【正文】 表 6 限制坡度最大值（‰） 線路等級 一般地段 困難地段Ⅰ 6 12Ⅱ 12 15Ⅲ 15 20（二）曲線阻力坡度折減在曲線地段，因列車運行阻力比直線上大，可視曲線附加阻力為一個坡度 i，也就是需將其換算為相應(yīng)的坡度折減值，以保證貨物列車不低于計算速度運行。，曲線阻力換算坡度為： (‰)60riR?，i 為： (‰)?式中 α線偏角（ 186。）L折減坡段長度（m），若 L 大于貨物列車長度時，L 為貨物列車長度(m)。，i 為： (‰)???式中 ∑α 折減范圍內(nèi)的曲線偏角總和（ 186。）。二、坡段長度坡段的長短，對列車運行的乎穩(wěn)性是有影響的，坡段越長，行車越平穩(wěn)。因為列車通過變坡點時，列車前后運行阻力不同．使局部列車的受力狀態(tài)發(fā)生變化，而產(chǎn)生車鉤的附加應(yīng)力和車輛的局部加速度。當(dāng)列車跨越一個以上的變坡點時．每個變坡點產(chǎn)生的附加應(yīng)力和局部加速度，就會因迭加而加?。云露芜^短，列車跨越變坡點過多，是不利于列車平穩(wěn)運行的。蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)28運營實踐表明，列車不宜同時跨越兩個以上的變坡點，即坡段長度不宜短于半個列車長度，以保證迭加后的附加應(yīng)力和局部加速度不致過大，影響列車的平穩(wěn)運行。一般情況下，最小坡段長度如表 7 所列。大修縱斷面設(shè)計時，應(yīng)盡可能設(shè)計較長的坡段．一般不宜小于表 7 的規(guī)定位．并取為 50m 的整倍數(shù)。個別困難地段，應(yīng)不短于 200m。 表 7 坡段長度參考表遠期到發(fā)線有效長度 1050 850 750 650 550坡段長度 500 400 350 300 250三、坡段連接（一）坡度代數(shù)差縱斷面上的坡段有上坡、下坡和平坡。上坡的坡度為正值，下坡的坡度為負值，相鄰坡段坡度差的大小，是以代數(shù)差的絕對值 Δi 表示的,即:Δi=∣ ∣12若前一坡段的坡度 ＝4‰下坡．后一坡段的坡度 ＝2‰上坡，則坡度代數(shù)差1i iΔi 為：Δi =∣(4‰)(+2‰)∣=6‰ 坡度代數(shù)差不應(yīng)大于重車方向的限制坡度。因為列車通過變坡點時所產(chǎn)生的車鉤附加應(yīng)力和車輛局部加速度，其值與坡度代數(shù)差成正比。若坡度代數(shù)差過大，不但車鉤應(yīng)力增大，并且局部加速度增大，會引起旅客不舒適和貨物的位移。在凸形縱斷面的坡頂，還會縮短司機的通視距離，內(nèi)行車安全。（二）豎曲線列車通過變坡點所產(chǎn)生的車輛振動和局部加速度，將引起旅客的不舒適；當(dāng)機車重心末過變坡點而使導(dǎo)向輪懸空時，若其懸空高度超過導(dǎo)向輪輪繞高度．就有可能脫軌；當(dāng)相鄰車輛的連結(jié)處位于變坡點近旁時，車鉤將發(fā)生上下錯動，若超過允許值，就可能引起脫鉤。因此，縱斷面上的各坡段不能連成折線，而必須在變被點處用豎曲線把折線斷面平順的連接起來，以保證行車的安全和平順。蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)29豎曲線的形狀有拋物線形和圖曲線形兩種。大多數(shù)國家采用圓曲線形，但也有采用拋物線形。我國鐵路規(guī)定，當(dāng)相鄰坡段的坡度代數(shù)差大于 2‰時，應(yīng)設(shè)置拋物線形豎曲線，即用一定變坡率（凸形不大于 1‰，凹形不大于 ‰）的 20m 短坡段連接起來。