1 铁路选线设计的基本任务：

 铁路设计的基本任务是提出质量可靠的设计文件，以保证铁路投资的经济效益。

它的基本任务是：

 根据国家政治、经济、国防的需要，结合线路经过地区的自然条件、资源分布、工农业发展等情况，规划线路的基本走向，选定铁路的主要技术标准。

 根据沿线的地形、地质、水文等自然条件和村镇、交通、农田、水利设施等具体情况，设计线路的空间位置(平面、立面)，并在保证行车安全的前提下，力争提高线路质量。

 与其他各专业共同研究，布置线路上各种建筑物，使其总体上互相配合，全局上经济合理，为进一步单项设计提供依据。

2铁路基本建设程序：预可行性研究。可行性研究。初步设计。施工图设计。工程施工和设备安装。验交投产。后评估。

铁路运量

 货运量C是设计线(或区段)一年内单方向需要运输的货物吨数，应按设计线(或区段)分上、下行分别由下式计算：

 C＝∑Ci ／a

 式中  Ci——某种货物的年货运量。

运输周转量

 货物周转量CHZ是设计线(或区段)一年内所完成的货运工作量，可由单方向一年内各种货运量Ci  (104t／a)与相应的运输距离Li (km)按下式计算：

 CHZ＝∑(Ci ×Li)／a

货运密度

 货运密度CM是设计线(或区段)每km的平均货物周转量：

 式中   L——设计线(或区段)的长度(km)。

货流比

 设计线上、下行方向的货运量不均衡时，应区分为轻车方向和重车方向。货流比λQZ是轻车方向货运量CQ与重车方向货运量CZ的比值，即

3铁路的设计年度划分和作用：

应分为近期、远两期。近期、远期分别为铁路交付运营后第10年和第20年。近、远期运量均采用预测运量。铁路线下基础设施和不易改、扩建的建筑物和设备的建筑物和设备，应按远期运量和运输性质设计，并适应长远发展的要求；对于易改、扩建的建筑物和设备，宜按近期运量和运输性质设计，并考虑预留远期发展条件。

4 铁路等级划分

铁路等级是根据铁路在路网中的作用、性质和远期客货运量，以及最大轴重和列车速度等条件，对铁路划定的级别，我国根据运输性质的不同，将铁路划分为客运专线铁路、客货共线铁路、货运专线铁路

客货共线铁路：

I级铁路  铁路网中起骨干作用的铁路，或近期年客货运量大于或等于20 Mt者；

 Ⅱ级铁路  铁路网中起联络、辅助作用的铁路，或近期年客货运量小于20Mt且大于或等于10 Mt者；

 Ⅲ级铁路  为某一地区或企业服务的铁路，近期年客货运量小于10 Mt者且大于或等于5Mt者

Ⅳ级铁路 为某一地区或企业服务的铁路，近期年客货运量小于5Mt者

5客货共线铁路主要技术标准有：

正线数目、坡度、最小曲线半径、到发线有效长度、牵引种类、机车类型、牵引质量、机车交路、闭塞类型。对铁路输送能力、工程造价、运营效率、运行安全和经济效益以及其他有关技术条件有显著影响

正线数目是指连接并贯穿车站的线路的数目。按正线数目可把铁路分为单线铁路、双线铁路和多线铁路。 

最小曲线半径是设计线采用的曲线半径最小值。

机车类型系指同一牵引种类中机车的不同型号

牵引质量就是机车牵引的车列质量，也称牵引吨数

坡度 是单机牵引普通货物列车，在持续上坡道上，最终以机车计算速度等速运行的坡度

最大坡度 是铁路纵断面允许采用的最大坡度值

到发线有效长度 是车站到发线能停放货物列车而不影响相邻股道作业的最大长度

6 双线铁路通过能力为什么不是单线铁路的两倍？ 

 因为单线铁路一般采用半自动闭塞，采用公式：  (对/d)，而我国单线铁路站间距离一般为8～15公里，普通货物列车单程运行时分在10～15min，加上车站作业间隔时分，公式中的分母(运行图周期)一般在30min以上；而双线铁路一般采用自动闭塞，采用公式：  (列/d)，分母I =8～10min，由两公式可以看出分

