1、第一章 緒論 第一節 修建意義及必要性南環鐵路是嘉峪關鐵路樞紐的組成部分，也是嘉峪關站與嘉東站的聯絡線，酒鋼成品外發的主要鐵路。該鐵路始建于1966年，原屬鐵路部門管轄，1983年移交給酒鋼。鐵路產權現屬酒鋼。行駛車輛仍為路方。根據嘉峪關市發展的需要，市區要向南擴展。南環鐵路彎彎曲曲穿過市區，不僅影響市區規劃與建設，而且造成市區噪聲污染，影響嘉峪關市投資環境。根據設計要求將南環鐵路改建，向南移至北大河北岸。改建鐵路線路從K0+00點接軌后，向東南方向跨過北干渠，經過反向曲線沿北大河北岸向東延伸至安遠村，向北方向穿過故園西側及G312國道，向西北方向，穿高壓線進入嘉東站，全線長約8.1km。沿線

2、地形，西高東低。線路從第一個接軌點至第三個曲線，是垂直等高線布置，地形高差達66m左右，路堤最高達9m左右。線路共設橋梁6座，過水涵洞4座，線路通過電纜、排污、排水溝及熱力管道設護涵4座，為保證高壓線及地下通訊光纜設擋土墻二段。線路跨G312國道、機場路、安遠村道路、新華南路及北干渠段要設立交橋，鐵路在上，公路在下。第二節 鐵路主要技術標準一、 本線新建段鐵路主要技術標準的選擇（1）鐵路等級 國鐵級（2）正線數目 單線（3）牽引種類 內燃（4）機車類型 DF4D，單機牽引（5）限制坡度 12.5 （6）最小曲線半徑 400米，困難350m；（7）牽引質量 4000t （8）到發線有效長度 85

3、0m（9）閉塞類型 半自動閉塞二、有關主要技術標準選擇的基本原則1、與本線功能、定位相適應性原則在主要技術標準選擇時，充分考慮本線的功能和定位，本著實際客觀的原則進行設計。2、滿足本線安全、運輸需求的原則本線為專用鐵路，預測運量不是很大。在對主要技術標準選擇時，緊密結合項目特點，保證運營安全，滿足運輸需求，并適度留有余地，考慮貨流波動的影響。3、技術先進與經濟合理性兼顧原則本線為專用鐵路，在設備選擇時，既要根據鐵路發展方向，積極采用新技術，提高運輸效率。同時，也要從經濟的角度進行分析比較，尋求技術先進與經濟合理兼顧的方案。三、 鐵路主要技術標準的選擇1、鐵路等級本線是地方鐵路，主要為地方和企業

4、服務，貨物運輸以鋼鐵為主。新建鐵路主要為酒鋼服務，該段鐵路等級按國鐵三級鐵路標準設計。2、正線數目根據運量預測，該段鐵路近期貨運量在設計年度范圍內單線能力可滿足貨運量的要求。因此，本次設計正線數目為單線。3、限制坡度根據本段地形及地面建筑物情況，本次設計了單機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，車站改建規模小，運輸組織方便。新建線限制坡度，采用單機12.5。4、最小曲線半徑的選擇本線為地方鐵路，根據工業企業標準軌距鐵路設計規范，最小曲線半徑為：一般600m，困難350m；由于本段地形相對復雜，為滿足夾直線長度，減少養護工作量，且不影響行車安全，在實際選線最

5、小曲線半徑的選擇原則上不小于350m。5、牽引種類及機車類型目前該線路牽引種類為內燃牽引，為保持統一，新建線路采用內燃機車牽引及調車，機車類型為DF4D，單機牽引。6、牽引質量嘉峪關南環鐵路線的運量主要為鋼鐵。牽引質量為4000t。 7、到發線有效長度嘉峪關南環鐵路到發有效長度為850 m，根據前面對牽引質量的設計結論，牽引質量為4000t，為滿足其牽引質量的要求，按44輛考慮及運輸要求，有效長按800m鋪設。8、閉塞類型本線既有段現狀為半自動閉塞，本段新線閉塞類型仍采用半自動閉塞。9、機車交路本段由酒鋼集團管理，屬于內部線，在延伸后，不需要辦理交接作業，酒鋼鐵路公司的機車可以直接進入本線。因