當(dāng)相鄰坡段的坡度代數(shù)差大于 3‰時，應(yīng)設(shè)置圓曲線形豎曲線，并應(yīng)根據(jù)旅客舒適條件和列車運行安全條件確定豎曲線半徑，其規(guī)定為Ⅰ、Ⅱ級鐵路用 2022010000m，Ⅲ級鐵路用 5000m。1）圓曲線形（如圖 18） 166。193。iiR166。193。/2/2圖 18 豎曲線要素α）豎曲線切線長 Tsh 2ShTRan?? ∵α 角很小∴ 12Tan?? 則 12ShShRTan???? 122Shtt????蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)30 121220ShShRRitan????????? 0i??式中 α——豎曲線的轉(zhuǎn)角（186。）；、 ——前、后坡段與水平線的夾角(186。),上坡為正值，下坡為負值；1? ——前、后坡段的坡度（‰），上坡為正值，下坡為負值；iΔi——坡度代數(shù)差的絕對值（‰）；——豎曲線半徑（m）。ShR若 =20220—10000m，則 =（10—5）*Δi（ m）；Sh ShT若 =5000m，則 =*Δi（m）。Shb）豎曲線的長度 K (m)2ShSh?c）豎曲線縱距 y ∵ 22()ShShRyx?? ? 又∵y 很小， 可忽略不計2 ∴ xyRh?式中 x——切線上計算點至豎曲線起點的距離，亦即曲線橫距（m ）.d）豎曲線的外矢距 ShE當(dāng) x= 時，即變坡點處的縱距，稱為豎曲線的外矢距，計算式為：ShT 2ShTR?e) 豎曲線高程 SYH Shiy??式中 ——計算點的路肩設(shè)計標高(m)ihy——計算點的縱距(m) ，凹形豎曲線取正號，凸形豎曲線取負號。2)拋物線形蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)31拋物線形豎曲線，在實際上．其曲率變化非常小，故在工程實施上與圓曲線形豎曲線無甚差別．亦即實質(zhì)上是大半徑的圓曲線形豎曲線，其換算半徑為： (m) 10sblR???式中 Δl—豎曲線分段長度．一般 ＝20m；l—每 20m 豎曲線長度的變化率(‰)，凸形應(yīng)不大于 1‰，凹形應(yīng)不大于?‰。豎曲線的設(shè)置不應(yīng)與緩和曲線重疊。因為在豎曲線范圍內(nèi)，軌面標高以一定的曲率在變化，而在緩和曲線范圍內(nèi)，外軌標高是以一定的坡度升高的，如果兩者重疊，勢必會造成軌道鋪設(shè)和養(yǎng)護時外軌標高的不易控制；另外，外軌的直線形超高順坡和圓弧形豎曲線都要改變形狀，影響行車的平穩(wěn)。豎曲線不應(yīng)設(shè)置在無碴橋的橋面上。因為在無碴橋面上設(shè)置豎曲線時，其曲率要用木枕的高度來調(diào)整，每根木枕厚度都不一樣，并要固定位置順序鋪設(shè)，則結(jié)施工、養(yǎng)護帶來因難。豎曲線不宜與道岔重疊。道岔的尖軌和轍叉應(yīng)位于同一平面上，如將其設(shè)在豎曲線的曲面上．則道岔的鋪設(shè)與搬動都有困難；同時道岔的導(dǎo)曲線和豎曲線重合，列車通過道岔的乎穩(wěn)性就更差。為了避免上述重疊現(xiàn)象，縱斷面設(shè)計時．變坡點距無碴橋兩端、道岔兩端和緩和曲線始終點前后的距離，不應(yīng)小于豎曲線的切線長，即在按下式算出的距離內(nèi)，不得設(shè)置變被點。 (m) 5Ti??式中 ——距離(m) ；T ——坡段坡度代數(shù)差(‰)。i?第三節(jié) 縱斷面設(shè)計的方法和步驟繪制縱斷面圖是線路大修設(shè)計中技術(shù)性很強的一項工作，斷面圖是線路大修設(shè)計文件的重要組成部分。線路大修縱斷面設(shè)計圖見附錄?？