【正文】 l=測點里程ZH里程HYYH L=測點里程ZY里程YHHZ L=測點里程ZY里程l=測點里程YH里程HZ以后 X=測點里程QZ里程 其中，R曲線半徑（m），l0緩和曲線長（m），a轉角（rad），具體計算結果見附表一第五章 既有線改建縱斷面設計 設計特點既有線在運營過程中，個別路段的路基會因沉陷、凍害而變形，在經常維修過程中，由于更換道碴，起道，落道，也要引起軌面標高的改變。這一切都要引起線路縱斷面的改建。改建既有線縱斷面設計，以軌面標高為準。線路縱斷面測量包括水準基點、百米標和加標的標高測量。一般情況下，起道高度小于50cm時，用道碴起道；起道高度為50～100cm 時，用滲水土壤起道；起道高度大于100cm或落道后道床厚度小于規(guī)定標準時，用抬降路基面來完成。設計中，一般亦不宜降低既有線軌面標高，以免挖切道床影響正常運營；僅在個別路段，為避免改建橋隧建筑物，或避免挖切路基，或為了減少線路改建工程，才允許挖切道床以降低軌面標高。1. 橋涵在有碴橋上，一般應按計算軌面標高來設計這縱斷面。必要時可用道碴起道的方法，提高軌面標高，這時，往往需要加高梁的邊墻，以免道碴溢出。當抬高值較大時，需加高墩臺頂面標高，施工比較困難；加高墩臺頂面標高時，一般可不進行檢算。在涵洞處，允許適當抬高或降低既有軌面標高。2．隧道在隧道內，當需要提高隧道凈空，或削減隧道內的坡度時，一般采用落道方法，以免破壞現有隧道的拱圈；，以保護隧道邊墻的基礎。當減緩站坪坡度、延長站坪長度、增設車站、或者削減限制坡度引起站坪縱斷面的改建時，應全面考慮，使整個改建工程量減至最小。4．路基在擋土墻、護坡路段，抬道時應考慮加寬路基后，不使其填土坡腳蓋過擋土墻或護坡。路基病害路段，如砂害、雪害，以及因毛細水上升引起的凍害或翻漿冒泥，均可考慮結合抬道來整治病害。路塹路段落道時，應考慮時擴大路塹對行車的干擾，特別是石質路塹，需要放炮，干擾更為嚴重。如設計的路肩標高低于地下水位，還應考慮低地下水位的措施。既有線縱斷面的改建設計，要求細致準確，以保證盡可能利用既有建筑物，減少改建工程，設計時應采用放大縱斷面圖。放大縱斷面圖的下半部為縱斷面設計的資料和數據。（既有線平面，百米標與加標；地面高程，既有道床厚度，既有軌面高程，軌面設計坡度，軌面設計高程，既有軌面高程抬降值，路基病害路段，工程地質特征。應繪出道床底面線，既有軌面線，計算軌面線，設計軌面線，并應注明建筑物的特征，如車站，道口的中心里程，隧道洞門位置里程與長度，以及橋涵類型，中心里程等。放大縱斷面圖的設計方法及步驟如下：1．根據外業(yè)勘察資料，填寫既有線平面、百米標與加標、地面標高、既有道床厚度及既有軌面標高各欄數據，并標明路基病害路段與工程地質特征。2．道床底面標高與計算軌面標高的計算，如下圖示圖51軌道高度示意圖道床底面標高=既有軌面標高－既有軌道高度計算軌面標高=道床底面標高+設計軌道高度（包括鋼軌高度，墊板厚度，軌枕高度與道床厚度）在改建設計中，鋼軌采用60軌（高度為176mm）,墊板厚為10 mm,標準道床厚取450mm。標明車站、道口的中心的里程，隧道洞門里程與長度，以及橋涵類型、孔徑與其中心里程。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計標準，軌道強度減低。5．根據初步繪出的設計軌面線，定出軌面設計坡度，‰的倍數；坡段長度通常采用10m的倍數。