)合地形、地質(zhì)條件，在坡度上留有余地。2、不采用反向坡度，減少克服高度，避免線路不必要展長(zhǎng)和運(yùn)營(yíng)支出的增加。3、從困難地段向平易地段引線典型展線公式：典型展線公式：套線、燈泡線、螺旋線套線、燈泡線、螺旋線定線原則導(dǎo)向線定線法：導(dǎo)向線定線法：既用足最大坡度，又適應(yīng)地形，在導(dǎo)向線與等高線交點(diǎn)處填挖為零的一條折線。導(dǎo)向線導(dǎo)向線步驟：步驟：1、根據(jù)地形圖上等高距h(m)，計(jì)算出線路上升h需要引線的距離定線步距l(xiāng)2、在平面圖上選擇合適的車站位置3、按地形圖比例尺，取兩腳規(guī)開(kāi)度為l，截取相鄰等高線，依次前進(jìn)在等高線上截取點(diǎn)，將這些點(diǎn)連成折線，即為導(dǎo)向線。繪制導(dǎo)向線應(yīng)注意幾點(diǎn)：應(yīng)繞開(kāi)不良地質(zhì)地段前進(jìn)方向趨向前方控制點(diǎn)l等高線間距，則定線坡度大于地面坡度，可用短直方向引線河谷、隧道處的導(dǎo)向線以導(dǎo)向線為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)線路二、緩坡地段定線二、緩坡地段定線定線原則：定線原則：線路順直，節(jié)省工程盡早繞避前方障礙曲線交點(diǎn)正對(duì)主要障礙物設(shè)置曲線應(yīng)有理由坡段長(zhǎng)度，無(wú)害坡度減少總的拔起高度，車站設(shè)置不偏離短直方向，應(yīng)設(shè)在凸型斷面上。三、橫斷面定線必要性必要性步驟：步驟：找出控制線路位置的橫斷面確定線路中心線在橫斷面上可移動(dòng)的范圍將可移動(dòng)的范圍移到平面圖上重新設(shè)計(jì)平面四、線路平縱斷面改善常見(jiàn)問(wèn)題改善采用規(guī)范允許最低標(biāo)準(zhǔn)的局部地段的設(shè)計(jì)減少耕地占用及建筑物拆遷車站及橋涵分布的調(diào)整改善某些工點(diǎn)的施工條件改善局部地段的運(yùn)營(yíng)條件線路局部方案比選減少填、挖方及橋、隧工程量繞避不良地質(zhì)注意問(wèn)題：1、小改動(dòng)憑經(jīng)驗(yàn)，大改動(dòng)技經(jīng)比選2、平、縱、橫斷面同時(shí)考慮3、具體問(wèn)題，具體分析解決。主要自然條件下的定線原則主要自然條件下的定線原則一、河谷地區(qū)一、河谷地區(qū)q河谷縱坡為單向坡，避免逆坡出現(xiàn)，緊坡地段可利用側(cè)谷展線。q河谷地形開(kāi)闊，有階地可利用，階地設(shè)站，可為地方服務(wù)。q占用農(nóng)田，且山區(qū)河谷彎曲多，河谷縱坡大。q困難地區(qū)河谷，峽谷地段狹窄多彎，坡岸陡峭，地質(zhì)復(fù)雜，沖刷嚴(yán)重。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)沿河谷定線著重解決的問(wèn)題沿河谷定線著重解決的問(wèn)題1 1、選擇河谷、選擇河谷研究水系分布，盡量利用與線路走向基本一致的河谷；河谷縱坡小，地質(zhì)條件好，地形開(kāi)闊。2 2、選擇岸側(cè)、選擇岸側(cè)結(jié)合地形、地質(zhì)、水文、農(nóng)田及城鎮(zhèn)分布選擇有利一側(cè)（1）地質(zhì)條件地質(zhì)條件多次跨河，繞避或整治。巖層傾向影響岸側(cè)。（2）地形條件地形條件地質(zhì)條件差異不大，選擇地形平坦、順直、支溝較少的一側(cè)階地。當(dāng)需要展線時(shí)，選擇支溝開(kāi)闊的有利于展線。（3）農(nóng)田及城鎮(zhèn)分布條件農(nóng)田及城鎮(zhèn)分布條件選擇居民點(diǎn)及工礦企業(yè)較多，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的一側(cè)。3 3、選擇線路位置、選擇線路位置（1）河谷開(kāi)闊，橫坡緩，河谷開(kāi)闊，橫坡緩，地質(zhì)條件好，選擇不受洪水地質(zhì)條件好，選擇不受洪水 沖刷的階地。沖刷的階地。（2）河谷狹窄，橫坡陡，）河谷狹窄，橫坡陡，避開(kāi)山坡與外移建橋比選。