v斷面圖的比例，一般為豎向 1：200，橫向1：5000一、縱斷面設(shè)計圖蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)32外業(yè)勘測資料沿里程填寫，為便于設(shè)計和指導(dǎo)施工，設(shè)計圖的下部分各項數(shù)據(jù)由下往上依次為平面示意、里程、既有軌頂坡度、既有路肩標高、既有道床厚度、既有軌頂標高、設(shè)計軌頂坡度、設(shè)計軌頂標高、路基填挖量、鋼軌起落道量、設(shè)計道床厚度等。此外，縱斷面圖上還包括曲線要素及起訖里程，橋梁、隧道等建筑物起訖里程，渠涵、道口中心里程等。既有軌面線用細實線表示 ，路基面線用虛線表示，詳見縱斷面 CAD 大圖。1．里程欄以外業(yè)丈量里程做為設(shè)計里程，并按縱向比例尺，繪制出公里標和百米標。如遇有設(shè)計里程與既有里程標不符時，在該公里內(nèi)的最后一個百米內(nèi)設(shè)置長短鏈。大于百米時稱長鏈，小于百米時稱短鏈，并標出實際距離。2．平面欄根據(jù)線路大修平面設(shè)計計算資料，繪制線路平面示意圖。欄內(nèi)中間線為直線方向，曲線按其轉(zhuǎn)向分別繪制在直線的上方或下方。當(dāng)曲線為右轉(zhuǎn)角時，繪在直線的上方，左轉(zhuǎn)角時，繪在直線的下方。如有緩和曲線，以斜線表示。同時注明曲線起點與終點的里程，并在曲線內(nèi)側(cè)填寫曲線轉(zhuǎn)向角 а、設(shè)計曲線半 R、曲線長度 L 和緩和曲線長度 L 等曲線要素。此外，還應(yīng)在線路中心線兩側(cè)標出道岔中心、左開或右開．注明旅客站臺位置等。3．既有軌面標高欄填寫縱斷面水準測量實測算出的每百米處之軌面標高值，以及與縱斷面設(shè)計有關(guān)的各控制點的軌面標高。4．鄰線軌面標高欄填寫線間距小于 5m 的并行線路相應(yīng)百米標處的鄰線軌面標高。5．實測百米坡度欄兩個百米標間的計算坡度及其方向，用斜線表示，并在斜線上方填寫根據(jù)既有軌面標高算出的每百米坡度使，而在斜線下方填寫兩個百米標間的實際距離，若恰為百米時，可以不填而以空白表示，若有長短鏈，應(yīng)在此處填寫其實際距離值。6．道床厚度欄在道床厚度一欄內(nèi)，又分為設(shè)計道床厚度和原有道床厚度。首先填寫根據(jù)實測的每百米處的原有道床厚度。原有道床厚度是指軌下枕底至路基面的垂直高度；有碴橋上為鋼筋混凝土梁防水層頂面至枕底的垂直距離。蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)33為了正確決定道床厚度，必須先明確路基面的位置，但由于既有線路變形較大，路基面究竟在何處，常是實測中的困難所在，亦是拉坡設(shè)計必須明確的一個主要問題。一般，原有道床厚度可根據(jù)實測軌面與道床坡腳的高差減去計算路拱高度與原有鋼軌、墊板及軌枕等實有高度之和(包含磨損)來算出。7．軌枕布置欄填寫大修地段內(nèi)所用軌枕類型、鋪設(shè)標準及數(shù)量。8．繪制既有軌面線根據(jù)實測資料按比例繪出既有軌面線，并在既有軌面線上用各種不同的圖例符號標出現(xiàn)場調(diào)查的有關(guān)線路上各類工程建筑物的名稱、位置及結(jié)構(gòu)組成等．例如，車站等級及中心里程；道岔首端里程、型號及編號；信號機類型及絕緣接頭的里程；各類道口寬度及中心里程；橋梁中心及端部里程，橋梁長度及橋跨類型，涵洞類型及里程；灰坑端部里程及長度，隧道洞口里程及長度；跨線橋、天橋、高壓電線路等建筑物中心對應(yīng)于線路位置的里程；電力牽引接觸網(wǎng)始終點及機車車輛檢查設(shè)備等中心里程；以及水準基點編號、里程及位置等。