铁路选线毕业设计原件.docx

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铁路选线毕业设计原件

第一章绪论

摘要铁路选线设计是土木工程、交通运输等专业的一门实践性课程；本设计主要训练学生综合运用所学基础知识的能力，培养学生用定性分析方法对问题进行综合分析和评价。

本设计是对“能力计算”、“平纵面设计”等知识的拓宽与综合应用。

通过毕业设计使学生在巩固所学能力计算和方案经济比较的基本方法，熟悉并运用《铁路线路设计规范》，从而加深对所学内容的理解，提高综合分析和解决问题的能力，为毕业后从事设计施工或继续深造奠定基础。

铁路运输是实际中应用非常广泛的一种运输方式，具有运输量大、运输费用较低、车路一体、路权专用、行车平稳、资本密集的特点，有很强的适应性，因此，掌握铁路线路的设计方法对于土木工程专业的学生来说具有重要意义。

铁路选线设计中，要认真进行调查研究工作，切实做好经济调查与地形、地质、水文的勘测工作。

要从大面积着手，由面到带，逐步接近，实事求是地评选比较方案，选定合理的线路位置。

线路设计要根据要求最大纵坡限制进行。

对走向大致相同的地段进行拉坡，对于两条直线间的转角按圆曲线半径的要求加设圆曲线，并在圆曲线处进行坡度折减。

按比例绘制平纵断面图，并根据线路实际情况在需要部位设置桥涵和隧道，减少线路长度和爬坡高度。

计算线路的土石方填挖方量、线路长度及工程造价等，并编制圆曲线表、桥梁隧道表、填挖方工程量表等工程表格，综合比较两条线路的优缺点，选出最佳方案，完成设计。

关键词：

平面、纵断面、横断面、拉坡、工程量、造价

ABSTRACT

Railwayroutedesigniscivilengineering,transportationandapractical

courses,Thisdesignmaintrainingstudents'comprehensiveabilitytousethe

basicknowledge,raisesthestudentwithqualitativeanalysismethodof

comprehensiveanalysisandevaluationproblem.Thisdesigniscalculatedfor

"ability"and"flatverticalplanedesign"knowledge,broadenandcomprehensive

application.Throughthegraduationdesignmakesthestudentslearnedcapacity

calculationandconsolidatethebasicmethodsofeconomiccomparison,familiar

withandusetherailwaylinedesignspecification,thusdeepeningunderstanding

ofcontent,improvethecomprehensiveanalysisandproblemsolvingabilityfor

designandconstructionoffoundationorcontinue.Railwaytransportationis

verywideapplicationinpractice,themodeoftransportationwithtraffic

transportation,lowcost,road,right,specialcharacteristicsofsmooth,

capital-intensive,strongadaptability,therefore,graspstherailwayline

designmethodforcivilengineeringstudentstohavetheimportantmeaning.

Railwayroutedesign,thecarefulresearchworkearnestly,economicsurveyand

thetopographyandgeology,hydrogeologysurvey.Fromthestart,thesurface

areatotake,graduallyclose,realisticallycompareschemeselection,select

rationallineposition.

Lineshouldbedesignedaccordingtothemaximumlimitonlongitudinalgrade.

Fortoroughlythesameoftheslope,andtheAnglebetweentwolinesfor

accordingtotherequirementsofcircularcurveradius,andaddingcircular

curveincircularcurveontheslope.Drawntoscale,andaccordingtothe

longitudinalflatlineactualsituationintheconstructionsitetosetand

tunnel,reducelinelengthandclimbinghigh.Calculationoflinetogether,

conditionsandtheengineeringcostlinelength,andcircularcurve,bridge,

tunnelexcavationengineeringinscale,comprehensivecomparisonoftwo

engineeringformtheadvantagesanddisadvantagesofthelines,selectthebest

scheme,design.