子相同，分母不是简单的2倍关系。

7 客货运量的意义     1．客货运量是设计铁路能力的依据。

  2．客货运量是评价铁路经济效益的基础。  

3．客货运量是影响线路方案取舍的重要因素。  

第三章  牵引计算与铁路能力

作用于列车上的力有：机车牵引力、列车运行阻力、列车制动力。

列车运行的各种阻力：

1．基本阻力    

机车牵引一定质量的列车在线路上运行，即使在平直坡道上，由于轮轨之间，机车车辆各活动部分之间，以及车体与四周空气之间的摩擦、冲击、振动必然会产生一定的阻力，这种阻力称为列车运行的基本阻力。

2．附加阻力

当列车在坡道上、曲线上、隧道内运行时，还会产生一定的附加阻力，称为坡道附加阻力、曲线附加阻力、隧道空气附加阻力。

3．启动阻力

牵引质量就是机车所牵引的车列质量，也称牵引吨数(牵引定数)。

已知车站到发线有效长为Lyx，可按下式检算到发线长度允许的牵引质量Gyx。

                                                              ( t )

  式中，La──安全距离(m)，一般取30m，重载线路可酌情增大； 

        Lyx──到发线有效长度；

        LJ──机车长度(m)；

NJ──列车中机车数量；

        q──列车延米质量(t/m)，取5.677 t/m。

如果Gyx≥G，则牵引质量不受到发线有效长。

新线设计中简化公式

     货物列车牵引净载：GJ = KJ · G  ( t )

 KJ —货物列车净载系数，取0.72 。

   货物列车长度：

 q —货车平均每延米质量( t / m)，取5.677 t / m

铁路通过能力

指该铁路线在一定的机车车辆类型和一定的行车组织方法的条件下，根据其现有固定设备，在单位时间内（通常指一昼夜）最多能够通过的列车对数或列车数。通过能力也可以用车辆数或货物吨数来表示，客运专线可以用旅客人数来表示

1．旅客列车设计行车速度

它是根据运输需求、铁路等级、正线数目、地形条件及机车类型、线路平纵断面运营条件所确定的旅客列车行车速度。

2．走行速度

是指普通货物列车在区段内运行，按所有中间车站不停车通过所计算的区段平均速度，可由牵引计算得到。

3．技术速度

指普通货物列车在区段内运行，计入中间车站停车的起停附加时分所计算的区段平均速度，也可由牵引计算得到

4．旅行(区段)速度

普通货物列车在区段内运行，计入中间车站停车的起停附加时分和中间车站停车时分所计算的区段平均速度。

控制站间：运行图周期值最大的站间，通过能力最小，全线(或区段)的通过能力要受到它的控制。

铁路输送能力：是铁路单方向每年能运送的货物吨数。设计线各设计年度的输送能力不应小于经济调查得到的相应年度的货运量。

客货共线输送能力：

 ( Mt / a )

NH—— 折算的普通货物列车对数(对／d) ；

 Gj —— 普通货物列车净载；

          β—— 货运波动系数，由经济调查确定，通常可取1.15。 

折算的普通货物列车对数NH为：

 (对／d)

   NPT、NKH、NL、NZ —— 普通货物、快运货物、零担、摘挂列车对数(对／d)；

      μKH、μL、μZ —— 快运货物、零担、摘挂列车的货物质量与普通货物列车的货物质量的比值，称为满轴系数，其值可根据设计线的具体情况拟定，一般取μKH＝0.75，μL＝0.5，μZ＝0.75。

