【正文】 任務的概率應該達到規(guī)定的要求。這些失敗的教訓，很多都是因為對高平順要求認識不夠、對平順性控制不嚴、采取的措施不當造成的。對普通鐵路的軌道結構，它和一般的工程結構的顯著差別是在運用條件下能夠進行個別折損部件的更換和整體結構參與變形的矯正，軌道結構的工作過程是一個邊工作、邊折損更換、邊變性維修的過程。既有線提速改造是個系統(tǒng)工程，運輸、機務、工務、電務等各專業(yè)的改造應綜合考慮、合理匹配。更換提速道岔、Ⅲ型軌枕、優(yōu)質(zhì)道碴，改造小半徑曲線、平交道口，延展無縫線路長度，在線路兩側(cè)設封閉柵欄，推廣大型養(yǎng)路機械，整治線橋隧病害，使線路基礎得到了明顯加強。1996年，公路客運量首次超過鐵路。提速后的鐵路客流大幅度攀升。實施提速，原先的“重量、密度、速度”的匹配關系不能適用。　　中國鐵路具有世界上最高的運輸強度，運輸能力高度飽和，在線路上客貨共線運行，不同等級列車混跑。　　自1997年以來，我國鐵路連續(xù)進行了六次大面積提速，基本形成了“四縱四橫”的提速網(wǎng)絡，使我國鐵路提速網(wǎng)絡總里程超過16000公里，超過6400公里的鐵路開行時速160公里及以上的旅客列車，同時，部分貨運列車速度也相應提高。從這個角度分析，提速就是鐵路科技進步邁出的一大步。”這是一個極具戰(zhàn)略意義的決策。先后在滬寧、京秦、沈山、鄭武等繁忙干線及鐵科院環(huán)行試驗基地多次成功地進行了提速試驗，取得了多項試驗成果，掌握了與旅客列車時速160～200公里等級相適應的一整套技術。　　隨著經(jīng)濟發(fā)展和社會進步，廣大旅客貨主對運輸質(zhì)量，特別是快捷性、舒適性提出了更高的要求。 21第四章、平面改建設計 22 平面測繪 22 平面測繪原理 22 既有線某曲線測繪結果 23 漸伸線原理 24 漸伸線的線型 24 計算漸伸線長度的公式 25 撥距的大小和方向 26 撥距計算的步驟 27 既有曲線漸伸線長度的計算 27 計算公式的推導 28 30 計算條件 30 撥距計算的步驟 30 撥距的大小和方向 30 測量曲線撥距計算 31第五章 既有線改建縱斷面設計 33 33 設計特點 33 34 34 35 36 36 37 Excel進行拉坡設計 42 42 44 44 45第六章 提速道岔平順性分析及改善方案 46 國內(nèi)道岔的發(fā)展 46 提速道岔結構 49 道岔類型 49 單開道岔構造 50 提速道岔的結構特點 56 列車過岔不平穩(wěn)的一般原因分析 57 道岔幾何不平順及剛度不均性分析 58 道岔豎向幾何不平順分析 58 道岔軌道剛度不均性分析 58 提速道岔技術升級與優(yōu)化 59 高速道岔技術簡述 60 改進提速道岔平面線型 60 實現(xiàn)提速道岔軌道剛度均勻化 62 全面優(yōu)化提速道岔結構 63 全面推廣應用復合套管新技術 65 采用新型電務轉(zhuǎn)換裝置 65 迅速全面提升各主型提速道岔整體技術水平 64第七章 提速道岔檢測系統(tǒng)設計 65 66 67 提速道岔監(jiān)測系統(tǒng)需求分析 67 系統(tǒng)定義 67 軌道狀態(tài)參數(shù)監(jiān)測 68 提速道岔監(jiān)測系統(tǒng)結構 73 73 74 監(jiān)測系統(tǒng)體系結構 75 道岔現(xiàn)場監(jiān)測單元的軟件設計 79 79 82附錄：提速道岔檢測系統(tǒng)部分界面代碼 911．主界面源代碼： 912．道岔設置界面源代碼： 973．實時監(jiān)控界面源代碼： 984．道岔顯示界面源代碼： 101Ⅴ第一章 既有線路提速概述1. 