Keywords:

plane,longitudinal，cross-sectional,quantity,cost

第一章选线原则和方案概述……………………………………………………1

1.1选题意义……………………………………………………………………………1

1.2线路走向……………………………………………………………………………1

1.3自然条件下的定线原则……………………………………………………………2

1.4桥涵隧道的定线问题………………………………………………………………3

第二章平面线路设计……………………………………………………………6

2.1概述…………………………………………………………………………………6

2.2概略定线……………………………………………………………………………6

2.3定线原则及注意事项………………………………………………………………7

2.4定线方法……………………………………………………………………………9

第三章纵断面设计………………………………………………………………12

3.1概述…………………………………………………………………………………12

3.2设计原则及注意事项………………………………………………………………12

3.3最大坡度折减………………………………………………………………………13

3.4纵断面的改善………………………………………………………………………16

3.5竖曲线的设置………………………………………………………………………17

3.6挡土墙设计…………………………………………………………………………20

第四章横断面及工程量统计……………………………………………………21

4.1概述…………………………………………………………………………………22

4.2横断面统计及面积计算……………………………………………………………23

4.3土石方计算…………………………………………………………………………24

第五章方案技术经济比较………………………………………………………25

5.1概述…………………………………………………………………………………30

5.2工程投资计算………………………………………………………………………31

5.3方案比较……………………………………………………………………………33

谢辞……………………………………………………………………………………35

参考文献………………………………………………………………………………36

第一章选线原则与方案概述

1.1选题意义

铁路选线设计是土木工程、交通运输等专业的一门实践性课程；主要训练学生综合运用所学基础知识的能力，培养学生用定性分析方法对问题进行综合分析和评价。

本设计是对

“平面设计、纵断面设计、横断面设计、土石方计算、经济比较”等知识的拓宽与综合应用。

通过毕业设计使学生在巩固所学线路选择、平纵面设计和方案经济比较的基本方法，熟悉并运用《铁路线路设计规范》，从而加深对所学内容的理解，提高综合分析和解决问题的能力，为毕业后从事设计施工或继续深造奠定基础。

铁路运输是实际中应用非常广泛的一种运输方式，具有运输量大、运输费用较低、车路一体、路权专用、行车平稳、资本密集的特点，有很强的适应性，因此，掌握铁路线路的设计方法对于土木工程专业的学生来说具有重要意义。