单线铁路通过能力：

式中： 1440 —— 每一昼夜的分钟数；

           TT —— 日均综合维修“天窗”时间(min)：电力牵引取90min，内燃牵引取60 min；

    tW、tF —— 站(区)间往、返走行时分(min)，与站间距离、平纵断面情况、牵引质量以及机车类型和制动条件等因素有关，可通过牵引计算获得；

 tB —— 对向列车不同时到达的间隔时分(min)，即一列车到达车站中心起到对向列车到达或通过车站中心的最小间隔时分；

 tH —— 车站会车间隔时分(min)，即一列车到达或通过车站中心起到该车站向原区间发出另一列车时的最小间隔时分； 

双线铁路通过能力

半自动闭塞

式中  TT — 日均综合维修“天窗”时间(min)：电力牵引取120 min，内燃牵引取70 min；

 t——普通货物列车站间单方向走行时分(min) ；

  tL——同向列车连发间隔时分(min)：若前后列车都通过前方邻接车站，则tL＝4～6min；若前一列车通过后一列车停站，则tL＝2～3min。

  全自动闭塞：

I —— 同向列车追踪间隔时分，其数值根据运营条件决定，一般采用I＝8～10 min。

通过能力计算取值到小数点后一位。以列数表示时，不足1列舍去；以对数表示时，不足0.5对者舍去，大于等于0.5对者按0.5对取值。

第四章  线路平面和纵断面设计

平面曲线要素

        内移距P  切垂距m

夹直线：两相邻曲线间的直线段，即前一曲线终点(HZ1)与后一曲线起点(ZH2)间的直线，称为夹直线。

长度保证：相邻两圆曲线端点( YZ1与ZY2)间夹直线长度LJ应满足下列条件：

LJmin——夹直线最小长度(m)，按表4—1取值；

 l01、l02——相邻两圆曲线所选配的缓和曲线长度(m)。

  夹直线长度不够时，应修改线路平面。如减小R或选用较短的l0；或改移夹直线的位置；当同向曲线间夹直线长度不够时，可采用一个较长的单曲线代替。 

曲线超高：

缓和曲线是设置在直线与圆曲线或不同半径的同向圆曲线之间的曲率连续变化的曲线。

作用：行车缓和；超高缓和；加宽缓和。

    设计缓和曲线时，有线形选择、长度计算、如何选用和保证缓和曲线间圆曲线必要长度四个问题。

圆曲线长度保证：在线路平面设计时，为保证圆曲线有足够的长度，曲线偏角α、曲线半径R 和缓和曲线长度 l0 三者间应满足： 。

  在设计线路平面时，若圆曲线长度达不到规定值，则可采取加大半径、减小缓和曲线长度、改动线路平面增大曲线偏角等措施，保证圆曲线长度满足要求。

加力牵引坡度是两台及以上机车牵引规定牵引吨数的普通货物列车，在持续上坡道上，最后以机车计算速度等速运行的坡度，它是加力坡度路段的最大坡度。

坡度是单机牵引普通货物列车，在持续上坡道上，最终以机车计算速度等速运行的坡度，它是坡度区段的最大坡度。据此计算货物列车的牵引质量。 

影响坡度选择的因素

(1)铁路等级 (2)运输需求和机车类型 (3)地形条件 (4)邻线的牵引定数 (5)符合《线规》要求

采用加力坡度的注意事项：

         1)加力牵引坡度应集中使用，使补机能在较长的路段上行驶，提高其利用率。

 2)加力牵引地段宜与区段站或其他有机务设备的车站邻接，以利用其机务设备。

 ）补机要在加力坡度的起讫点摘挂，增加列车的停站时分，所以，与起讫站邻接的加力牵引区间的往返行车时分要相应减少，一面通过能力。

 ）加力牵引采用重联牵引或补机推送的何种方式，与牵引质量，车钩强度有关。

变坡点，坡段长度

相邻两坡段的坡度变化点称为变坡点。相邻两变坡点间的水平距离称为坡段长度

竖曲线

    在线路纵断面的变坡点处设置的竖向圆弧称为竖曲线。常用的竖曲线线形为圆曲线

设置竖曲线的条件

  ①竖曲线不应与缓和曲线重叠  ②竖曲线不应设在明桥面上  ③竖曲线不应与道岔重叠 

4竖曲线与平面圆曲线不应重叠

竖曲线切线长：

Vmax=160km/h ：    TSH  ＝7.5Δi (m)

 Vmax ≤ 140km/h ： TSH  ＝5Δi(m)

某I级铁路凸形变坡点A的地面高程为476.50m、设计高程为472.36m、相邻坡段坡度为   ＝6‰，  ＝-2‰，求A点的挖方高度。

    A点的坡度差 ＝|6-(-2)|＝8(‰)