6、此機車交路可由酒鋼機車車輛段機車擔當本線的機車交路。第三節 地質自然氣象特征一、 沿線自然特征本段線路為嘉峪關站與嘉東站的連接部分，線路地勢西高東低，線路在平坦戈壁上通過，沿線地形高差約達66米左右，南部沿祁連山由個山口形成若干較高的沖積扇。（一） 工程地質1、地質巖性所經地段地層單一，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。碎石堅固，空隙充填中密-密實的中沙約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，且多被鈣質膠結，處于半膠結-膠結狀態。III級硬土，s=300kPa。

7、2、地質構造區內地質構造復雜，地層發育齊全，礦產資源豐富。在地質構造上屬挽近緩慢隆升區，受長期強烈的剝蝕作用，地形已趨準平原化，海拔15002500米。由于挽近構造運動影響，平原基底內不均勻隆升，使凹陷帶在地貌上又分割為若干個構造分地。這些構造在南北方向上，由于受構造運動影響的頻率不同，一般由南向北減弱，所在南盆地沉陷幅度大，第四紀松散堆積厚。（二） 水文地質境內河流，分疏勒河、黑河、哈爾騰河三大水系，均發源于南山冰川積雪區。盆地巨厚的松散巖類孔隙，是地下水富集、運移的有利場所，為地下水資源的儲存創造了很好的空間條件。地下水對混凝土結構及鋼筋混凝土結構中的鋼筋均具有中等腐蝕性。二、 地震烈度根

8、據中國地震動參數區劃圖（GB18306-2001），本地區地震基本烈度七度。本地區最大凍結深度：1.2m。三、 氣象該區屬半沙漠干旱性氣候，其特點為氣候干旱降水少，蒸發強烈日照長，冬冷夏熱溫差大，秋涼春旱多風沙。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。風向：全年主導風向是西南風，其次是東風和西北風。最大風速26米/秒，平均風速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62天。年平均蒸發量2141.4毫米，超過降雨量27.3倍。相對濕度：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：年平均日照時數為3056.4小時,日照百分率平均69%，10月份多達78%。第二章 線路平面設計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、縱斷面和橫斷面設計三者相互關聯，即分別進行，有綜合考慮。線路受社會經濟、自然地理和技術條件等因素的制約。設計者的任務就是在調查研究、掌握大量資料的基礎上，設計出一條有一定技術標準、滿足行車要求、工程費用最省的路線來。在設計順序上，一般是盡量顧及到

10、縱、橫斷面平衡的前提下，先沿著平面進行高程測量和橫斷面測量，取得地面線和地質、水文及其他必要的資料后，再設計縱斷面和橫斷面。為求得均衡和土方數量的節省，必要時再修改平面。經過幾次反復，可望得到一個滿意的結果。線路平面設計和縱斷面設計必須滿足以下三方面的基本要求：第一、必須保證行車安全和平順。主要指：不脫鉤、不斷鉤、不脫軌、不途停、不運緩、旅客乘車舒適等，這些要求反映在鐵路線路設計規范（簡稱線規）規定的技術標準中，設計要遵守線規規定。第二、應力爭節約資金。即既要力爭減少工程量、降低工程造價；又要考慮為施工運營、維修提供有利條件，節約運行支出。從降低工程造價考慮，線路最好順地面爬行，但因起伏彎曲太

11、大，給運營造成困難，導致運營支出增加；從節約運營支出考慮，線路最好又平又直，但勢必增加工程數量，提高工程造價。因此，設計時必須根據設計線的特點，分析設計路段的具體情況，綜合考慮工程和運營的要求，通過方案比選，正確處理兩者之間的矛盾。第三、既要滿足各類建筑物的技術要求，還要保證它們協調配合、總體布局合理。鐵路上要修建車站、橋涵、隧道、路基、道口和支擋、防護等大量建筑物，線路平面和縱斷面設計不但關系到這些建筑物的類型選擇和工程數量，并且影響其安全穩定和運營條件。因此，設計時不僅要考慮各類建筑物對線路的技術要求，還要從總體上保證這些建筑物相互協調、布置合理。 鐵路設計是在地形圖或在地面上選設計路的方