1.2线路走向

铁路定线是在地形图或地面上选定线路的方向，确定线路的空间位置，并布置各种建筑物，是铁路勘测设计中决定全局的重要工作。

要作好定线工作，必须综合考虑多方面的因素，逐步接近地、分阶段地进行工作。

每一阶段都应精心设计，多作方案必选。

内容应从粗到细，从整体到部分，工作过程是从面到带，从带到线，知道确定线路的具体位置，这种特点决定了铁路定线过程中内外业的关系：

外业勘测与调查是内业定线的依据，而内业定线又指导下一阶段的外业勘测，经过多次反复，最后才将线路测设于地面。

铁路定线的第一步就是选定线路的基本走向。

在设计线起终点间，因城市位置、资源分布、工农业布局和自然条件等具体情况的不同，常有若干可供选择的线路走向。

从向阳镇到东凤镇线路走向是从西向东期间要跨域山谷、河流等地形，穿过桦村、长店、朱家庄、铁山屯、宋湾、理店、周庄、孙家坎、钱庄等村落。

影响线路走向的因素主要有以下几点：

（1）设计线的意义及行经地区其他建设的配合。

干线铁路的走向应力求顺直，以缩短直通客货运输距离和时间。

地方意义的铁路，则易于靠近城镇和矿区，以满足当地客货运输的需求。

走向的选择还应与路网规划及行经地区其他建设项目协调配合。

要根据客货流向选好接轨站，力争减少折角运输。

要有利于规划的干线或支线引入。

要考虑与其他地方交通体系的合理衔接，并应满足国防要求。

（2）设计线的经济效益和运量要求。

选择线路的走向应尽可能为更多的工矿基地和经济中心服务，即加速地区国民经济的发展，又使铁路扩大运量，增加运营收入，争取较高的经济收益。

（3）自然条件。

地形、地质、水文、气象等自然条件决定线路的工程难易程度和运营质量，对线路走向有直接的影响。

对于严重不良的地质条件、缺水地区、高烈度地震区以及高达山岭、困难峡谷等自然障碍，选线时宜考虑避绕。

（4）设计线主要技术指标和施工条件。

设计线的主要技术标准在一定程度上影响线路的走向，同样的运输任务，采用大功率的机车，则可以采用较大的最大坡度值，是线路有可能更靠近短直方向。

1.3自然条件下的定线原则

1.河谷定线

沿河而行的路线称为河谷线。

在路网中，河谷线有较大的比重。

沿河谷定线具有下列优点：

（1）河谷纵坡为单向坡，可避免线路出现逆破，且可利用支流测谷展线。

（2）多数城镇位于河谷阶地，在阶地设站，可更好的为地方服务。

（3）多数河谷具有开阔地段，铁路通过阶地，可更好的为地方服务；即可提高铁路的效益，又方便了铁路员工的物质、文化生活。

河谷两岸条件常有差别，应结合地形、地质、水文、农田及城镇的分部情况，选择有利岸侧定线。

但有利的岸侧，不会始终局限于一岸，应注意选择有利的地点跨河改变岸侧。

河谷线定线，线路位置往往差异几十米甚至几米，就会对铁路的安全和工程量带来很大影响。

线路合理位置的选择，可分三种情况加以分析研究：

（1）河谷较开阔，横坡较缓且地质良好时，理想的线路位置为不受洪水冲刷的阶地。

（2）河谷狭窄，横坡较陡，且地质不良时，线路应由避开山坡与外移建桥的方案进行比选。

（3）河谷十分弯曲时，可根据山咀或河谷的实际情况，采取沿河绕行或取直方案。

2.越岭地段

当线路需要从某一水系（河谷）转入另一水系（河谷）时，必须穿越分水岭。

越岭地区高程障碍大，一般需要展线，地质复杂，工程集中，对线路的走向、主要技术标准（特别是限制坡度和最小曲线半径）、工程数量和运营条件等影响极大。

所以应大面积选线，认真研究、寻找合理的越岭线路方案。

越岭线路常是沿通向分水岭垭口的河谷足坡定线，并以隧道（地形有利时用路堑）越过垭口，再沿分水岭另一侧的河谷向下游定线。

越岭线路应主要解决的问题为越岭垭口选择、越岭高程选择、和越岭引线定线。

越岭引线定线是，应注意一下几点：

（1）结合地形条件选择合理的最大坡度（限制坡度或加力坡度）。

越岭地区高差大，为避免大量人工展线，除应研究低高程的长隧道越岭方案外，还应与采用较陡坡度的方案进行技术经济比较。

（2）为了能控制合理的展线长度，应从垭口往两侧（从高到底）定线，以避免展线不足或过长。

由于垭口两侧自然坡度上陡下缓，在上游应尽量利用支沟侧谷合理展线，是线路尽早降入祝贺股的开阔台地。

（3）垭口附近，地形尤为困难，在有充分依据时，引线可合理选用符合全线标准的最小曲线半径

3.平原、丘陵地区

平原地区地形平坦，丘陵地区邱岗连绵，但相对高差不大，一般工农业都比较发达，占地及拆迁问题比较突出，地质条件比较简单，但水文条件可能复杂。

因此，在平原、丘陵地区定线，应着重注意解决好下列问题：

（1）线路尽量顺直

平原、丘陵地区定线，一般不受高程障碍控制，应循航空折线把线路尽量定得顺直。

绕避障碍物及设置曲线，必须有充分理由。

在不致引起工程量显著增加的前提下，尽量采用较小偏角、较大半径，以便缩短线路并取得较好的运营条件。

（2）正确处理铁路与行经地区的关系