國民經(jīng)濟發(fā)展需要鐵路大提速　　我國正處在新一輪經(jīng)濟增長周期，國民經(jīng)濟發(fā)展勢頭迅猛，對交通運輸?shù)男枨笈c日俱增，迫切需要鐵路提供強有力的運輸支持。加快科技進步，提高服務質(zhì)量，改善旅客的乘車環(huán)境，是“人民鐵路為人民”的服務宗旨的具體體現(xiàn)。1997年提速調(diào)圖后，直通客運量大幅度增長，旅客周轉(zhuǎn)量持續(xù)攀升，運輸收入不斷創(chuàng)歷史新高。在基礎線路改造中，小曲線半徑線路要全部改造成大半徑曲線或直線，更換的提速道岔全部為新型大號碼道岔，具有電動操作、平穩(wěn)、快速等特點。 提速是鐵路科技進步的體現(xiàn)。從這個意義上說，鐵路提速確實是我國社會進步的一個重要標志。我國鐵路營業(yè)里程雖然只占全世界的6%，但卻完成了全世界鐵路工作總量的將近四分之一，運輸密度為世界之最，鐵路運輸效率非常高。1. 通過提速提高鐵路經(jīng)濟效益　　據(jù)統(tǒng)計，鐵路經(jīng)過6次大提速后，客車平均運行速度提高了25%，特快列車最高時速提高到了140～160公里，廣州深圳最高時速已經(jīng)達到200公里。1993年以前，人們出門80%靠坐火車，鐵路是人們外出選擇的主要運輸工具?！　¤F路實施提速調(diào)圖，進一步縮短了客車的旅行時間，開行“夕發(fā)朝至”列車、直達特快列車，增加大宗貨物直達列車等，適應了旅客貨主對鐵路運輸高質(zhì)量的要求?！　?. 提速推動了運輸改革　　全路以提速為契機，積極調(diào)整生產(chǎn)，撤并一批行車站段，改革客車乘務制度，實現(xiàn)了減員增效。軌道結構應該保證機車車輛在規(guī)定的最大荷載和最高速下運行時，具有足夠的強度、穩(wěn)定性和合理的修理周期。動態(tài)不平順一般情況有兩種：一種是軌道彈性不均和荷載波動，輪軌接觸點呈波浪形；另一種是存在暗坑吊板和倒床不均勻的彈性下沉。高速鐵路軌道結構是十分重要的工程結構，要求其具有極高的安全可靠，對組成軌道結構的各部件自然也提出了極嚴格的性能和質(zhì)量要求。對高速鐵路來講，軌道變形的速率應非常緩慢，而一旦發(fā)生永久變形，必須及時消除。 有砟軌道有砟軌道即所謂的常規(guī)的軌道，是鐵路一種傳統(tǒng)的軌道結構，在國內(nèi)外的已獲得廣泛的應用。它的功用在于引導機車車輛的車輪前進，承受車輪的巨大壓力，并傳遞到軌枕上。(6)化學成分便于進行熱處理，以提高鋼軌的強韌性。目前，世界高速鐵路有咋軌道廣泛采用鋼筋混凝土軌枕。我國軌枕的主要有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型軌枕。通過在京廣線試鋪和運營的考驗，使用情況良好，反映出有如下特點：1. 結構合理，強化了軌道結構。同時，扣件要保證軌道框架的彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度，使鋼軌處于準確位置。扣件各部件要有足夠的強度和使用性能：在設計的使用的壽命周期內(nèi)，扣件各部件不產(chǎn)生疲勞傷損和顯著的殘余變形；當扣件和軌下彈性墊層產(chǎn)生容許范圍內(nèi)的磨耗和殘余變形時，扣件整體性能仍滿足高速行車的要求。隨著我國鐵路提速和重載運輸?shù)陌l(fā)展，Ⅰ型彈條扣件的扣壓力不足，彈程偏小。采用碎石作為道床是因為它具有較好的彈性與滲水性。 軌道結構選取 軌道結構類型選取線路提速后速度為160km/h，所以設計采取有砟軌道結構類型。因此，一般采用雙層道床。得到Vmax=160km/h,故按速度Vmax=160km/h來檢算各部件的強度。