12、向，確定設計路的空間位置，并布置各種建筑物，是鐵路勘測設計中決定全局的重要工作。要做好設計工作，必須綜合考慮多方面的因素，逐步接近的、分階段的進行工作。每一階段都應精心設計，多做方案比選。內容應從粗到細，從整體到局部，工作過程是從面到帶，從帶到線，直到確設計路的具體位置，這種特點決定了鐵路設計過程中內外業的關系；外業勘測與調查是內業設計的依據，而內業設計又指導下一階段的外業勘測，經過多次反復，最后才將線路測設于地面。鐵路設計工作的第一步，就是選設計路的基本走向。第一節 平面設計的一般原則一、 平面線形應與地形、地物相適應、與周圍環境相協調線路要與地形相適應，這既是美學問題，也是經濟問題和保護生

13、態環境的問題。在地勢平坦開闊的平原微丘區，線路以方向為主導，線形應直捷舒順，平面線形三要素中以直線為主；在地勢起伏很大的山嶺重丘區，線路以高程為主導，為了適應地形，路線多彎曲，則曲線所占的比例較大。如果在沒有任何障礙的開闊地區（如戈壁、草原）故意設置一些不必要的曲線，或者高低起伏的山地硬拉長直線，都將給人以不協調的感覺。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，片面強調線路要以直線為主或以曲線為主，或人為的規定三者的比例都是錯誤的。二、 保持平面線形的均衡與連貫為使一條道路上的車輛盡量以勻速行駛，應注意線形要素保持連續性而不出現技術指標的突變。以下幾點在設計時應充分注意：1、

14、長直線盡頭不能接一小半徑曲線。長直線和大半徑曲線會導致較高的車速，若突然出現小半徑曲線，會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，中間應插入中等曲率的過渡性曲線，并使縱坡不要過大。2、高、低標準之間要有過渡。同一等級的道路由于地形的變化在指標的采用上會有變化，同一條道路按不同設計速度的各設計路段之間也會形成技術標準的變化。遇有這種高、低標準變化的路段，除滿足有關設計路段在長度上的要求外，還應結合地形的變化，使路段的平面線形指標逐漸過渡，避免出現突變。第二節 地形地貌的分析南環鐵路是嘉峪關鐵路樞紐的組成部分，也是嘉峪關站與嘉東站的聯絡線，酒鋼成品

15、外發的主要鐵路。本段線路建筑長度8.10782km。最小曲線半徑350m，設曲線5處，長3.26626km，占線路總長的40.3；線路平面要素和緩和曲線按鐵路線路設計規范GB5009099配置；夾直線長度和緩和曲線間圓曲線長度一般不小于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：從起點開始線路一直處于下坡地段，為了克服高程線路傍山而行，所以線路剛開就設了一個半徑為350m的曲線。在CK1+586m處線路橫跨北干渠，在該處設置了一座1-24m的預應力混凝土梁橋。經過一個400m的反向曲線后線路進入了較長的直線段。為了減少路堤填方量，線路剛開始采用了350m

16、12.0的坡段下坡，使高程在一開始得到降低，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2300 m坡度為12.0的直線段下坡。在CK3+759m地段地形較為開闊，所以設置了一條半徑為800m的左偏曲線。經過左偏曲線線路進入了與等高線大致平行的直線段，該地段地形較為復雜，有北干渠及其分渠橫穿設計線，所以設計了北干渠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地段是整個線路高程最低的地段，而且地形較緩，為了行車安全和線路平穩的過渡，該段設計為350m的平破。在該處線路跨過國道和機場路，因而分別在CK6+868.66處設計了G312中橋，在CK7+78.88處設計了機場路橋 ，鐵路在上，公路在下。由于受地形條件限制在CK7+356.42處設計了一條半徑為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的坡段上坡爭取了高程。第三節 平面設計的一般方法地形條件、特別是地面平均自然坡度的大小，對線路位置和設計方法影響很大。設計時應分兩種情況區別對待：第一、用的最大設

