【文章內(nèi)容簡介】 2008005001000700450600400困難1200800550450800550400550350（二）本設(shè)計(jì)線所選用的曲線半徑本設(shè)計(jì)路段的鐵路等級(jí)為Ⅱ級(jí)，路段設(shè)計(jì)速度為120 km/h，但由于本設(shè)計(jì)路段地形復(fù)雜，則在設(shè)計(jì)路段的六條曲線中，曲線半徑全采用采用1000米。 二、緩和曲線設(shè)計(jì)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(shè)置緩和曲線。（一）緩和曲線的作用在緩和曲線范圍內(nèi)，其半徑由無限大漸變到圓曲線半徑，從而使車輛產(chǎn)生的離心力逐漸增加，有利于行車平穩(wěn)；在緩和曲線范圍內(nèi)，外軌超高由零遞增到圓曲線上的超高量，使向心力逐漸增加，與離心力的增加相配合；當(dāng)曲線半徑小于350米、軌距需要加寬時(shí)，在緩和曲線范圍內(nèi)，由標(biāo)準(zhǔn)軌距逐步加寬到圓曲線上的加寬量；（二）緩和曲線的長度 影響因素緩和曲線長度的確定，受許多因素影響，其中最主要的是保證行車安全和行車平穩(wěn)兩個(gè)條件。（1）緩和曲線要保證行車安全，使車輪不致脫軌。（2）緩和曲線長度要保證外輪的升高（或降低）速度不超過限值，以滿足旅客舒適度要求。本設(shè)計(jì)所選用的緩和曲線長度緩和曲線長度應(yīng)根據(jù)曲線半徑、路段旅客列車設(shè)計(jì)速度和地形條件按線規(guī)選用。 緩和曲線長度序號(hào)路段設(shè)計(jì)速度（km/h）曲線半徑（m）緩和曲線長度（m）曲線11201000120曲線21000120曲線31000120第四節(jié) 線路平面圖一、線路里程和百米樁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)之間的百米樁注上百米標(biāo)數(shù)。數(shù)字寫在線路右側(cè)，面向線路起點(diǎn)書寫。兩方案或兩側(cè)量隊(duì)銜接處，應(yīng)在圖上注明斷鏈和斷高關(guān)系。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)平行線路寫于曲線內(nèi)側(cè)。曲線起點(diǎn)ZH和終點(diǎn)HZ里程，應(yīng)垂直于線路寫在曲線內(nèi)側(cè)。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(yīng)以規(guī)定圖例符號(hào)表示，并注明里程、類型和大小。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)的位置、編號(hào)及高程，其符號(hào)為BM。第五節(jié) 本設(shè)計(jì)線的特點(diǎn)一、設(shè)計(jì)線的地面特點(diǎn)在所做的阿恰勒站至莫仁站的區(qū)段內(nèi)，線路所處路段高山、溝谷較多，地形復(fù)雜。,。本設(shè)計(jì)線基于地形特點(diǎn)，在線路中設(shè)置了三條曲線，這些曲線大多為小半徑曲線。另外，在線路設(shè)計(jì)中注意繞避不良地質(zhì)區(qū)，使得所設(shè)計(jì)線恰好繞避不良地質(zhì)區(qū)；本設(shè)計(jì)線平面圖上有部分大車路，需設(shè)置道口。二、設(shè)計(jì)線的特點(diǎn)本設(shè)計(jì)線設(shè)置了三條曲線，： 曲線要素表編號(hào)R(m)α(176。)l0(m)ZH(m)HY(m)QZ(m)YH(m)HZ(m)曲線11000120曲線21000120曲線31000120線路的大致走向示意圖 線路大致走向示意圖第四章 線路中樁坐標(biāo)計(jì)算第一節(jié) 中樁坐標(biāo)計(jì)算的意義長期以來，線路中樁測(cè)設(shè)一直是采用放點(diǎn)穿線法放樣直線段，切線支距法或偏角法放樣曲線段（圓曲線、回旋型緩和曲線）。然而實(shí)地確定橫斷面方向（特別是在緩和曲線上）較為麻煩，工作量大。這種基于交點(diǎn)和測(cè)設(shè)元素建立各個(gè)獨(dú)立的局部坐標(biāo)系的中樁測(cè)設(shè)方法，自動(dòng)化程度低且與邊樁測(cè)設(shè)分離，已越來越不能滿足我國高等級(jí)公路建設(shè)對(duì)線路施工放樣精度高、速度快的要求。而建立中樁坐標(biāo)計(jì)算程序，可以計(jì)算出各中樁在線路控制坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。第二節(jié) 中樁坐標(biāo)計(jì)算的方法分析（一）中樁坐標(biāo)的計(jì)算 根據(jù)各個(gè)局部坐標(biāo)系與線路控制坐標(biāo)系得相互關(guān)系，可將各個(gè)局部坐標(biāo)統(tǒng)一起來。下面分別敘述其實(shí)現(xiàn)過程。