其中△H是欠超高，我國《鐵路線路維修規(guī)則》規(guī)定：未被平衡的欠超高一般不應大于75mm，困 難情況下不得大于90mm:容許速度大于120km/h線路的個別特殊情況下不大于110mm。3．計算軌枕上的動壓力速度系數(shù)：偏載系數(shù)：βp=△H=75=， %，用此計算值來計算軌枕彎矩。用偏角法測量既有曲線，在第一測段，要測出每個20 m測點的偏角，即切線方向與置鏡點到各測點弦線間的夾角；移動置鏡點后的各個測段，要測出置鏡點間弦線與置鏡點到每個20 m測點弦線間的夾角；最后一個置鏡點，要測出置鏡點間弦線與切線方向的夾角φZH 。當△極小時，△E可視為圓弧長，當χ2點無限接近χ1點時，△，△E的曲率半徑為 因為的函數(shù)，對上式第二項進行分部積分，得： (41) ⑵ OA曲線的中心角 (rad)為OA曲線曲率K在其對應弧段上的定積分(見圖7—3—3)。 撥距的大小和方向如圖44所示曲線撥正，就是把既有曲線上各個20m測點，如和撥正到設計曲線的、點上。但是同一曲線內(nèi)，有的測點外挑，有的測點內(nèi)壓，而且每個測點撥動量都不會很大。（2）緩和曲線的漸伸線長度為： 式中，為測點偏角。本方法僅適用于將錯動的既有曲線撥正為規(guī)則線型，以及撥動前后曲線長度不會大量變化的改建設計。設計既有線縱斷面時，應根據(jù)既有線軌面標高抬高或降低的大小，對施工中干擾正常運營的程度以及工程費用的多少等，進行技術經(jīng)濟比較，分別采用道碴起道、滲水土壤起道和抬降路基面的方法來完成。道床厚度僅允許較規(guī)定標準減薄5cm，但最小道床厚度不得小于25cm。但抬高值過大時，往往需要改建涵洞的端墻與翼墻，甚至將涵洞接長；若需大量降低既有軌面標高并挖低路基時，則應保證涵洞頂?shù)降来驳酌娴淖钚√钔粮叨?。路基基床土質(zhì)不良及道床排水不暢，引起道碴陷囊，一般可考慮結合落道來整治病害。圖中自下而上包括下列各欄：里程，平面，實測百米坡，既有軌面標高，計算軌面標高，設計軌面標高，設計坡度，軌面起落量，道床厚度，軌枕情況等項內(nèi)容。3．根據(jù)地面標高繪出地面線，根據(jù)既有軌面標高繪出既有軌面線，根據(jù)道床底面標高繪出道床底面線，根據(jù)計算軌面標高繪出計算軌面線。豎曲線的要素應填寫在變坡點豎直線的兩側(cè)。從運營角度看，因為列車通過變坡點時，變坡點前后的列車運行阻力不同，車鉤間存在游間，將使部分車輛產(chǎn)生局部加速度，影響行車平穩(wěn)；同時也使車輛間產(chǎn)生沖擊作用，增大列車縱向力，坡段長度要保證不致產(chǎn)生斷鉤事故為了因地制宜節(jié)省工程，在下列情況下，坡段長度允許縮短至200m:（1）因最大坡度折減，包括折減坡段及其中間無需折減的坡段，這些坡段間的坡度差較小，坡長可以縮短。當平`最大坡度值減緩，以保證普通貨物列車以不低于計算速度或規(guī)定速度通過該地段，此項工作稱為最大坡度的折減`。）Kr——圓曲線長度（m）R——圓曲線半徑（m）Li——減緩坡度長度（m）當其大于貨物列車長度時，取貨物列車長度。因圓弧型豎曲線測設、養(yǎng)護方便，目前國內(nèi)外已大量采用。我國參照傳統(tǒng)的采用值，并考慮到增大豎曲線半徑，通常對工程量的影響不大。6．設置豎曲線的限制條件施工中，路基面不易作出豎曲線線形，故變坡點處的設計高程可按折線斷面計算，不需計入外矢距的調(diào)整值。在明橋面上設置豎曲線時，其曲率要用木枕高度調(diào)整，每根木枕厚度都不同，若要按固定位置順序鋪設，給施工、養(yǎng)護帶來困難。設計道床厚度最大值不能超過60cm，否則可能出現(xiàn)道碴覆蓋面過大，導致設計無法施工。既有道床厚度，既有軌面高程應按里程點對應標上。由于線路抬升較大，無法在一個坐標系中繪出，因此可將其分段繪出。