18、計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，主要矛盾在平面的一方，只要注意繞避平面障礙，按短直線方向設計，即可得到合理的線路位置。這樣的地段，稱為緩坡地段。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，稱為緊坡地段。這時，主要的矛盾在縱斷面一方，這就需要根據地形變化的情況，選擇地面平均自然坡度與最大坡度基本吻合的地面設計，有意識地將線路展長，使之能達到預定的高程。由于緊坡和緩坡地段的條件不相同。因此它們的設計方法也不相同。一、 緊坡地段設計（一） 緊坡地段設計要點緊坡地段通

19、常應用足最大坡度設計，以便爭取高度使線路不至額外展長。當線路遇到巨大高程障礙（如跨越分水嶺）時，若按短直方向設計，就不能達到預定高度，或出現很長的越嶺隧道。為使線路達到預定高度，需要用足最大坡度結合地形展長線路，稱為展線。在展線地段設計時，應注意結合地形、地質等自然條件，在坡度設計上適當留有余地。展線地段若無特殊原因，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，同時增大運營支出。在緊坡地段設計，一般應從困難地段向平易地段引線。因為啞口附近地形困難，展線不易，故從預定的越嶺隧道洞口開始向下引線較為合適。個別情況下，當受山腳的控制點（如高橋）控制時，也可由山腳向啞口設計。（二） 展

20、線方式為克服巨大高差需要迂回展線時，應根據需要展長線路長度，結合地形和地質條件，用直線和曲線組合成各種形式，如套線、燈泡線、螺旋線等來展長線路。套 線 當沿河谷設計時，遇到主河谷自然坡度大于最大坡度、而側谷又比較開闊時，常常在側谷內采用套線式的展線；簡單套線由三個曲線組成，每一曲線的偏角均不大于180。燈泡線 在峽谷狹窄的側谷內，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；為了更好的適應谷口狹窄地形，可以采用燈泡線展線。它是由三個或三個以上的曲線組成（若為三個曲線則中間一個曲線的偏角大于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;成環狀，成為螺旋線（三） 導向線設計法在緊坡地段，線路的概略位置與局部走向，可借助于導向線來擬定。導向線就是既用足最大坡度，又在導向線與等高線交點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、根據地形圖上等高距(m)，計算出線路上升需要引線的距離設計步距 (Km),即： (Km) 式中，=max- ()。為曲線和隧道坡度折減平均值，視地形、地質困難情況可取0.05max 0.15max。 2、參照規劃縱斷面，在地形圖上選擇合適的車站位置，從緊坡地段的車站中心開始，向前進方向繪出半個站坪長度（Lz/2），作為導向線起點（或由預定的其它控制點） 3

22、、按地形圖比例，取兩腳規開度為，將兩腳規的一支腳，定在起點或附近地面標高與設計路肩標高相近的等高線上，再用另一腳截取相鄰的等高線。如此前進，在等高線上截取很多點，將這些點連成折線，即為導向線。在同一起訖點間，有時可定出若干條導向線，但是經過比選后有的可以放棄。繪制導向線時應注意以下幾點：(1)導向線應繞避不良地質地段，并使導向線趨向前方的控制點(或車站)。(2)如果兩腳規開度(設計步距) 小于等高線平距，表示設計坡度大于局部地面自然坡度，線路不受高程控制，即可根據線路短直方向引線。遇到等高線平距小于的地段，再繼續繪制下一地段的導向線。(3)線路跨越溝谷需要設置橋涵，故導向線不必降至溝底，可直接

23、向對岸引線。線路穿過山咀，要開挖路塹或設置隧道，導向線也不必升至山脊，可直接跳過山咀?？缭綔瞎然蛏骄讜r，應根據引線距離是的幾倍，即表示線路要下降或上升幾個，以便決定在溝谷或山咀對側的哪條等高線開始繪制導向線。(4)導向線是一條折線，僅能表示線路的概略走向，為了定出線路平面，須以導向線為基礎，借助鐵路曲線板和三角板，在符合線路規范有關規定的前提下，圓滑、順直地繪出線路平面。二、 緩坡地段設計在緩坡地段，地形平易，設計時可以航空線為主導方向，既要力爭線路順直，又要節省工程投資。為此，應注意以下幾點：1、為了繞避障礙而使線路偏離短直方向時，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，必須使曲線交點正對主要障礙物，使障礙物在曲線的內側并使其偏角最小。3、設置曲線必須是確有障礙存在。曲線半徑應結合地形盡量采用大半徑。4、坡段長度最好不小于列車長度，應盡量采用下坡無需制動的坡度-無害坡度。5、力爭減少總的拔起高度，但繞避高程障礙而導致線路延長時，則應認真比選。6、車站的設置應不偏離線路的短直方向，并爭取把車站設在凸形地段。地形應平坦開闊，以減少工程量。第四節 線路平面設計一、 設計主要考慮的因素影響線路走向選定的因素甚多，主要應考慮：1、設計線的意義與行經地區其他建設的配合走向的選擇應與行經地區其他建設項目協調配合；要考慮與地區其他交通體系的合理銜接；并應滿足國