避開(kāi)山坡與外移建橋比選。（3）山咀：繞行與取直比選山咀：繞行與取直比選（4）河灣地段定線河灣地段定線沿河繞行建橋跨河改移河道二、越嶺地區(qū)二、越嶺地區(qū)從一個(gè)水系轉(zhuǎn)到另一個(gè)水系，穿越分水嶺越嶺線沿通向分水嶺埡口的河谷，用足最大坡度定線，并以隧道越過(guò)埡口，再沿另一河谷向下定線。1、選擇越嶺埡口、選擇越嶺埡口v選擇標(biāo)高低，靠近短直方向的埡口。v選擇山體較薄的埡口v選擇地質(zhì)條件較好的埡口v選擇引線條件好的埡口河谷走向不背離短直縱坡平緩2、選擇越嶺標(biāo)高、選擇越嶺標(biāo)高運(yùn)量?jī)蓚?cè)地形、高差隧道長(zhǎng)度、坡度陡緩過(guò)渡處技術(shù)水平3、越嶺引線的定線、越嶺引線的定線長(zhǎng)隧道與加力坡比選從埡口向兩側(cè)定線，埡口兩端上陡下緩，上游應(yīng)盡量利用支流側(cè)合理展線，使線路盡早降入河溝臺(tái)地。可選用符合線規(guī)的最小曲線半徑三、平原、丘陵地區(qū)三、平原、丘陵地區(qū)相對(duì)高差不大，占地、拆遷問(wèn)題嚴(yán)重。地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，水文條件復(fù)雜。線路盡量順直鐵路與行徑地區(qū)關(guān)系盡量靠山，避免改移、占地分布車站應(yīng)結(jié)合地區(qū)城鎮(zhèn)規(guī)劃有利于鐵路和地方，分布好道口和立交橋注意適應(yīng)水文條件選在洪水泛濫線之外橋梁孔徑不宜壓縮，路基保證高度，做好導(dǎo)流建筑物和路基防護(hù)。主流集中、河槽順直、河床穩(wěn)固、基礎(chǔ)較好處。考慮通航要求。滿足排洪、排澇、灌溉要求。大橋橋址大橋橋址小橋涵小橋涵四、不良地質(zhì)條件地區(qū)四、不良地質(zhì)條件地區(qū) 掌握區(qū)域地質(zhì)情況掌握區(qū)域地質(zhì)情況 合理繞避不良地質(zhì)地段合理繞避不良地質(zhì)地段局部移動(dòng)線路位置內(nèi)移隧道、外移建橋。大范圍繞避，技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選多次跨河，選擇有利岸側(cè) 采用工程措施徹底整治采用工程措施徹底整治規(guī)模不大，穩(wěn)定性好，治理較易五、水庫(kù)地區(qū)五、水庫(kù)地區(qū)考慮因素解決方法注意問(wèn)題水庫(kù)坍岸因風(fēng)浪沖擊引起庫(kù)岸坍塌，鐵路不宜修在坍岸范圍內(nèi)，以保安全水庫(kù)淤積提高設(shè)計(jì)標(biāo)高地下水壅升不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育，地下水位升高，造成建筑物基底承載力下降正確處理與水庫(kù)建設(shè)的關(guān)系橋隧、道口地段定線原則橋隧、道口地段定線原則一、橋梁地段一、橋梁地段水文地貌條件河床穩(wěn)定、河道順直、流向固定、河床較窄處，盡可能與河槽、河床正交工程地質(zhì)條件基巖埋藏較淺，巖質(zhì)堅(jiān)硬，整體性好，傾斜度不大的地方橋址選擇橋址選擇橋址選擇引線設(shè)計(jì)引線設(shè)計(jì)引線設(shè)計(jì)引線設(shè)計(jì)引線設(shè)計(jì)引線設(shè)計(jì)線路順直運(yùn)營(yíng)條件好工程投資省引線地質(zhì)條件好減少拆遷河占用農(nóng)田配合城市規(guī)劃二、涵洞地段二、涵洞地段涵洞的分布涵洞的分布涵洞類型和孔徑的選擇涵洞類型和孔徑的選擇流量大小路堤高度地質(zhì)條件施工維修條件農(nóng)業(yè)交通要求對(duì)路堤高度的要求對(duì)路堤高度的要求水利條件結(jié)構(gòu)條件修改方案：改變涵洞類型加大孔徑挖低溝底改變平、縱斷面三、隧道地段三、隧道地段傍山隧道傍山隧道位置的選擇位置的選擇埋藏較淺，線路宜內(nèi)移，以避免偏壓過(guò)大。繞避不良地質(zhì)長(zhǎng)隧道與沿河繞行比選地形、地質(zhì)條件不利，考慮建橋跨河。