【正文】 f 與 2R 相比較，f 甚小，可忽略不計，則上式可近似寫成為：82弦長 L 現場一般取 20m，當 L＝20m 時，(mm）Rf50?若求圓曲線上任一點矢距則如圖 12，由幾何關系可求得：( 兩個有陰影的三角形為相似形) fRBEAf???2 即 LYZ蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計(論文)20圖 12 圓曲線矢距圖圓曲線的計劃正矢也可按現場圓曲線平均正矢計算。式中： —圓曲線平均正矢；39。圓曲線的計劃正矢還可以從現場實量正矢總和求得。 式中： —現場測得整個曲線正矢的總和；?Xf 　　 —圓曲線內測點數Yn 　　 —一側緩和曲線測點數、含 ZH、HY 或 YH、HZ 點。設：2 測點的正矢分別為 ff 2 則 Yfbf?Ya????????2當 a＝0、b＝ 1 時，1 測點為圓曲線始點，則 、 ，即圓曲線始點21Yf?Yf位于測點時其正矢為圓曲線正矢的二分之一。①緩和曲線中間各點的正矢 ：ifdiifm?式中： —緩和曲線由始點至測點 i 的測量段數；im 　 —為緩和曲線相鄰各點正矢遞變率。m②緩和曲線始點（ZH、HZ）相鄰測點的正矢如圖 14 所示，設 2 兩測點分別在 ZH 點兩側，與 ZH 點相距分別為aλ、bλ，則：　 dff631?dfabf????????632當緩和曲線始點（ZH）1 位于點時，圖 14 有緩和曲線時圓曲線正矢示意圖此時 a＝0、b ＝1 則： df61?df?2③緩和曲線終點（HY、YH）相鄰兩點的正矢如圖 15 所示，n 和 n＋1 為與緩圓點相鄰的兩個測點，距緩圓點分別為bλ 和 aλ。2．確定曲線主要樁點位置曲線軌道經過一段時間的運營，其平面形狀已經產生了較大產業(yè)化，為了減少曲線整正中的撥道量，并盡量照顧曲線的現狀，應對曲線主要樁點的位置進行重新確定。f1（2）確定設置緩和曲線前圓曲線長度 )(1段ynfL?式中：fy —圓曲線正矢，可用曲線中部測點的現場正矢平均值或用式求得。圖 15 緩和曲線終點正矢示意圖蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計(論文)23②根據正矢變化規(guī)律來估定緩和曲線長度。掌握這個規(guī)律，緩和曲線長度很容易確定。另外，還可以根據現場超高順坡長度來枯定。在加設緩和曲線前，圓曲線的直圓點（ZY）和圓直點（YZ）是緩和曲線的中點。　　 20lxZHyQ??Y?20lLxyQZ經過以上計算，重新確定曲線主要標樁點的位置，然后再編制計劃正矢，就可以比較接近現場曲線的實際形狀，使撥量較小。，曲線上任一測點的撥量，等于到前一測點為止的全部正矢差???102nfnde累計合計的 2 倍。（1）計算各測點的正矢差曲線上各測點的正矢差等于現場正矢減去計劃正矢，即 39。（2）計算正矢差累計某測點的正矢差累計等于到該測點為此的以前各測點正矢差的合計。（3）計算半撥量某點的半撥量等于該點前所有測點正矢差累計的合計(不包括該測點)。0lHy??蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計(論文)24半撥量的符號為正時，表示該測點應向外撥(上挑)，半撥量的符號為負時，表示該測點應向內撥(下壓) 。（4）使終點半撥量調整為零終點半撥量不為零且數值不大時，通常采用點號差法對計劃正矢進行修正。反之，如果在相距為 M 個點號的一對測點上，對其計劃正矢進行“上加下減”的修正，其結果將使下一測點以后各測點的半撥量減少1Mmm。以上調整半撥量的方法，是通過在一對相距為 M 個點號的測點上，各調整 lmm的計劃正矢，而使這對測點以后各測點的半撥量變化 1Mmm，由于 M 為這對測點的點號之差，故稱此法為點號差法。②如果一對測點的調整量不足以達到所需調整的值時，可以酌情使用幾對測點。④ “先加后減”的各對測點，最好安排在負半撥量最大的點號之后，“先減后加”的各對測點，最好安排在正半撥量最大的點號之后，以避免使某些點的半撥量增大，對撥道不利。⑥在修正值的正值與負值之間，最好間隔二個測點以上，以保證曲線的圓順。蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計(論文)25第四章 線路大修縱斷面設計第一節(jié) 縱斷面設計的特點及原則縱斷面設計一般分為三個步驟，即繪制縱斷面圖、拉坡設計及復核?？v斷面拉坡設計由人工或由計算機輔助設計完成，合理地確定縱斷面坡段長度、坡度及坡道連接形式。一、設計特點線路大修縱斷面設計的原理和方法與新線縱斷面設計基本相同，但大修是在原有建筑設備的基礎上，和保持原限制坡度的條件下，消除縱斷面上不符合技術要求的部分，盡量改善原有坡度。線路縱斷面是線路大修的綜合性文件，一般采用的比例尺為豎向 1:100，橫向1:10000。二、設計原則線路大修縱斷面設計受到既有建筑的嚴格限制，如車站內的天橋、地道、站臺及區(qū)間的橋梁、隧道等地段的線路，一般地說是不能大抬道或落道的。設計前必須詳細了解原有線路設備的情況，設計工作應本著以下原則進行：（1）盡可能設計長的坡段，每段坡長不短于該區(qū)段到發(fā)線有效長的一半，個別困難地段，應不短于 200m。（3）采用拋物線形豎曲線時，凡相鄰坡段的坡度代數差大于 2‰，須設置豎曲線，每 20m 豎曲線長度的變坡率，凸形應不大于 1‰，凹形不大于 ‰。拋物線形豎曲線不能設置在無碴橋梁上。蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計(論文)26豎曲線半徑應根據運營條件采用 10000~20220m，困難條件下不小于 5000m。（5）大修地段與非大修地段的連接順坡原則上應設在大修地段以外，順坡率不大于1‰。必然造成路基加寬，工程量增多。3）車站咽喉道岔處，在此處進行較大抬道，造成前后道岔群抬高，站線順坡抬道等，工程量太大。第二節(jié) 縱斷面設計的基本原理一、線路坡度線路大修縱斷面設計的目的在于改善原有線路設備的技術狀態(tài)。（一）最大坡度限制坡度是單機牽引普通貨物列車、在持續(xù)上坡道上、最后以機車計算速度等速運行的坡度；它是限制坡度區(qū)段的最大坡度，是確定列車牽引質量的坡度/加力牽引坡度是一臺以上機車牽引普通貨物列車、在持續(xù)上坡道上、最后以機車計算速度等速運行的坡度；它是加力坡度路段的最大坡度，是確定該路段按相應限制坡度上一臺機車牽引貨物列車時的牽引質量的坡度。