车站分布应结合城镇规划，既要方便地方客货运输，也要充分发挥铁路运营效率，设站不应过密，也不宜为靠近城镇而过分迂回线路。

为方便地方客货要求并确保铁路行车安全，要认真布置好沿线的道口和立交桥涵，并以交通量为依据确定其修建标准。

有条件时，可加大排洪桥涵孔径，并修建路面兼作立交桥涵使用。

（3）注意适应水文条件的要求

平原和低缓丘陵地区易受洪水泛滥的危害，线路高程应高出规定。

跨河桥梁孔径不宜压缩，路基应有足够的高度，并做好导流建筑物与路基防护工作。

1.4桥涵、隧道地段的定线问题

1.桥梁地段

桥梁地段的定线，主要是解决好桥位选择与引线设计两个问题。

桥梁选择所考虑的主要因素，可归纳为水文和地貌条件有利、工程地质条件较好以及满足定线的一般要求三个方面。

桥梁附近的路基设计高程应满足路肩设计高程大于等于梁底设计高程、梁底至轨底高程及轨底至路肩高度之和。

大跨、高墩桥梁施工技术的进展，有利于在地形、地质复杂地区选择较理想的桥位。

如峡谷地区山高谷深，采用大跨度桥梁可避免高墩和不良地质，而大跨度高桥的采用，还可减少展线长度。

在桥隧毗邻之地，线路平、纵断面设计应与桥式方案选择综合考虑，如采用架桥机架设桥梁时，线路平纵断面设计和隧道洞门的位置应考虑架桥机架梁是施工的安全与便利。

决定设计高程时，除应满足桥下净空的要求外，还应注意隧道施工弃渣的影响。

2.隧道地段

铁路选线中，采用隧道是客服高差障碍、降低越岭高程、缩短线路长度和避绕不良地质的重要措施。

合理设置隧道，是提高选线设计质量的重要环节。

线路翻越分水岭，在垭口修建隧道，即越岭隧道；沿河傍山定线，或要求裁弯取直或避绕不良地质而修建隧道。

隧道的位置选择应注意以下问题：

（1）埋藏较浅时，线路宜向内移动，以避免隧道偏压过大。

（2）应避开岩堆、滑坡等不良地质以及河岸冲刷、水库坍岸范围。

（3）可结合当地的地形、地质情况和工程大小，进行裁弯取直的长隧道方案和沿河绕行方案的比较。

（4）

地形曲折，地质复杂时，河谷线常出现隧道群。

在决定线路平面位置与高程时，要充分注意隧道施工期间的弃渣、排水和便道运输之间的相互干扰，并尽量减少对现有的水利、道路等设施的影响。

洞口是隧道的薄弱环节，洞口工程处理不当，易生危害，危机行车安全。

隧道地段定线应充分考虑下列因素，通过技术经济比较，认真选择洞口位置。

（1）选择洞口位置宜贯彻“早进洞，晚出洞”的原则；避免片面追求缩短隧道长度，忽略洞口边坡的稳定的做法。

不宜用深路堑压缩隧道长度，以免洞口边坡、仰坡开挖过高。

在一般情况下，边坡、仰坡开挖高度不宜超过15～20m,围岩较差时不宜超过10～15m，围岩较好时也不宜超过20～25m。

（2）洞口应尽可能设在山体稳定、地质条件较好之处，以保证洞口安全；否则应修建挡护工程或延伸洞口，增建明洞。

（3）洞口宜设在线路与等高线正交或接近正交处；如采用斜交，则要修建斜交式洞门或修建明洞。

3.涵洞地段

涵洞是位于路堤土内孔径不大于6.0m的排洪、灌溉或交通用的建筑物。

涵洞的数量很多，每公里约1～3座。

在定线中，要解决好涵洞的分布、类型选择和路堤高度等问题。

涵洞的分布一般应根据现场勘查来确定，尤其是影响农田灌溉和人畜交通的涵渠，必须与当地政府部门协商确定。

凡线路跨越的水沟，一般都应设置涵洞或小桥。

流量较小时，应用钢筋混凝土圆形涵洞；流量较大时，宜用石砌或混凝土拱形涵洞。

流量较大而路堤高度较低时，可采用盖板箱涵，或双孔、多孔涵洞；如仍不能满足流量要求时，宜采用小桥。

分布涵洞时，应力争不改变或少改变现有的灌溉系统，以免影响涵洞的出水口高程与当地农田水利部门商榷。

排洪涵洞还应考虑涵前积水不至于淹没上游村庄和农田。

交通涵洞应尽力满足当地交通要求。

第二章平面线路设计

2.1概述

线路的空间是由它的平面和纵断面决定的。

线路平面是线路中心线在水平面上的投影，表示线路平面位置。

各设计阶段编制的线路平面图是线路设计的基本文件。

各设计阶段的定线要求不一样，平面图的详细程度也各有区别，绘制时应遵循铁路行业制定的线路标准图示。

简明平面图中，等高线表示地形和地貌特征，村镇、道路等表示地物特征。

图中粗线表示线路平面、标出里程、曲线要素（转角α、曲线半径R等）、车站和桥隧特征等资料。

线路平面设计必须满足以下三方面的基本要求：

（1）必须保证行车安全和平顺。

主要指：

不脱钩、不脱轨、不途停、不运缓与旅客乘车舒适等，这些要求反映在《铁路线路设计规范》（简称《线规》）规定的技术标准中，设计要遵循《线规》规定。

（2）应力争节约资金。

既要力争减少工程数量、降低工程造价；又要考虑为施工、运营、维修提供有利条件，节约运营支出。

从降低工程造价考虑，线路最好顺地面爬行，但因起伏弯曲太大，给运营造成困难，导致运营支出增大；从节约运营支出考虑，线路最好又平又直，但势必要增大工程数量，提高工程造价。