直線上的點(diǎn)P，曲線起點(diǎn)（ZY或ZH），曲線終點(diǎn)（YZ或HZ）的坐標(biāo)計(jì)算如下。，設(shè)xoy為線路控制坐標(biāo)系，為圓曲線局部坐標(biāo)系，則直線段上任一中樁P的坐標(biāo)為 ()式（1）中，（，）為交點(diǎn)的線路控制坐標(biāo)；，分別為P點(diǎn)、點(diǎn)的設(shè)計(jì)里程；為坐標(biāo)方位角，可由坐標(biāo)反算而得。同理有： () ()式（2），式（3）中（）表示曲線起點(diǎn)ZY或ZH點(diǎn)坐標(biāo)，（）表示曲線終點(diǎn)YZ或HZ點(diǎn)坐標(biāo)，T表示圓曲線或緩和曲線切線長。當(dāng)然曲線起終點(diǎn)（ZY，YZ，ZH，HZ）坐標(biāo)也可以按直線上點(diǎn)的公式（1）來計(jì)算。曲線段點(diǎn)Q的坐標(biāo)計(jì)算。（a）所示，由切線支距法公式可知 ()其中， () 式（4），式（5）中，R為圓曲線半徑；為Q點(diǎn)至點(diǎn)的弧長l所對(duì)應(yīng)的圓心角，有。再由坐標(biāo)系變換公式可得 ()式（6）中，f為符號(hào)函數(shù)，當(dāng)線路右轉(zhuǎn)時(shí)，取“+”；當(dāng)線路左轉(zhuǎn)時(shí)，（b）所示，由于為右手系，故取“”。曲線段上點(diǎn)K的坐標(biāo)計(jì)算。當(dāng)K點(diǎn)位于第一緩和曲線（）上，（a），有 () 當(dāng)K點(diǎn)位于圓曲線（）上，（b）,有 ()其中有 () 圓曲線轉(zhuǎn)向示意圖式（7）～式（9）中，為切線角；為K點(diǎn)至點(diǎn)的曲線長；R， ，p,q為常量，分別表示圓曲線半徑，第一緩和曲線長，緩和曲線角（），內(nèi)移值（），切線增值（）。再由坐標(biāo)系變換公式可得： ()式（10）中，f為符號(hào)函數(shù)，右轉(zhuǎn)取“+”，左轉(zhuǎn)取“”（）。曲線段上點(diǎn)M的坐標(biāo)計(jì)算。，有 ()式（11）中，為M點(diǎn)至點(diǎn)的曲線長，R為圓曲線半徑，為第二緩和曲線長。再由坐標(biāo)系變換公式可得 緩和曲線示意圖 ()式（12）中f為符號(hào)函數(shù)，右轉(zhuǎn)時(shí)為右手系（（a）），故取“”；左轉(zhuǎn)取“+”。 第二段緩和曲線轉(zhuǎn)向示意圖第三節(jié) 中樁坐標(biāo)計(jì)算的程序設(shè)計(jì)在完成線路平面設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行線路逐樁坐標(biāo)計(jì)算程序的設(shè)計(jì)及計(jì)算。在此程序設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)考慮直線、曲線及轉(zhuǎn)角表中的計(jì)算方位角、曲線間直線長、轉(zhuǎn)角等內(nèi)容的計(jì)算，先以一個(gè)曲線單元為例，具體實(shí)現(xiàn)過程如下。一、中樁坐標(biāo)計(jì)算的程序設(shè)計(jì)（一）已知條件計(jì)算始點(diǎn)（一般為上一曲線HZ點(diǎn)）樁號(hào)及坐標(biāo)（，x0,y0）；本曲線JD1（x1,y1）；下一曲線JD2（x2,y2）；本曲線的R，L01，L02；計(jì)算步長：直線上每100米，曲線上每10米；（二）計(jì)算直線方位角坐標(biāo)方位角（a）即以坐標(biāo)北為起始方向的方位角，： 方位角示意圖計(jì)算DK0～JD1的方位角zj0： 方位角計(jì)算圖（1）當(dāng)x0=x1時(shí)： ①y0y1時(shí)，zj0=270176。 ②y0y1時(shí)，zj0=90176。（2）當(dāng)y0=y1時(shí)： ①x0x1時(shí)，zj0=0176。 ②x0x1時(shí)，zj0=180176。（3）一般情況①當(dāng)zj00時(shí)：Ⅰ x0x1時(shí)，zj0=zj0 Ⅱ x0x1時(shí)，zj0=zj0+180176。②當(dāng)zj00時(shí)： Ⅰ x0x1時(shí)，zj0=zj0+360176。 Ⅱ x0x1時(shí)，zj0=zj0+180176。計(jì)算JD1～JD2的方位角zj1:（1）當(dāng)x1=x2時(shí)： ①y1y2時(shí)，zj1=270176。 ②y1y2時(shí)，zj1=90176。（2）當(dāng)y1=y2時(shí)： ①x1x2時(shí)，zj1=180176。 ②x1x2式，zj1=0176。（3）一般情況： ①當(dāng)zj10時(shí)： Ⅰ x1x2時(shí)，zj1=zj1 Ⅱ x1x2時(shí)，zj1=zj1+180176。②當(dāng)zj10時(shí): Ⅰx1x2時(shí)，zj1=zj1+180176。 Ⅱx1x2時(shí)，zj1=zj1+360176。