隧道群隧道的作用隧道的作用克服高程障礙克服高程障礙降低線路標(biāo)高降低線路標(biāo)高縮短線路長(zhǎng)度縮短線路長(zhǎng)度繞避不良地質(zhì)繞避不良地質(zhì)傍山傍山隧道隧道越嶺越嶺隧道隧道洞口位置選擇1、“早進(jìn)洞，晚出洞”避免邊坡、仰坡開(kāi)挖過(guò)高避免邊坡、仰坡開(kāi)挖過(guò)高不設(shè)在溝心不設(shè)在溝心2、設(shè)在山體穩(wěn)定、地質(zhì)條件好的地方3、線路與等高線正交或接近正交的地方四、道口地段四、道口地段多因素確定，優(yōu)先考慮立交，減少平交道口立體交叉設(shè)置條件立體交叉設(shè)置條件鐵路與道路立體交叉鐵路與道路立體交叉的建筑限界的建筑限界道口設(shè)置條件道口設(shè)置條件q瞭望視野規(guī)定q不設(shè)在車站內(nèi)q道口間距不小于2kmq宜設(shè)計(jì)為正交，斜交角大于45度平、縱斷面的機(jī)助設(shè)計(jì)平、縱斷面的機(jī)助設(shè)計(jì)機(jī)助設(shè)計(jì)的一般概念機(jī)助設(shè)計(jì)的一般概念發(fā)展方向發(fā)展方向1、航空數(shù)字化成圖2、建立數(shù)字地面模型3、平縱斷面優(yōu)化4、線路的機(jī)助設(shè)計(jì)5、既有線設(shè)計(jì)和增建第二線機(jī)助設(shè)計(jì)6、路基和擋護(hù)工程機(jī)助設(shè)計(jì)7、概（預(yù)）算軟件智能化智能化三維化三維化虛擬現(xiàn)實(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)鐵路線路鐵路線路設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)CAD軟件的開(kāi)軟件的開(kāi)發(fā)和研制發(fā)和研制數(shù)字地面模型數(shù)字地面模型線路平面和縱斷面的機(jī)助設(shè)計(jì)線路平面和縱斷面的機(jī)助設(shè)計(jì)環(huán)境保護(hù)環(huán)境保護(hù)建設(shè)項(xiàng)目可行性研究環(huán)保說(shuō)明初步設(shè)計(jì)環(huán)保篇章：環(huán)境影響評(píng)價(jià)施工環(huán)保工程設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)竣工及驗(yàn)收運(yùn)營(yíng)及反饋會(huì)同環(huán)保部門參加的相關(guān)部門施工設(shè)計(jì)環(huán)境保護(hù)環(huán)境保護(hù)的重要性的重要性鐵路選線中的環(huán)境考慮鐵路選線中的環(huán)境考慮v對(duì)噪聲敏感的地區(qū)；v土著居民的地區(qū)；v具有歷史意義或豐富文化遺產(chǎn)的地區(qū)；v動(dòng)植物聚集地和保護(hù)區(qū)；v主要的風(fēng)景區(qū)；v主要的森林和農(nóng)業(yè)區(qū)；v有潛在社會(huì)影響的地區(qū)；v礦物資源及其他天然資源；v供水的水庫(kù)及水壩；v現(xiàn)有的和建議中的土地利用以及與地區(qū)及城鎮(zhèn)的計(jì)劃項(xiàng)目的矛盾。線路走向應(yīng)滿足的要求：線路走向應(yīng)滿足的要求：在符合鐵路路網(wǎng)規(guī)劃的前提下，鐵路選線應(yīng)結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城鄉(xiāng)建設(shè)規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)布局、地形、地質(zhì)條件，合理地選擇線路走向，走向選擇中應(yīng)避免穿越密集的居民點(diǎn)，盡量少占良田好土，技術(shù)經(jīng)濟(jì)。鐵路選線應(yīng)充分考慮鐵路建設(shè)和運(yùn)營(yíng)對(duì)沿線環(huán)境的影響因素，線路走向及線位的布設(shè)，應(yīng)全面考慮沿線社會(huì)環(huán)境與自然環(huán)境。鐵路選線應(yīng)有利于對(duì)沿線社會(huì)環(huán)境的改善。