變坡點的坡度代數差‰時，應設置豎曲線。設置豎曲線時，應注意使其不與緩和曲線、道岔重疊，且不能設在明橋面上。6．最后，計算既有軌面標高抬高或降低的數值，即設計軌面標高與既有軌面標高的差值。1．坡段長度相鄰兩坡段的坡度變化點稱為變坡點。但最短坡段長度應保證坡段兩端所設的豎曲線不在坡段中間重疊。（2）在兩個同向坡段之間為了緩和坡度差而設置的緩和坡段，緩和坡段使縱斷面上坡度逐步變化，對列車運行平穩(wěn)有利，故允許縮短為200m。貨車車鉤強度允許的縱向力，拉伸力取980 kN，壓縮力取1960 kN，在可能設置的最大坡度代數差和列車非穩(wěn)態(tài)運行(如緊急制動、由緩解到牽引)的不利工況下，坡段長度所決定的車鉤應力與列車牽引噸數有直接關系，牽引噸數用遠期到發(fā)線有效長度表示。 （2）在兩個同向坡段之間為了緩和坡度差而設置的緩和坡段，緩和坡段使縱斷面上坡度逐步變化，對列車運行平穩(wěn)有利，故允許縮短為200m。2．最大坡度的折減線路縱斷面設計時，在需要用足最大坡度(包括限制坡度與加力牽引坡度)的地段。（1）曲線地段的最大坡度減緩`在曲線地段，貨物列車受到的坡度阻力和曲線阻力之和，不得超過最大坡度的坡度阻力。所以設計坡度i應為i＝imax—△ir(‰)式中 imax ——最大坡度值(‰)；△ir——曲線阻力的相應坡度減緩值((‰)。通常情況下所取的坡段長度還不宜大于貨物列車長度；⑤減緩后的設計坡度值，取小數點后一位。②長度不小于貨物列車長度的圓曲線，可設計為一個坡段，曲線阻力的坡度減緩值為：③長度小于貨物列車長度的圓曲線,曲線阻力的坡度減緩值為：式中a——曲線轉角（176。④若連續(xù)有一個以上長度小于貨物列車長度的圓曲線。）。3．上豎曲線的設置在線路縱斷面的變坡點處設置的豎向圓弧稱為豎曲線。一為拋物線形，即用一定變坡率的20m短坡段連接起來的豎曲線；另一種為圓孤形豎曲線。在線路縱斷面上，若各坡段直接連接成折線，列車通過變坡點時，產生的車輛振動和局部加速度增大，乘車舒適度降低；當機車車輛重心未達變坡點時，將使前轉向架的車輪懸空，當懸空高度大于輪緣高度時，將導致脫軌；當相鄰車輛的連接處于變坡點附近時，車鉤要上、下錯動，其值超過允許值將會引起脫鉤。4．豎曲線半徑圓形豎曲線的半徑應根據以下三個條件擬定：（1）旅客舒適條件列車通過豎曲線時，產生的豎向離心加速度不應大于旅客舒適要求的允許值。我國客貨列車共線鐵路旅客列車最高速度=140km/h,若取=，則=7600m，若取=,，則=3700m（2）運行安全條件列車通過凸形豎曲線時，產生向上的豎向離心力，使車輛有上浮傾向，上浮車輛在橫向力作用下容易產生脫軌事故。（3）設置豎曲線可減小列車通過變坡點時的附加縱向力據測算，當豎曲線半徑為10000m時，牽引噸數不大于5000t的貨物列車，通過限坡或雙機坡構成的凹、凸形變坡點，各種運行式況產生的列車縱向力均不大于車鉤強度的允許值，說明豎曲線半徑取10000m是安全的。所以規(guī)定豎曲線半徑，Ⅰ、Ⅱ級鐵路為10000m，Ⅲ級鐵路為5000m。本設計中詳細縱斷面的豎曲線數量為2，其設置符合上述條件，：表52 豎曲線匯總表順號里程△i(‰)R (m)T (m)E(m)1K534+70010000222K538+9001000019本設計所設置的豎曲線均滿足以上要求。（2）豎曲線長度（m）（3）豎曲線縱距 （m）式中——切線上計算點至豎曲線起點的距離（m）。