 点的竖曲线切线长    =5·   ＝40m

 点的曲线外矢距：  

 点的施工高程为472.36—0.08＝472.28m

 点的挖方高度为476.50—472.28=4.22m

最大坡度折减

客货共线铁路，线路纵断面设计时，在需要用足最大坡度(包括坡度与加力牵引坡度)的地段，当平面上出现曲线或遇到长于400m的隧道时，因为附加阻力增大、粘着系数降低，而需将最大坡度值减缓，以保证普通货物列车以不低于计算速度或规定速度通过该地段。此项工作称为最大坡度的折减。

曲线地段最大坡度减缓的方法：

   (1)夹直线不小于200m时，可设计为一个坡段，不予减缓， i =imax；

 当 LY≥LL 时，可设计为一个坡段，折减值为；

                                                          (‰)             ①

          (3)当 LY                                                                   (‰)    ②

特殊情况：当Li >LL 时， Li 偏于安全考虑取列车长度LL，则公式为： ‰

(4)夹直线长度小于200m时

       Ⅰ分开折减，将直线段分开，并入两端曲线坡段折减，其公式同②；

 Ⅱ合并折减，将直线段与两端的曲线合成为一个坡段，坡段长度不宜大于LL，其公式为：

 式中Σα—— 折减坡段范围内的曲线转角绝对值总和。

(5)当曲线位于不同坡段上时，每个坡段上按曲线长度的比例分配转角度数，公式同②。

例4–3：设计线为电力牵引，坡度为9‰，近期货物列车长度为650m，线路平面如下图所示，该地段需用足坡度上坡

(1)将左端直线段，设计成一个坡段，坡长为400m，坡度不减缓，取坡度9‰ ；    

(2)将长度大于 LL 的圆曲线，设计为一个坡段，坡段长度取700m，设计坡度为：

(3)将中间直线段，设计成一个坡段，坡长为300m，坡度不减缓，取坡度9‰ ；    

(4)将长度小于 LL 的圆曲线，设计为一个坡段，坡段长度取500m，设计坡度为：

(5)将右端直线段，设计成一个坡段，坡长为400m，坡度不减缓，取坡度9‰

5．电力牵引，ix=9‰，近期货物列车长600m，隧道长1500m，βs=0.9，平面如图，要求用足坡度上坡设计，试设计纵断面（写出详细设计步骤）。 

第五章 铁路定线

影响线路走向选定的因素

1．设计线的意义及与行经地区其他建设的配合

2．设计线的经济效益和运量要求

3．自然条件

4．设计线主要技术标准和施工条件

影响接轨点选择的主要因素是：

    1．路网规划

 ．线路走向

 ．主要客货流方向

 ．既有区段站的分布及当地的接轨条件

定线时应分两种情况区别对待：

    (1)采用的最大设计坡度大于地面平均自然坡度(imax ＞ipz)，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。

 采用的最大坡度小于或等于地面平均自然坡度(imax ≤ ipz )，则线路不仅受平面障碍的，更要受高程障碍的控制。这样的地段，称为紧坡地段。

导向线定线法

    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

提高通过能力的措施

(一)行车组织措施

 ．缩短控制区间的运行图周期

使进入控制区间为上坡方向的列车不停车通过，提高其行车速度，缩短走行时分。

 ．采用特种运行图

 (1)不成对运行图

 (2)追踪与部分追踪运行图

 3．减少旅客列车扣除系数

 编制列车运行图时，若能使多数车站都要停车的普通旅客列车按货物列车运行线铺画，则可减小这些旅客列车的扣除系数，使线路通过能力有所提高。

(二)改换信联闭装置

(三)增设车站或线路所

(四)增建第二线及其过渡措施

提高牵引吨数的措施：

(一)运输组织措施

 ．动能闯坡

 2．补机推送

 3．组合列车

(二)增大牵引功率的措施

  ．加力牵引

  ．采用大型机车

 3．采用电力或内燃机车

(三)减缓最大坡度的措施

(四)延长到发线有效长度下载本文