新建鐵路應(yīng)避免破壞自然景觀、人文景觀、文物古跡及民族文化遺產(chǎn)。應(yīng)注意資源保護(hù)，線路位置不宜覆蓋礦產(chǎn)與生態(tài)資源，鐵路選線應(yīng)特別注意對(duì)飲用水源的保護(hù),應(yīng)盡可能避讓。有配屬內(nèi)燃、蒸汽機(jī)車的車站，其站址應(yīng)選在城鎮(zhèn)主導(dǎo)風(fēng)向的下游，以減少有害氣體及煙塵對(duì)城鎮(zhèn)的危害。環(huán)境保護(hù)研究的主要內(nèi)容：環(huán)境保護(hù)研究的主要內(nèi)容：環(huán)境保護(hù)研究的主要內(nèi)容：環(huán)境保護(hù)研究的主要內(nèi)容：1、調(diào)查鐵路建設(shè)項(xiàng)目所在位置的自然和社會(huì)環(huán)境現(xiàn)狀和動(dòng)向；2、預(yù)測(cè)建設(shè)項(xiàng)目對(duì)自然和社會(huì)環(huán)境的影響；3、確定環(huán)境保護(hù)應(yīng)當(dāng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)；4、合理選擇環(huán)境保護(hù)方案；5、進(jìn)行環(huán)境效益評(píng)價(jià)；鐵路建設(shè)的環(huán)保措施鐵路建設(shè)的環(huán)保措施鐵路建設(shè)的環(huán)保措施鐵路建設(shè)的環(huán)保措施（一）主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)選擇一）主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)選擇（二）選線設(shè)計(jì)二）選線設(shè)計(jì)（三）路基設(shè)計(jì)三）路基設(shè)計(jì)（四）橋涵設(shè)計(jì)四）橋涵設(shè)計(jì)（五）隧道設(shè)計(jì)五）隧道設(shè)計(jì)（六）軌道設(shè)計(jì)六）軌道設(shè)計(jì)（七）交叉口設(shè)計(jì)七）交叉口設(shè)計(jì)（八）車站八）車站規(guī)劃縱斷面的編制規(guī)劃縱斷面的編制定義定義根據(jù)地形特點(diǎn)，考慮通過(guò)能力，對(duì)一段線路的車站分布進(jìn)行總體安排，概略估計(jì)各車站的位置、標(biāo)高和區(qū)間坡度，其線路縱斷面稱為規(guī)劃縱斷面規(guī)劃縱斷面。原則原則各區(qū)間往返走行時(shí)分各區(qū)間往返走行時(shí)分(tW+tF)，均不大于均不大于允許的最大區(qū)間往返走行時(shí)分允許的最大區(qū)間往返走行時(shí)分(tW+tF)max規(guī)劃縱斷面的形式規(guī)劃縱斷面的形式1LZ/2Ly甲站甲站乙站乙站hLZ/2iZiZid=imax-i單面坡單面坡規(guī)劃縱斷面的形式規(guī)劃縱斷面的形式2LZ/2Ly甲站甲站乙站乙站hLZ/2iZiZi單面坡單面坡規(guī)劃縱斷面的形式規(guī)劃縱斷面的形式3LZ/2Ly甲站甲站乙站乙站LZ/2iZ=0iZ=0i=0平坡平坡規(guī)劃縱斷面的形式規(guī)劃縱斷面的形式4LZ/2Ly甲站甲站乙站乙站LZ/2i1i2i=0L1L2L3h多坡段多坡段LZ/2Ly甲站甲站乙站乙站hLZ/2iZiZi站坪坡度iz站坪長(zhǎng)度Lz區(qū)間坡度i按站坪及區(qū)間的加算坡度求得每千米往返走行時(shí)分為tWF(z)及tWF(i)用均衡速度法計(jì)算區(qū)間往返走行時(shí)分緊坡地段緊坡地段根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估計(jì)該區(qū)間坡度折減平均值(i)，得到該區(qū)間設(shè)計(jì)坡度平均值定線坡度定線坡度(id)i已經(jīng)考慮曲線和隧道，一般取0.05imax0.15imax地形平坦，車站及區(qū)間為平坡地形平坦，車站及區(qū)間為平坡緩坡地段區(qū)間多個(gè)坡度均小于最大坡度緩坡地段區(qū)間多個(gè)坡度均小于最大坡度