因此設計坡度值加上曲線附加阻力值或隧道附加阻力值，不能大于最大坡度值。若小于 4‰，雖然牽引質量可增大，但受到列車啟動條件和發(fā)線有效高度（1050m）的限制而不能實現。，曲線阻力換算坡度為： (‰)60riR?，i 為： (‰)?式中 α線偏角（ 186。，i 為： (‰)???式中 ∑α 折減范圍內的曲線偏角總和（ 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)。當列車跨越一個以上的變坡點時．每個變坡點產生的附加應力和局部加速度，就會因迭加而加劇．所以坡段過短，列車跨越變坡點過多，是不利于列車平穩(wěn)運行的。一般情況下，最小坡段長度如表 7 所列。個別困難地段，應不短于 200m。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，則坡度代數差1i iΔi 為：Δi =∣(4‰)(+2‰)∣=6‰ 坡度代數差不應大于重車方向的限制坡度。若坡度代數差過大，不但車鉤應力增大，并且局部加速度增大，會引起旅客不舒適和貨物的位移。（二）豎曲線列車通過變坡點所產生的車輛振動和局部加速度，將引起旅客的不舒適；當機車重心末過變坡點而使導向輪懸空時，若其懸空高度超過導向輪輪繞高度．就有可能脫軌；當相鄰車輛的連結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。蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計(論文)29豎曲線的形狀有拋物線形和圖曲線形兩種。我國鐵路規(guī)定，當相鄰坡段的坡度代數差大于 2‰時，應設置拋物線形豎曲線，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。1）圓曲線形（如圖 18） 166。iiR166。/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????蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計(論文)30 121220ShShRRitan????????? 0i??式中 α——豎曲線的轉角（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——坡度代數差的絕對值（‰）；——豎曲線半徑（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 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。豎曲線的設置不應與緩和曲線重疊。豎曲線不應設置在無碴橋的橋面上。豎曲線不宜與道岔重疊。為了避免上述重疊現象，縱斷面設計時．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，不應小于豎曲線的切線長，即在按下式算出的距離內，不得設置變被點。i?第三節(jié) 縱斷面設計的方法和步驟繪制縱斷面圖是線路大修設計中技術性很強的一項工作，斷面圖是線路大修設計文件的重要組成部分?？v斷面圖的比例，一般為豎向 1：200，橫向1：5000一、縱斷面設計圖蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計(論文)32外業(yè)勘測資料沿里程填寫，為便于設計和指導施工，設計圖的下部分各項數據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、設計軌頂坡度、設計軌頂標高、路基填挖量、鋼軌起落道量、設計道床厚度等。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。如遇有設計里程與既有里程標不符時，在該公里內的最后一個百米內設置長短鏈。2．平面欄根據線路大修平面設計計算資料，繪制線路平面示意圖。當曲線為右轉角時，繪在直線的上方，左轉角時，繪在直線的下方。同時注明曲線起點與終點的里程，并在曲線內側填寫曲線轉向角 а、設計曲線半 R、曲線長度 L 和緩和曲線長度 L 等曲線要素。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，以及與縱斷面設計有關的各控制點的軌面標高。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，應在此處填寫其實際距離值。首先填寫根據實測的每百米處的原有道床厚度。蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計(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，亦是拉坡設計必須明確的一個主要問題。7．軌枕布置欄填寫大修地段內所用軌枕類型、鋪設標準及數量。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施聯系起來而形成一種立體印象，也能很方便地看到拉坡設計的控制點所在，為拉坡設計提供了必要的前提條件。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。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。設計時要按照技術條件的要求，結合計算軌面線，確定變坡點位置，坡度大小及坡段長度，設計坡度應取為 ‰的倍數，坡段長度通常采用 10m的整倍數。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。若設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。 1051????nniH式中 —計算點后一點的軌面設計標高 —計算點的坡度ni蘭州交通大學博文學院畢業(yè)設計(論文)35逐點算出各個點的軌面設計標高，用粗實線繪制在縱斷面圖上，即得到設計軌面線。根據運營條件，豎曲線半徑采用 10000m。豎曲線處設計坡度及豎曲線設置表見附錄Ⅶ。設計時應盡量避免落