25、防要求。2、設計線的經濟效益和運量要求選擇線路走向應盡可能為更多的工礦基地和經濟中心服務，既加速地區國民經濟的發展，又使鐵路擴大運量，增加運輸收人，爭取較高的經濟效益。3、自然條件地形、地質、水文、氣象等自然條件決設計路的工程難易和運營質量，對選擇線路走向有直接的影響。4、設計線主要技術標準和施工條件設計線的主要技術標準在一定程度上影響線路走向的選擇。施工期限、施工技術水平等，對困難山區的線路方向選擇，具有重大影響，有時甚至成為決定性的因素。上述各項因素互為影響，應整體考慮才能得到較理想的線路走向。二、 本段設計的設計過程本段設計的設計過程如下：從起點到CK5+250段線路多為下坡地段，地勢的

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，在這里采用了導向線設計法。=9.8(cm),以為步距依次前進，可以確定幾個方案，然后將這些方案進行比選，確定設計線路的大致走向。從CK5+250到終點段線路行經的地勢的起伏較小，地面高程相差不大，線路處于緩坡地段，設計時主要采用了航空線為主導方向。在這里所定的線路走向只是初步設計，線路的走向是否合理要以所繪制的縱斷面為參考，不合理的部分進行了局部調整。三、 線路平面圖介紹線路平面圖，是在繪有初測導線和經緯距的大比例帶狀地形圖上，設計出線路平面和標出有關資料的平面圖。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成。概略設

27、計時，平面圖和縱斷面圖中僅繪出未加設緩和曲線的圓曲線，圓曲線要素為：偏角，半徑R、切線長Ty、曲線長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Ty和外矢距由Ey下列公式計算： 2.1 曲線要素計算示意圖詳細設計時，平面圖中要繪出加設緩和曲線的曲線；其曲線要素為：偏角、半徑R、緩和曲線長l0、切線長T和曲線長L。偏角是在平面圖上量得的，圓曲線半徑R和緩和曲線長l0由選配得出，切線長和曲線長可計算得出。紙上設計時，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，根據地形、地質與地物條件，由大到小的選用合適

28、的曲線板，確定合理的半徑。在設計過程中，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行，按1：2000的比例分別計算出半徑分別為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為圓心，以相應紙上尺寸為半徑來畫弧，截取相對應半徑的曲線板，然后用這些曲線板按從大到小的原則來確定合理的半徑。四、 直線地段設計原則1、設計線路平面時，相鄰兩直線的位置不同，其間曲線位置也相應改變。因此，在選定直線位置時，要根據地形、地物條件使直線與曲線相互協調，線

29、路所處位置最為合理。2、設計線路平面，應力爭設置較長的直線段，減少交點個數，以縮短線路長度、改善運營條件。只有遇到地形、地質或地物等局部障礙而引起較大工程時，才設置交點繞避障礙。3、選定直線位置時，應力求減小交點轉角的度數。轉角大，則線路轉彎急，總長增大，同時列車行經曲線要克服的阻力功增大，運營支出相應增大。轉角與每噸列車克服的曲線阻力功Ar的關系式為：wr:單位曲線附加阻力； Ly: 圓曲線長度；五、 夾直線長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（HZ1）與后一曲線起點（ZH2）間的直線，稱為夾直線。兩相鄰曲線，轉向相同者稱為同向曲線，轉向相反者稱為反向

