【正文】 例如：路堤與路塹的過渡、縱向排水設(shè)計(jì)、擋土墻縱向設(shè)計(jì)等等。路基橫斷面設(shè)計(jì)要解決的主要問題是確定橫斷面各部分的形狀和尺寸，例如：路基面的形狀和寬度，路基邊坡的形狀和坡度等等。此外，還有半路堤、半路塹、半路堤半路塹、不填不挖路基如下表 41。 路基橫斷面及設(shè)計(jì)原則 路基橫斷面的基本形式 路基橫斷面是指垂直于線路中心線截取的斷面。 上述這些特點(diǎn)決定了路基工程的復(fù)雜性，我們必須分析研究路基工程所處的環(huán)境及工作條件，研究土的工程性質(zhì)，掌握其變形和強(qiáng)度的變化規(guī)律，研究路基建筑物與土介質(zhì)之間的相 互作用，以及路基與軌道之間的力學(xué)問題。 完全暴露在大自然之中。 從路基工程所起的作用來看，路基是軌道的基礎(chǔ)；從路基作為一種建筑物來看，它是土工結(jié)構(gòu)物。路基工程主要由三部分建筑物組成：路基本體 、路基防護(hù)和加固建筑物 、路基排水設(shè)備。 豎曲線設(shè)置時應(yīng)注意的問題 1）豎曲線應(yīng)與緩和曲線重疊； 大連交通大學(xué) 2021 屆 本科 生 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 20 2）豎曲線不應(yīng)設(shè)置在明橋面上； 3）豎曲線不應(yīng)與道岔重疊； 豎曲線表 根據(jù)縱斷面圖，設(shè)計(jì)豎曲線半徑為 15000m，由此得出豎曲線表如圖 33： 表 33 豎曲線表 序號 樁號 豎曲線 標(biāo)高（ m） 凸曲線半徑 R （ m） 凹曲線半徑 R（ m） 切線長 T（ m） 外距 E（ m） 0 K0+000 1 K6+840 15000 2 K11+680 15000 3 K16+710 15000 4 K20+200 大連交通大學(xué) 2021 屆 本科 生 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 21 第四章 路基橫斷面設(shè)計(jì) 路基工程的組成及特點(diǎn) 鐵路路基是鐵路線路的重要組成部分。 豎曲線設(shè)計(jì) 豎曲線的設(shè)置條件 當(dāng) Ⅰ 級、 Ⅱ 級鐵路相鄰坡段的坡度差大于 3‰ ， Ⅲ 級鐵路大于 4‰ 時，相鄰坡段以圓曲線型豎曲線連接。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（ 35）： ? ? iiR L??? ? (35) 式中： ?? ——折減坡段范圍內(nèi)的曲線轉(zhuǎn)角總和（ 186。)； yL ——圓曲線長度（ m）； R ——圓曲線半徑（ m）； iL ——減緩坡段長度（ m） ,當(dāng)坡長大于貨物列車長度，取貨物列車長度。 大連交通大學(xué) 2021 屆 本科 生 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 19 曲線地段最大坡度減緩的方法 兩圓曲線間不小于 200m 的直線段，可設(shè)計(jì)為一個坡段，按最大坡度設(shè)計(jì)，不予減緩。 減緩后的設(shè)計(jì)坡度值。 減緩坡度長度應(yīng)不短于、且盡量接近于圓曲線長度，取 50m 的整數(shù)倍，且不應(yīng)短于 200m。 既要保證必要減緩值，又不要減緩過多，以免損失高度，使線路額外展長。按 《線規(guī)》第 條所以設(shè)計(jì)坡度應(yīng) 按式 （ 31）計(jì)算 ： ? ?000max iRii ??? （ 31） 式中： maxi ——最大坡度值 (‰) ； iR? ——曲線阻力的相應(yīng)坡度減緩值 (‰) 。此項(xiàng)工作稱為最大坡度的折減。由于列車通過變坡點(diǎn)的縱向力有如下規(guī)律： （ 1）列 車縱向力隨變坡點(diǎn)坡度差值的增大而增大； （ 2）凸形縱斷面列車縱向拉力增大，壓力減少；凹形縱斷面拉力減少，壓力增大； （ 3）列車通過變坡點(diǎn)時的縱向力主要取決于列車的牽引噸數(shù)（列車長度）、機(jī)車操縱工況和縱斷面形式。