因此，设计时必须根据设计线的特点，分析设计路段的具体情况，综合考虑工程和运营的要求，通过方案比较，正确处理两者之间的矛盾。

（3）既要满足各类连珠无的技术要求，还要保证它们协调配合、总体布置合理。

铁路上要修建桥涵、车站、隧道、路基、道口和支挡、防护等大量建筑物，线路平面设计不但关系到这些建筑物的类型选择和工程数量，并且影响其安全稳定和运营条件。

因此，设计时不仅要考虑各类建筑物的技术要求，还要从总体上保证这些建筑物相互协调、布置合理。

2.2概略定线

（1）准备工作：

根据要求制作铁路曲线板一套（比例尺1:

25000，R=600、800、1200、1600、2000m），三角板、分规或圆规、量角器，35cm×50cm坐标纸若干。

（2）认识地形：

根据任务书要求，在平面图上找出线路起终点的位置：

线路起点在向阳镇西南，高程为35.6m；终点东凤镇东北，高程48.2m。

然后在此两点之间识别山头、垭口、山谷、河流、村庄，并判定这些点的地面高程。

长庄西侧山头高程84m。

桦村西侧山谷自西向东。

朱家庄西侧有三个越岭垭口：

北侧垭口高程88m，中间垭口高程86m，南侧垭口高程87m。

北中垭口间山头高度108m，中南垭口间山头高度109m，周庄东侧河流自南向北，铁路穿过此处需要架桥。

河谷在宋湾西侧分流，北至铁山屯，东向理店方向。

孙家坎东侧越岭垭口高程63.0m，理店东侧垭口高程58.0m。

东风镇西侧河谷走向自南向北，流经钱庄。

（3）将两站中心以直线相连，称之为航空折线，量出其距离47.18cm，实际距离即11795m；定线时应使线路尽量接近航空线。

（4）在航空线附近，找出线路可能经过的垭口、河谷、桥址以及需要避绕的村镇；将上述有关控制点连折线，即成为线路不同的可能走向。

航空线附近有村镇桦村、长店、朱家庄、周庄、宋湾、理店、钱庄，途径高程86m、87m、58m三垭口，横跨河谷。

将上述有关控制点连折线，即成为线路不同的可能走向。

（5）找出上述有关控制点的地面高程和所连折线的水平距离，特别是注意垭口、跨河点，求出各折线的概略自然坡度，并与概略定线坡度进行比较。

若概略自然坡度大于等于概略定线坡度，则为紧坡地段；若概略自然坡度小于概略定线坡度，则为缓坡地段。

定线到垭口附近时，要注意垭口路堑开挖高度；路线中部可能需要设置隧道，对隧道洞口高程要合理确定。

（6）经过对概略定线选定各方案的各项指标（如折线长度、沿线地形、起伏情况、高差大小、紧坡与缓坡地段概略长度、桥隧工程概况）的初步评比，选定线路的基本方向作为定线依据。

经过比较，沿起始点向北转弯的线路离航空线较远，圆曲线转角较大，线性不合理，曲线半径太小且距离较长，不予采用。

线路宜于起始后向南转弯，线路处于航空线附近，圆曲线转角较小，可采用较大曲线半径，距离较短，但可能需要架设桥梁和修建隧道。

2.3定线原则及注意事项

1.定线原则

地形条件、特别是地面平均自然坡度的大小，对线路位置和定线方法影响很大。

定线时应分两种情况区别对待：

（1）采用的最大设计坡度大于地面平均坡度（

＞）地段称为缓坡地段。

缓坡地段线路不受高程障碍的限制，这时主要矛盾在平面一方。

只要注意避绕平面障碍，按短直方向定线，即可得到合理的线路位置。

（2）采用的最大坡度小于或等于地面平均自然坡度（≤

）的地段为紧坡地段。

紧坡地段线路不仅受平面障碍的影响和限制，更主要的是受到高程障碍的控制，这时主要矛盾在纵断面一方。

选线时要根据地形变化情况，选择地面平均自然坡度与最大坡度基本吻合的地面定线，有意识地将线路展长，使其能达到预定的高程。

2.定线注意事项

（1）平面设计要符合《线规》的有关规定，并力争为运营创造良好的条件。

（2）站坪外第一个竖曲线和缓和曲线均不应侵入站坪，且保证车站两端的平面缓和曲线与纵断面的竖曲线不重合，这样必须保证车站站坪末端与站外第一个平曲线的转点之间的直线长度不小于：

2

式中：

——竖曲线切线长（m）,当=10000m时，=5Δi；