30、曲線。夾直線長度應力爭長一些，為行車和維護創造有利條件。但為適應地形節省工程，需要設置較短的夾直線時，其最小長度受下列條件控制：1、線路養護要求。維修實踐證明：夾直線長度不宜短于2至3節鋼軌；鋼軌標準長度為25m，即50至75m；地形困難時，至少應不小于一節鋼軌長度，即25m。2、行車平穩要求。為了保證行車平穩，旅客舒適，夾直線長度不宜短于23節客車長度。我國25型客車全長為25.5m，故夾直線長度不宜短于51.076.5m。夾直線長度的保證紙上設計時，通常繪出圓曲線而不繪出緩和曲線。因此，為了保證有足夠長度的夾直線，相鄰兩圓曲線端點（YZ1與ZY2）間夾直線長度LJ應滿足下列條件：(m)LJ

31、:夾直線最小長度按下表取值；L01， l02：相鄰兩圓曲線所選配的緩和曲線長度；表2.1 夾直線及圓曲線最小長度路段設計速度（km/h程條件一般110806050困難70504030夾直線長度不夠時，應修改線路平面。如減小曲線半徑或選用較短的緩和曲線長度，或改移夾直線的位置，以延長兩端點間的直線長度和減小曲線偏角；當同向曲線間夾直線長度不夠時，可采用一個較長的單曲線代替兩個同向曲線。本設計最小夾直線長度為L= 50.49 m，相鄰兩圓曲線所選配的緩和曲線長度為L01=90m,l02=90m,根據上表夾直線最小長度為LJmin=50m,所以本設計采用的夾直線最小長度為L

32、J=50m<L=50.49m,因此設計的曲線位置符合夾直線最小長度的要求。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。它是鐵路主要技術標準之一。 選定最小曲線半徑的影響因素：（1）路段設計速度。路段設計速度是設計線某一路段旅客列車遠期可能實現的最高速度。（2）貨物列車通過的速度。設計線各路段的坡度不同，貨物列車通過的速度不同。（3）地形條件。平原淺丘地區，曲線半徑的大小通常對工程量影響不大，為創造良好的運營條件和節省費用，應選定較大的曲線半徑；山岳地區地形復雜，曲線半徑的大小對工程量影響很大，為適應地形減少工程，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，則因粘著系數降低，粘降坡度減緩而引起線路額外展長，從而增大工程費用。綜上所述，設計線的最小曲線半徑可根據具體情況分路段擬定。線規擬定的最小曲線半徑編制線規時，對采用的參數進行了細致研究，按公式得到初步計算結果，并結合我國鐵路的工程和運營實踐及科研成果，確定了各級鐵路不同路段設計速度的最小曲線半徑值，如表2.2所列。 本設計采用的最小曲線半徑為500m,符合上述線規規定的最小曲線半徑要求。設計線路平面時，各個曲線選用多大的曲線半徑，要考慮下列設計要求：（1）曲線半徑系列。為了測設、施工和養護的方便，曲線半徑一般應取50、100m的整倍數。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整倍數的曲線半徑。 （2）因地制宜由大到小合理選用。各個曲線選用的曲線半徑不得小于設計線選定的最小半徑。故選配曲線半徑時，應遵循由大到小，寧大勿小的原則進行。（3）結合線路縱斷面特點合理選用。由線規擬定的最小曲線半徑知：當線路的等級為級，路段的設計速度為80Km/h,最小曲線半徑為350m,而在本設計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置在直線與圓曲線或不同半徑的圓曲線之間的曲率連續變化處的曲線。為使列車安全、平順、舒適地由直線過渡到圓曲線，在直線和圓曲線之間要設置緩和曲線。線路平面設計時，緩和曲線應根據曲線半徑，路段旅客列車設計行車速度和工程條件按表2.2所列的數值選用，即應根據地形、縱斷面及相鄰曲線、客貨列車比例、貨車速度、運輸要求以及將來發展的可能等條件選用。有條件適宜采用較長的緩和曲線。具體選用原則是：（1）各級鐵路種地形簡易地段、自由坡地段、旅客列車比例較大路段中將來有較大幅度提高客貨列車速度要求的路段應優先選用“一般”欄數值。（2）各