上坡的坡度為正值，下坡的坡度為負(fù)值，相鄰坡段的坡度差 i? 表示 21 iii ??? 。 應(yīng)盡量做到填挖平衡，使挖方運(yùn)作就近路段填方，以減少借方和廢方，降低造價和節(jié)省用地。連續(xù)上坡或下坡路段，應(yīng)避免反復(fù)設(shè)置反坡段。 縱坡設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)必須滿足《標(biāo)準(zhǔn)》的各項(xiàng)規(guī)范。緊坡地段線路不僅受平面障礙的影響和限制，更主要的是受到高程障礙的控制，這時主要矛盾在縱大連交通大學(xué) 2021 屆 本科 生 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 17 斷面一方。只要注意避繞平面障礙，按短直方向定線，即可得到合理的線路位置。定線時應(yīng)分兩種情況區(qū)別對待： 采用的最大設(shè)計(jì)坡度大于地面平均坡度的地段稱為緩坡地段。因此，設(shè)計(jì)時不僅要考慮各類建筑物的技術(shù)要求，還要從總體上保證這些建筑物相互協(xié)調(diào)、布置合理。 既要滿足各類 建筑物 的技術(shù)要求，還要保證它們協(xié)調(diào)配合、總體布置合理。從降低工程造價考慮，線路最好順地面爬行，但因起伏彎曲太大，給運(yùn)營造成困難，導(dǎo)致運(yùn)營支出增大；從節(jié)約運(yùn)營支出考慮，線路最好又平又直 ，但勢必要增大工程數(shù)量，提高工程造價。 應(yīng)力爭節(jié)約資金。 線路縱斷面設(shè)計(jì)必須滿足以下三方面的基本要求： 必須保證行車安全和平順。各設(shè)計(jì)階段編制的線路縱斷面圖是線路設(shè)計(jì)的基本文件。27′″ 2021 400 JD4 K17+ 80176。39′″ 2021 400 JD2 K10+ 52176。 表 22 高速客運(yùn)專線鐵路常用曲線半徑緩和曲線長度表 設(shè)計(jì)最高速度 （ km/h） 350 300 250 200 工程條件 最大 一般 最小 最大 一般 最小 一般 困難 一般 困難 12021 330 300 270 220 200 180 120 100 50 50 11000 370 330 300 240 210 190 130 120 60 60 10000 430 390 350 270 240 220 140 130 70 60 9000 490 440 400 300 270 250 160 140 70 60 8000 570 510 460 340 300 270 170 150 90 80 7000 670 590 540 390 350 310 200 180 90 80 6000 670 590 540 440 390 350 250 230 120 100 5500 670 590 540 470 420 380 280 250 140 120 5000 500 450 410 300 270 160 140 4500 90 540 480 430 340 300 180 160 4000 100 570 510 460 370 330 200 180 3500 420 380 250 220 3200 _ _ 450 400 270 240 3000 _ _ 290 260 2800 _ _ 320 280 2500 _ _ 350 310 2200 _ _ 390 350 大連交通大學(xué) 2021 屆 本科 生 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 11 表 23 最小曲線半徑值 鐵路類型 客運(yùn)專線 最高設(shè)計(jì)速度（ km/h） 350 300 250 200 軌道類型 