路基填挖高度應根據施工高程計算。鋪軌時，變坡點處的軌面能自然形成豎曲線，并不影響行車的安全和平穩(wěn)。豎曲線不應與緩和曲線重疊。如兩者重疊，一方面在軌道鋪設和養(yǎng)護時，外軌高程不易控制；另一方面外軌的直線形超高順坡和圓形豎曲線，都要改變形狀，影響行車的平穩(wěn)。豎曲線不應設在明橋面上。為了保證豎曲線不設在明橋面上，變坡點距明橋面端點的距離，不應小于豎曲線的切線長。下面是對其方法的介紹。起道高度=設計道床厚度既有道床厚度⑧ 計算軌面高程欄計算軌面標高=既有路基面標高+規(guī)范要求的設計道床厚度+設計鋼軌高度+設計墊板厚度+設計軌枕高度設計坡度⑨ 設計軌面標高欄設計軌面標高=前一點設計軌面標高+兩測點見距離（100m）設計坡度（‰）⑩ 軌面起落量軌面起落量=設計軌面標高既有軌面標高2．既有線數據的錄入在Excel表格中輸入樁號、里程、標高、路肩標高如表53 所示，用以計算道床底面標高、計算軌面標高、現有坡度等數據，以方便后面的縱斷面設計。根據規(guī)范，軌面起落量應盡量為正值，如在困難條件下可為負，但不能超過5。另外對于平交道口，應使設計軌面標高與既有軌面標高相等，否則會使與改建線路交匯的其他線路條件改變，從而需要重新設計。表56 設計線計算表具體計算結果見附表2縱斷面的設計資料和數據是放大縱斷面圖的下半部分。線路平面繪制完畢后，要標注曲線的各個要素，此外還要標出各曲線直緩點、緩直點的里程。加樁里程需標出需標出各特殊點的里程（如變坡點，既有建筑物中心里程所在點）。軌面設計坡度應根據設計坡度及坡段長度標出。設計坡度時，應注意曲線地段的最大坡度折減，‰。線路放大縱斷面圖一般包括三條線：計算軌面線，既有軌面線，設計軌面線。繪制縱斷面圖采用的比例為：縱向1:50，橫向1:5000。繪制結果見附圖一第六章 提速道岔平順性分析及改善方案 國內道岔的發(fā)展在建國以前，我國鐵路上的道岔主要為國外的產品，且其總類繁多、標準不一。從時間上看，我國道岔的發(fā)展歷程可以分為三個階段:普速道岔階段、提速道岔階段和高速道岔階段。這一階段歷時較長，雖然其整體水平與當時國外相比差距較大，但其相關技術為我國提速及高速道岔的發(fā)展奠定了基礎。表61 普通道岔發(fā)展階段通過這幾十年幾代道岔的發(fā)展，我國道岔從結構和制造工藝上都取得了一定的進步，主要表現為:道岔側向尖軌的平面線型由當初的直線尖軌發(fā)展為半切線型曲線尖軌，這有效的減少了列車對尖軌的沖擊力，有利于提高側向過岔速度。尖軌的跟端結構由活接頭式發(fā)展為彈性可彎式。同時還應看到這一階段我國道岔的設計方法處于“靜態(tài)”設計的范疇，由于缺乏理論研究，只能依靠設計人員的經驗，從幾何層面上解決各部件的相對關系，而對于道岔部件的強度、列車速度的適應性等都無法從量值上進行分析。為滿足既有線提速的需求，1995年鐵道部組織成立了提速道岔聯合設計組，經過兩年多的努力，完成了提速系列道岔的設計、制造、鋪設等工作，保證了我國頭兩次既有線提速的順利進行。該道岔在研制完成不久就在既有線改造中鋪設達600余組，滿足了當時鐵路提速到160km/h的需要。針對提速道岔在使用過程中反映出的問題，在鐵道部的組織下，由道岔廠牽頭、聯合相關的科研、設計單位對道岔的結構設計進行了全面優(yōu)化，并采用了當時的許多新工藝，研制出了“99型’，系列道岔[19]。