36、級鐵路中，地形困難、緊坡地段或停車站兩端、凸形縱斷面坡頂等行車速度不高的地段以及、級鐵路中客車對數較少，且貨車速度較低的路段和對行車速度要求不高的路段，可選用“困難”欄數值，或“困難”欄與“一般”欄間的10m整倍數的緩和曲線長度。（3）條件許可時，宜采用表中規定數值長的緩和曲線，如采用表中較高速度檔次下相同半徑的緩和曲線長度，以創造更好的運營條件，并為今后列車的提速創造有利條件。表2.2 常用曲線半徑緩和曲線長度表路段旅客列車設計行車速度(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在本設計中緩和曲線的選定如下：列車的設計速度為80Km/h，相應的曲線半徑為350m、400m、800m、350m、350m，則對應的緩和曲線長分別為90m、80m、40m、90m、90m。八、 緩和曲線間圓曲線的最小長度兩緩和曲線間圓曲線的最小長度，應保證行車平穩，并考慮維修方便。在線路平面設計時，為保證圓曲線有足夠的長度，曲線偏角a、曲線半徑R和緩和曲線長度了l0三者間應滿足下式關系： 0Lymin (m)式中 Lymin :圓曲線最小長度（m),采用表2.1數值本設計中所用到的緩和曲線間圓曲線長度最小的為66.99m，根據表2.1

39、的規定本設計緩和曲線間圓曲線的最小長度限值為50m，且符合上式的規定。所以設計滿足緩和曲線間圓曲線的最小長度的要求。本設計中的曲線匯總表如下表2.3所示：表2.3 曲線匯總表交點半徑緩和曲線長直緩里程緩直里程切線長曲線偏角曲線長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、 線路平面圖標注（一） 線路里程和百米標整千米處注明線路里程，里程前的符號初步設計用CK,技術設計用DK。千米標之間的百米標注上百米標數。數字寫在順著線路走向的右側，面向線路起點書寫。兩方案或兩測量隊銜接處，應在圖上注明斷鏈和斷高關系。而在里程標注的過程中要特別注意的是消除弦弧差，其具體過程如下所述: 圖2.2 里程標注示意圖 因為弦和弧之間

41、有著長度差異，在標注里程過程中要確保直緩點和緩直點的位置準確，直緩點的位置可以用交點的里程減去一個切線長（T）,而里程則是交點里程減去一個切線長；緩直點的位置可由交點加上一個切線長（T），緩直點的里程可以由直緩點的里程加上一個L，這樣就消除了弦和弧的差。其具體的計算公式如下： (m) (m) (m) 式中 P 內移距， (m) ；m 切垂距， (m) ； 緩和曲線角， (°) ；則曲線各起訖點（主點）里程可按下列方法推算：交點里程，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這樣計算所得直緩

42、點和緩直點的里程是比較精確的，而在緩圓點和圓緩點之間的里程標注可根據具體情況進行均勻減小來使標注美觀。（二） 曲線要素及其起終點里程曲線交點應標明曲線編號，曲線轉角應加腳注Z或Y，表示左轉角或右轉角。曲線要素應平行線路寫于曲線內側。曲線起點ZH和終點HZ的里程，應垂直于線路寫在曲線內側,HY和YH里程同樣寫在曲線內側并垂直于曲線切線方向。（三） 線路上各主要建筑物沿線的車站、大中橋、隧道、平立交道口等建筑物，應以規定圖例符號表示，并注明里程類型和大小。如有改移公路、河道時，應繪出其中線。（四） 初測導線和水準基點圖中連續的折線表示初測導線，導線點符號為C,腳注為導線點編號。圖中應繪出水準基點的

43、位置、編號、及高程，其符號為BM。線路平面設計圖見附圖第五節 程序設計一、 中樁坐標計算的方法分析（一） 方法一： Excel在線路坐標計算中的應用計算機作為一種計算工具，應用已經十分普遍，它的出現使人們從大量的、繁重的計算工作中脫離出來，同時極大的提高了人們的工作效率和工作質量。現在，計算機基本上安裝了Excel，由于公路線路坐標計算大多是重復計算，依據曲線的規律及曲線計算的一些特殊計算公式，通過應用計算機中的Excel，可以計算公路線路的中樁及邊樁坐標。1、坐標計算思路直線段坐標計算依據線路前進方向的坐標方位角，選取線路一已知點(如線路起點、直緩點或曲線交點)作為起算點，計算里程差，可求得