有砟軌道 無砟軌道 有砟軌道 無砟軌道 Rmin（ m） 一般 7000 7000 5000 4000 4000 2200 （特殊）困難 — （ 5 5 00 ） （ 4 5 00 ） （ 4000） （ 3500） （ 2021） 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)為高速客運(yùn)專線，設(shè)計(jì)最高速度為 200km/h，又設(shè)計(jì)線路經(jīng)過山區(qū)，因此根據(jù)表 23 在困難條件下選取曲線半徑為 2021m，又根據(jù)表 22 選取緩和曲線半徑為400m。 各級鐵路中，地形困難、緊坡地段或停車站兩端、凸形縱斷面坡頂?shù)刃熊囁俣炔桓叩牡囟我约?Ⅱ 、 Ⅲ 級鐵路中客車對數(shù)較少，且貨 車速度較低的路段和對行車速度要大連交通大學(xué) 2021 屆 本科 生 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 10 求不高的路段，可選用 “困難 ”欄數(shù)值，或 “困難 ”欄與 “一般 ”欄間的 10m 整倍數(shù)的緩和曲線長度。有條件適宜采用較長的緩和曲線。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。 緩和曲線設(shè)計(jì) 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?yōu)閳A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，使向心力逐漸增加，與離心力的增加相匹配；當(dāng)曲線半徑小于 350m、軌距需要加寬時，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。在長大坡道地段、凸形縱斷面的坡頂?shù)囟魏碗p方向均需停車的大站兩端引線地段，行車速度較低，若地形困難，選用較大的曲線半徑引起較大工程時，可選用較小曲線半徑。選用的曲線半徑，既能滿足行車速度和設(shè)置建筑物的技術(shù)要求，又能適應(yīng)地形、地質(zhì)、地物等條件以減 少路基、擋墻、橋隧工程量，少占農(nóng)田，做到技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理。雙線同心圓的曲線半徑可為 相同 。 圓曲線設(shè)計(jì) 曲線半徑取值原則 為了測設(shè)、施工和養(yǎng)護(hù)的方便，曲線半徑一般應(yīng)取 50m 和 100m 的整倍數(shù)，特別困難條件下，可采用 10m 整倍數(shù)的曲線半徑。此時相鄰兩圓曲線端點(diǎn)間夾直線長度 jL 應(yīng)滿足下列條件 ： 22 02m in02 lLlL jj ??? (23) 式中 jL ——夾直線最小長度（ m），當(dāng)曲線超高順坡延伸至直線范圍內(nèi)時，此長度應(yīng)為直線上左端超高順坡終點(diǎn)與右側(cè)超高順坡起點(diǎn)的長度； 0201,ll ——相鄰兩圓曲線所選配的緩和曲線長度（ m)，本設(shè)計(jì)中取 150m； 夾直線長度不滿足要求時，應(yīng)修改線路平面設(shè)計(jì)。按式 (22)計(jì)算確定的不同路段速度時的夾直線長度如表 21 所示。國外最高運(yùn)營速度 200~350km/h 的高速鐵路，其夾直線的最小長度為（ ~） maxV 。我國的取值為：客貨共線的鐵路，當(dāng) maxV =160km/h， 140km/h 時，一般取 困難時取 ；當(dāng) maxV ? 120km/h 時，一般取 困難取 。如果進(jìn)一步考慮旅客列車后轉(zhuǎn)向架后軸在后方緩直點(diǎn)產(chǎn)生的振動，不與前轉(zhuǎn)向架前軸在前方直緩點(diǎn)產(chǎn)生的振動疊加，則夾直線長度 jL 中尚需減去客車全軸距 zL 再計(jì)算時間。