在仔細分析研究了線路既有軌面縱斷面圖的基本情況以后，就能很容易地把線路各種設(shè)施聯(lián)系起來而形成一種立體印象，也能很方便地看到拉坡設(shè)計的控制點所在，為拉坡設(shè)計提供了必要的前提條件。式中 —既有軌面標高。gjH二、計算軌面標高既有軌道的建筑高度 為jghcjzjdjjjg??式中 —既有軌頂高度，即 147mm；jh—既有墊層厚度，即 10mm；dj—既有軌枕高度，即 202mm；zj—既有道床厚度，見所給資料。cjh則路肩實測標高 為LH)(cjzjdjgjjjgjL hhh????c359jgj蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)34根據(jù)大修后采用的軌道各組成部分的標準及既有路基面標高，可計算出計算軌面標高： cszdsgLg hhH???式中 —路肩實測標高—設(shè)計鋼軌高度，即 176mmgs—設(shè)計墊層厚度，即 10mmdh—設(shè)計軌枕高度，即 202mmzs—設(shè)計道床厚度，即 450mmc所以 ?????LLg HH三、設(shè)計坡度與設(shè)計軌面線1．根據(jù)既有軌面標高繪出既有軌面線，根據(jù)既有路肩標高繪出路肩底面線，根據(jù)計算軌面標高繪出計算軌面線。標明車站、道口的中心里程，隧道洞門里程及長度，以及橋涵類型、孔徑與其中心里程。 既有坡度 1051????nnHi式中 —既有軌面標高H縱斷面設(shè)計是以控制點位起點進行拉坡的，即在本設(shè)計中，起終點的設(shè)計高程采用計算軌面高程。設(shè)計時要按照技術(shù)條件的要求，結(jié)合計算軌面線，確定變坡點位置，坡度大小及坡段長度，設(shè)計坡度應(yīng)取為 ‰的倍數(shù)，坡段長度通常采用 10m的整倍數(shù)。2．確定了設(shè)計坡度及坡段長度后，即可計算出線路上整 50m 及加標處的設(shè)計軌面標高，進而繪制出設(shè)計軌面線。設(shè)計軌面線應(yīng)符合設(shè)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。低于既有軌面線，則施工時要減薄既有道床厚度，影響運營；低于計算軌面標高，則道床厚度要低于設(shè)計標準，軌道強度降低。若設(shè)計軌面線高出計算軌面線過多，則要墊鋪過多的道碴，引起浪費。個別路段有特殊需要，允許設(shè)計軌面線略低于計算軌面線，但其標高差不應(yīng)大于 5cm，以保證軌道必要的強度。 1051????nniH式中 —計算點后一點的軌面設(shè)計標高 —計算點的坡度ni蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)35逐點算出各個點的軌面設(shè)計標高，用粗實線繪制在縱斷面圖上，即得到設(shè)計軌面線。3．本設(shè)計采用圓曲線形豎曲線，凡相鄰坡段的坡度代數(shù)差大于 3‰時，須設(shè)置豎曲線。根據(jù)運營條件，豎曲線半徑采用 10000m。圓曲線形豎曲線不應(yīng)侵入緩和曲線，道岔及無碴橋梁上。豎曲線處設(shè)計坡度及豎曲線設(shè)置表見附錄Ⅶ。四、計算起道高度計算點的起道高度為 )(zdggjsQ hhHh????五、計算設(shè)計道床厚度圖 19 道床高度構(gòu)造圖設(shè)計道床厚度為 Qcjsh??式中 —既有道床厚度j算出的道床厚度如果比規(guī)定的最小道床厚度小或厚得太多，需重新修正設(shè)計坡度或坡段長度，反復(fù)計算，尋求經(jīng)濟合理的設(shè)計方案。設(shè)計時應(yīng)盡量