44、線路中線各里程點的坐標。曲線段計算(1)經驗公式如圖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； HY緩圓點；R 設計圓曲線半徑； o 緩和曲線切線角；m切垂距； P圓曲線內移值；lo設計緩和曲線長；l緩和曲線上任意一點P到ZH點之間的緩和曲線長；圖2.3 曲線段坐標計算經驗公式示意ly圓曲線上任意一點P2到日HY點之間的圓弧長；x1緩和曲線上任意一點P1在x軸上的投影長；y1緩和曲線上任意一點P1在y軸上的投影長；x2圓曲線上任意一點P2在x軸上的投影長；y2圓曲線上任意一點P2在y軸上的投影長；a1偏轉角。(2)線路中樁坐標計算在緩和曲線段，先按公式(1)、(2)計算出x1y1 ，然后計算出弦長L=（x12+y12）1/2，反正切角1= arctg (y1

46、x1)。已知過緩和曲線ZH點的切線方位角a切，因此可推算出ZH點到緩和曲線上任意一點弧長;P1的坐標方位角a1=a切±1.1的符號可依據曲線線路的轉向及坐標方位角的推算方向來確定。如正向推算,曲線線路向左轉，則取正號。根據ZH點到緩和曲線任意一點P1的距離即弦長L,可計算出化歸到線路坐標系下的坐標增量x、y。由于計算時以ZH點為起算點,因此緩和曲線上任意一點P1,的坐標為.X1=xZH+x；Y1=yZH+y。利用公式(3)、(4),同樣可計算出圓曲線上任意一，點P2點的坐標：X2=xZH+x；Y2=yZH+y。2、Excel的應用3、直線段坐標計算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:該方法的主導思想是計算一個曲線單元，在此的基礎上可進行編程。下面將詳細介紹此方法的計算過程。本曲線的編號及JD坐標（JD,X=N,Y=E）；上一曲線交點編號及JD坐標（JD1,X1,Y1）；下一曲線交點編號及JD坐標（JD2,X2,Y2）；計算起點（最好為上一曲線HZ點）樁號及坐標（DK0,X0,Y0）；本曲線R,L01,L02；計算步長（本設計為曲線上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：A1>A2 ， 曲線為:

48、 左偏當：A1<A2 , 曲線為：右偏 2、計算JD1-JD,JD-JD2坐標方位角(注意X方向為真北方向(N),以及坐標方位角的特殊情況，如0°，90°，180°，270°。)圖2.5 線形單元示意圖（1）當X=X1時Y>Y1 A=90°；Y<Y1 A=270°（2）當Y=Y1時X>X1 A=0° ；X<X1 A=180° (3) 當前面這兩種情況都不滿足時 當A>0時 X>X1 A=A X<X1 A=A+180° 當A<0時 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的坐標可求得兩交點間的距離。 3、計算曲線偏角 a為曲線偏角 , B,A為方位角 AA =B-A（1）當ABS(AA)<180°時 a =ABS(AA) （2）當ABS(AA)>180°時 a =ABS（AA）- 180° 4、計算曲線要素：、。 切垂距：、 內移距：、 緩和曲線角：、 切線長： 、 曲線長： 外矢距： 5、計算各點的坐標(下面為曲線右偏,曲線左偏類似)（1）計算起點到直緩點間點的坐標其中LP，LJD

50、1分別為直線上P點的里程,JD1點的設計里程.（2） ZHYH曲線段上的K點的坐標計算.當點位于第一緩和曲線(ZHHY)上在此式中我們首先應該先計算出各點在局部坐標系下的坐標。 ，為切垂距。 ， 為內移距。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示意圖（3）YHHZ.曲線段上的點K的坐標計算.如圖所示, 上式中,為M點至HZi點的曲線長;R為圓曲線半徑,Ls2為第二緩和曲線長.再由坐標轉換公式可得:x=xhz+cos(B)×Xk+g×sin(B)×Yky=yhz