其中，II型道岔和III型道岔的平面設計完全相同，且都采用高錳鋼整鑄轍叉，其不同在于II型道岔的鎖閉方式為外鎖閉，且設有軌底坡，而III型道岔的鎖閉方式為內鎖閉，無軌底坡。這兩種道岔的結構特點相近，主要有以下幾點：①鋼軌件的鋼種都為PD3，且尖軌為AT鋼軌制造，其尖端采用了豎直藏尖結構；②采用了可動組合式心軌，其尖端也為藏尖式結構，跟端與長翼軌間設置有三塊傳力間隔鐵，以適應跨區(qū)間無縫線路的需要；③采用了特種斷面翼軌，提高了翼軌強度；④尖軌、心軌設置成1:40的軌頂坡，其它鋼軌設置成1:40的軌底坡；⑤采用了III型彈條分開式扣件、混凝土枕，且通過軌下及鐵墊板下的橡膠墊板對道岔區(qū)的剛度做了均勻化處理；⑥采用了分動外鎖閉裝置，且沒有設置密貼檢查裝置。 在道岔的這一發(fā)展階段，為大幅提高列車的容許過岔速度，我國道岔的技術水平取得了較大的突破，主要表現在以下幾個方面：①連接部分的平面線形突破了單一圓曲線的形式，我國以往的道岔，其導曲線都為單一的圓曲線，從秦沈客運專線38號道岔開始出現了圓曲線十緩和曲線的形式；②錳鋼轍叉技術取得了很大的進步，其在冶練工藝、表面爆炸預硬化及高錳鋼與鋼軌的焊接等工藝環(huán)節(jié)的技術水平已達到國際水平，我國錳鋼轍叉的平均使用壽命也從1996年的不到8000萬噸增加到2002年的1億噸以上；③成功開發(fā)了特種斷面翼軌，在保持翼軌強度不變的情況下，為電務預留出了足夠的空間；④在無縫道岔的設計理論上取得了一定的突破；⑤鎖閉方式由之前的內鎖閉發(fā)展成外鎖閉，大大的減小了鎖閉故障的發(fā)生；⑥道岔設計模式逐漸由“靜態(tài)”模式向“動態(tài)”模式轉變。本文不對高速道岔進行過多討論。有了道岔，可以充分發(fā)揮線路的通過能力。由于道岔具有數量多、構造復雜、使用壽命短、限制列車速度、行車安全性低、養(yǎng)護維修投入大等特點，與曲線、接頭并稱為軌道的三大薄弱環(huán)節(jié)。常用的線路連接有各種類型的單式道岔和復雜道岔。 連接與交叉的組合有交分道岔和交叉渡線等。圖61 單開道岔布置圖 單開道岔構造單開道岔由轉轍器、轍叉及護軌、連接部分和岔枕組成，單開道岔以它的鋼軌每米質量及道岔號數區(qū)分類型。在側線通過高速列車的地段，則需鋪設18號、24號等大號碼道岔。為適應既有線提速改造的要求，我國自行設計、制造的新型60kg/m鋼軌12號提速道岔已基本達到了國際先進水平，是我國高速道岔的雛形。當機車車輛要從A股道轉入B股道時，操縱轉轍機械使尖軌移動位置，尖軌1密貼基本軌1，尖軌2脫離基本軌2， 這樣就開通了B股道，關閉了A股道，機車車輛進入連接部分沿著導曲線軌過渡到轍叉和護軌單元。（1）基本軌，主股為直線，側股按轉轍器各部分的軌距在工廠事先彎折成規(guī)定的折線或采用曲線型。基本軌除承受車輪的垂直壓力外，還與尖軌共同承受車輪的橫向水平力。為了增加鋼軌表面硬度，提高耐磨性并保持與尖軌良好的密貼狀態(tài)，基本軌頭頂面一般還進行碎火處理。尖軌在平面上可分為直線型和曲線型。直線型尖軌制造簡單，便于更換，尖軌前端的刨切較少，橫向剛度大，尖軌的擺度和跟端輪緣槽較小，可用于左開或右開，但這種尖軌的轉轍角較大，列車對尖軌的沖擊力大，尖軌尖端易于磨耗和損傷。這種尖軌沖擊角較小， 導曲線半徑大，列車進出側線比較平穩(wěn)，有利于機車車輛的高速通過。用普通斷面鋼軌制成的尖軌， 一般在尖軌前端加補強板以增加其橫向