尖軌的斷面一開始就由切底式尖軌變更為爬坡式尖軌，后來又發(fā)展到矮型特種斷面尖軌，由于采用切底式尖軌時，其基本軌和尖軌的強度過低，容易發(fā)生斷軌事故，而采用爬坡式尖軌時，其尖軌頂面高出基本軌6mm，增加了軌頂?shù)呢Q向不平順，制約了列車速度的提高，因此矮型特種斷面尖軌的采用彌補了上述不足。之后采用60kg/m鋼軌12號道岔的設計標準和設計原則，相應的研制了60kg/m鋼軌18號、30號提速道岔。 2005年，我國開始自主研制250km/h和350km/h系列高速道岔，經(jīng)過多年的努力，我國高速道岔基礎理論體系逐漸成熟，目前己研制出側(cè)問低速行車的車站咽喉道岔（18號道岔）、用于列車上下行換線行駛的區(qū)間渡線道岔（42號道岔)和用于上下兩線高速行駛的聯(lián)絡道岔（62號道岔）。 交叉有直交叉和菱形交叉。圖62 普通單開道岔結構圖1．轉(zhuǎn)轍器轉(zhuǎn)轍器包括基本軌、尖軌和轉(zhuǎn)轍機械。（2）尖軌尖軌是轉(zhuǎn)轍器中的重要部件，依靠尖軌的扳動，將列車引入正線或側(cè)線方向。用特種斷面鋼軌制成的尖軌，其。我國鐵路的大部分12號及12號以下的道岔，均采用直線型尖軌。這個單元包括固定轍叉心、翼軌及護軌，作用是保護車輪安全通過兩股軌線的交叉之處。 提速道岔結構 道岔類型道岔是一種使機車車輛從一股道轉(zhuǎn)入另一股道的線路連接設備，通常在車站、編組站大量鋪設。其12號道岔可分為3類，如表62所示。轍叉由組合固定轍叉發(fā)展為高錳鋼固定轍叉，出現(xiàn)了單肢可動心軌式轍叉，這不僅增加了道岔的使用壽命，而且促進了我國高錳鋼整鑄轍叉產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，為我國以后高速固定轍又的研制打下了基礎。自新中國成立以來，伴隨著鐵路建設的發(fā)展，特別是既有線的六次大提速以及近年來高速鐵路的建設，我國道岔技術得到了極大的發(fā)展，其整體技術己達到了國外的先進水平。它包括：各坡段的起點、終點以及坡段的走向（上坡或下坡）。對于隧道，軌面抬高量不可過大，否則導致隧道凈空減小，致使機車無法正常運行。 Excel進行拉坡設計利用Excel表格可以做一些運算工作，在本次設計中我們不但利用其功能對撥距進行了計算，在繪制放大縱斷面圖的過程中我們也利用了它的一些功能?！毒€規(guī)》規(guī)定：Ⅰ、Ⅱ級鐵路相鄰坡段的坡度差大于3‰，Ⅲ級鐵路大于4‰時，才設置豎曲線，即路基面上作出豎曲線線形。本設計的鐵路等級為Ⅰ級，豎曲線半徑為10000m。所以必須在變坡點處用豎曲線把折線斷面平順地連接起來，以保證行車的安全和平順。其間直線段長度小于200m，可將小于200米的直線段分開，并入兩端曲線進行減緩，也可將兩個曲線合并折減減緩坡段長度不宜大于貨物列車長度，曲線阻力的坡度減緩值為：式中為折減坡段范圍內(nèi)的曲線轉(zhuǎn)角和（176。以保證列車不低于計算速度運行。（3）長路塹內(nèi)為排水而設置的人字坡段，人字坡段的坡度一般不小于2‰，以利于路塹側(cè)溝排水。在改建路段的起點和終點處，應注意標高的銜接。4．設計軌面線應符合設計標準，并使其盡量接近但不低于既有軌面線與計算軌面線。）放大縱斷面的上半部為線路縱斷面圖。此外尚應考慮路塹邊坡的穩(wěn)定與地下水位的高低。3．車站站坪車站站坪范圍內(nèi)正線線路的縱斷面，一般不宜過多的抬高或降低，以免引起站內(nèi)建筑物如車站站線、咽喉區(qū)、站臺、天橋、信號與給水設備的改建。通常情況下，不允許落低既有軌面標高，以避免降低墩臺頂面高，施工困難。軌面標高由線路縱斷面測量測出。 2．選配設計曲線半徑在既有曲線的圓曲線范圍內(nèi)，選取三個間距相等的測點A：480、B：500、C：520，測點的漸伸線長度