車輪在緩直點(diǎn)和直緩點(diǎn)處與鋼軌沖擊引起轉(zhuǎn)向架彈簧的橫向振動。我國 22 型和 25 型客車全長分別為 和 ，故夾直線長度不宜短于 ~。 車輛橫向搖擺不致影響行車平順 列車從前一曲線通過夾直線進(jìn)入后一曲線的運(yùn)行過程中，因外軌超高和曲線半徑的變化，引起列車橫向搖擺和橫向加速度的變化，反向曲線地段更嚴(yán)重。同時由于直線兩段曲線變形的影響，夾直線的直線方向也不易保持。但不應(yīng)短于下列條件所要求的最小長度。 夾直線長度應(yīng)力爭長 一些，為行車和維修創(chuàng)造有利條件。 夾直線設(shè)計(jì) 夾直線概念 在曲線毗連路段，為了保證線形連續(xù)和平順，兩相鄰曲線間應(yīng)有一定的長度的直線段。 選定直線位置時，應(yīng)力爭減少交點(diǎn)轉(zhuǎn)角的度數(shù)。 設(shè)計(jì)線路平面，應(yīng)力爭設(shè)置較長的直線段，減少交點(diǎn)個數(shù)，以縮短線路長度、改善運(yùn)營條件。 設(shè)計(jì)線路平面時，相鄰兩直線位置不同，其間曲線位置也相應(yīng)的改變。 直線設(shè)計(jì) 直線作為平面線形要素之一，具有短捷、直達(dá)、列車行駛受力簡單和測設(shè)方便等特點(diǎn)，但過長的直線難于與地形相協(xié)調(diào)，也不利于城鎮(zhèn)地區(qū)既有設(shè)施的的繞避。鐵路上要修建橋涵、車站、隧道、路基、道口和支擋、防護(hù)等大量建筑物，線路平面設(shè)計(jì)不但關(guān)系到這些建筑物 的類型選擇和工程數(shù)量，并且影響其安全穩(wěn)定和運(yùn)營條件。因此，設(shè)計(jì)時必須根據(jù)設(shè)計(jì)線的特點(diǎn)，分析設(shè)計(jì)路段的具體情況，綜合考慮工程和運(yùn)營的要求，通過方案比較，正確處理兩者之間的矛盾。既要力爭減少工程數(shù)量、降低工程造價； 又要考慮為施工、運(yùn)營、維修提供有利條件，節(jié)約運(yùn)營支出。主要指：不脫鉤、不脫軌、不途停、不運(yùn)緩與旅客乘車舒適等，這些要求反映在《鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范》（簡稱《線規(guī)》）規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，設(shè)計(jì)要遵循《線規(guī)》規(guī)定。各設(shè)計(jì)階段的定線要求不一樣，平面圖的詳細(xì)程度也各有區(qū)別，繪制時應(yīng)遵循鐵路行業(yè)制定的線路標(biāo)準(zhǔn)圖示。線路平面是線路中心線在水平面上的投影，表示線路平面位置。以及路基擋土墻設(shè)計(jì) ： 根據(jù)路線設(shè)計(jì)成果 ，在鐵路客運(yùn)專線線路設(shè)計(jì)中的高填方路堤或路塹邊坡、橋臺洞口、隧道洞口、河流堤岸，或者為節(jié)約用地、少占農(nóng)田、保護(hù)重要的既有建筑物地段中，選擇某一處 進(jìn)行擋土墻設(shè)計(jì)， 并利用理正軟件對擋土墻的穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算， 撰寫計(jì)算書 ， 繪制設(shè)計(jì)成果圖。 線路縱斷面設(shè)計(jì) ： 根據(jù) 設(shè)計(jì)的 平面 線形 位置， 結(jié)合地形地質(zhì)情況， 繪制整樁號處的地面高程線，按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行縱斷面 的 線形設(shè)計(jì)，計(jì)算相應(yīng) 的 整樁號點(diǎn)、變坡點(diǎn)、曲中點(diǎn)高程以及各豎曲線參數(shù)值等 ； 確定各點(diǎn) 的 填挖高度 ；并繪制整段 線路 的縱斷面 圖； 提交縱坡、豎曲線計(jì)算表 等 。 本鐵路選