（4）角度轉(zhuǎn)化為弧度：① ②（三）計(jì)算曲線偏角及判斷左右偏偏角 zj=zj1zj0； ZJ=ZJ1ZJ0；（1）當(dāng)0176。zj180176。時(shí)，ZJ=ZJ，為右偏；（2）當(dāng)180176。zj360176。時(shí)，ZJ=2ZJ，為左偏；（3）當(dāng)180176。zj0176。時(shí)，ZJ=ZJ，為左偏；（4）當(dāng)360176。zj180176。時(shí)，ZJ=2+ZJ，為右偏；（四）計(jì)算曲線要素內(nèi)移距： ； ； 切垂距m: ； ；切線長T： ； ； ； ；外矢距E： ；緩和曲線角度rr: ； ；曲線長L: ；（五）計(jì)算主點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算QZ點(diǎn)坐標(biāo)：（1）計(jì)算JD ～QZ的方位角QZ1：()①左偏時(shí): QZ1=ZJ1r2 ②右偏時(shí)： QZ1=ZJ1+r2 QZ點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算圖（2）計(jì)算QZ點(diǎn)坐標(biāo)： ； ；計(jì)算其他主點(diǎn)坐標(biāo):（1）計(jì)算ZH點(diǎn)坐標(biāo) XQZ=x1+T1cos(ZJ0+)； yZH=y1+T1sin(ZJ0+)；（2）計(jì)算HZ點(diǎn)坐標(biāo) XHZ=x1+T2cos(ZJ1)； yHZ=y1+T2sin(ZJ1)；計(jì)算HY及YH點(diǎn)坐標(biāo):（1）計(jì)算HY點(diǎn)坐標(biāo)（） HY點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算圖① ； ； ； ； ② Ⅰ左偏時(shí)： xHY=xZH+Gcos(ZJ0RR1)； yHY=yZH+Gsin(ZJ0RR1)； Ⅱ右偏時(shí): xHY=xZH+Gcos(ZJ0+RR1)； yHY=yZH+Gsin(ZJ0+RR1）；（2）計(jì)算YH點(diǎn)坐標(biāo)：同理有① ； ； ； ；②Ⅰ右偏時(shí)：；； Ⅱ左偏時(shí)： ；（六）計(jì)算夾直線長及主點(diǎn)里程：夾直線長： 主點(diǎn)里程： ； ；； ； ；（七）計(jì)算夾直線上百米樁坐標(biāo)（）；； 夾直線百米樁坐標(biāo)計(jì)算圖（八）計(jì)算第一緩和曲線坐標(biāo)ZHXY測(cè)量坐標(biāo)系下曲線點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算（） 緩和曲線點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算圖 ； ；將“ZHXY”測(cè)量坐標(biāo)系下曲線點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為既有坐標(biāo)系下曲線點(diǎn)坐標(biāo)（1）右偏時(shí)（） 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換圖 ； ；（2）左偏時(shí)：同理有 ； ；（九）計(jì)算圓曲線段的坐標(biāo)“ZHXY”測(cè)量坐標(biāo)系下HY～YH段曲線點(diǎn)坐標(biāo)() 圓曲線點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算圖 ； ； ；將坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為既有坐標(biāo)系下的坐標(biāo)（1）右偏時(shí)：； ；（2）左偏時(shí)：； ；（十）計(jì)算第二緩和曲線段的坐標(biāo)HZX/Y/坐標(biāo)系下曲線點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換圖 ； ；——C點(diǎn)到緩和曲線起點(diǎn)的曲線長 ；（1）右偏時(shí)： ；；（2）左偏時(shí)： ； ；二、程序流程圖 程序流程圖三、程序?qū)崿F(xiàn)過程打開Fortran語言，并調(diào)出線路中樁坐標(biāo)計(jì)算的程序；在程序中輸入初始數(shù)據(jù)；執(zhí)行程序；在W文件夾內(nèi)的文檔“WWW3”即為程序運(yùn)行結(jié)果；第五章 線路縱斷面設(shè)計(jì)線路縱斷面是由長度不同、陡緩各異的坡度組成的。坡段的特征用坡段長度和坡度值表示。坡段長度為坡段兩端變坡點(diǎn)間的水平距離（m）。坡度值i為該坡段兩端變坡點(diǎn)的高差（m）與坡段長度（m）的比值，以千分?jǐn)?shù)表示，即（‰），上坡取正值，下坡取負(fù)值。線路縱斷面設(shè)計(jì)，主要包括確定最大坡度、坡段長度、坡段連接和坡度折減等問題。第一節(jié) 縱斷面設(shè)計(jì)的一般問題一、限制坡度 新建鐵路的最大坡度，在單機(jī)牽引路段稱限制坡度。限制坡度選擇是涉及鐵路全