铁路选线设计 15页

铁路选线课程设计题目向阳镇—东风镇铁路选线设计学院名称核资源与核燃料工程学院指导教师桂荣班级铁隧081班学号20084630112学生姓名姜浩2010.12 一．设计任务书1.设计线为二级单线铁路，路段设计速度为80km/h。2.地形图比例尺1：25000，等高距5m。3.始点向阳镇车站，中心里程K0+000，中心设计高程35m，该站为会让站；终点东风镇车站，中间站，站场位置及标高自行选定。4.运量资料（远期重车方向）：货运量12Mt/a，货运波动系数β=1.15，通过能力储备系数α=0.2.客车2对/d,载挂1对/d;零担1对/d;快货2对/d.5.限制坡度ix=9‰.6.牵引种类:近期电力;远期电力.7.机车类型:近期韶山3;远期韶山3.8.到发线有效长650m.9.最小曲线半径600m10.信联闭塞设备为半自动闭塞,tb+th=6min.11.近期货物列车长度计算确定.12.车辆组成:每辆货车平均数据为:货车自重(gz)22.133t,总重(g)78.998t,净载(gj)56.865t,车辆13.914m,净载系数0.720,每延米质量(gm)5.677t/m,守车质量16t,守车长度8.8m.13.制动装置资料:空气制动,换算制动率0.28.14.车站侧向过岔度允许值为V=45km/h;直向过岔速度取设计速度。二.牵引计算资料1.牵引质量计算机车类型韶山3，查表1-1的韶山3牵引性能参数Vjmin=48.0km/h。Fjmax=317.8KN。Fq=470kn。P=138。Vg=100km/h。Lj=21.7m车辆单位基本阻力：＝2.25＋0.019V＋0.00032V2＝2.25＋0.019×48＋0.00032×482=3.90(N/KN)车辆采用滚动轴承；当考虑列车牵引质量时，即列车满载，所以为重车：＝0.92＋0.0048V＋0.000125V2＝0.92＋0.0048×48＋0.000125×482=1.44(N/KN)那么，取G=2560tG---牵引质量（t），取10t的整数P----机车计算质量或其和（t）Fj----机车计算牵引力（N）ix---限制坡度g----重力加速度，取10.0m/s2.，----计算速度下的机车，车辆基本阻力。 2.起动检算货物车单位起动阻力=3.5(N/KN)，机车单位起动阻力=(N/KN)，取λy=0.9，机车计算起动牵引力Fq=649.8kN,计算质量P=2×92t，起动地点加算坡度值iq=0，取g=10m/s2∵Gq＞G=2560t∴列车可以起动3.到发线有效长度检算道发线有效长度Lyx=650m，停车制动附加安全距离La=30m，机车台数Nj=1，机车长度Lj=32.8m，取q=5.677t/m.Gyx=(Lyx—La--NjLj)q(t)=(650—30—32.8×1)×5.667=3327.7（t）Gyx＞G=2560t4.确定牵引定数因为Gq＞Gyx＞G，则可以取牵引定数2560t。5.列车长度，牵引净重和列车辆数计算列车长度Ll=Lj+G/q，Lj=21.7m，牵引定数G=2560t，q=5.677t/m那么就有：Lj=21.7+2560/5.677=472.64m牵引净重：Gj=Kj×GKj=0.72为列车净载系数，G=2560tGj=2560×0.72=1843.2（t）列车编、挂辆数：n=G/qp，牵引定数G=2560t，每辆货车平均总质量qp=78.998t，则可得：n=2560/78.998=32.40那么就取n=32辆三.线路走向方案概述1沿线地形地貌概述：由向阳站到东风站间为丘陵地带，中部高，两侧低，两站高差约为15m，最高山头105m。右半部地势较平坦，走势明显，左半部走势较复杂，线路必须从山脊垭口或鞍部通过沿河峪线到达东凤镇，垭口或鞍部为控制点，两站间有河两条，村镇四个，均可绕行。2线路走向方案：经初步定线可有三种方案，现对三种方案初步评价。上线：垭口前后河峪线较为明显，等高线也比较均匀，出站需要用足坡度i=(88－35）/4275=12.4‰，急坡到达高程为88m垭口之后，经铁山屯村附近穿过铁山河建桥i=（50-88）/2350=-16.2‰，在经过一段走势平坦的地段达到东风河桥至终点站。中线：鞍部前后河峪前后明显，且走势曲折，鞍高程为86m垭口，故出站所用坡度为i=（86-35）/4275=12.0‰，急坡翻越山脊，再经坡度为i=（50-88）/2550=-14.9‰ ，急坡下至铁山河附近两山头鞍部，以缓坡至东风桥达到终点站。下线：出站河谷曲折，等高线不均匀，地势复杂，经过87m高程垭口前以i=（87-35）/4275=12.2‰急坡上坡，再沿河峪线以i=（45-87）/2625=-16.0‰下坡至铁山河，过桥后经宋湾两山头的鞍部后，最后由一缓坡到达东风桥再到终点站。经评比。三个方案都要经过铁山河，东风河。且地势差距不大，而上线所用坡度相比较小，初评后选用下线进行设计。四.选定方案定线说明1定线原则：a紧坡地段均应用足最大坡度定线，以便争取高度使线路不至额外展长，同时注意绕避障碍和展线，一般沿河峪线定线，设计坡度一般取0.1‰整数倍；b缓坡地段不受高程障碍限制，故应考虑填挖与线路走向最优，得到合理线路，尽量要靠近航空线，以便减少工程开支。2平面设计：A定线说明：平面共设曲线7处，其中最小曲线半径600m。起点出站为直线，留足长度后折向垭口，沿河峪定线，用导向线法定线，少许地段不能用导向线则用直线连接，最后定线均沿河峪线一侧上至垭口，垭口前用足坡度上坡，最小曲线半径为650m，均为一般标准，垭口过后沿河峪线下坡并弯折过铁山河，过河后线路受鞍部控制点限制，线路与河斜交且为曲线。过河后地势较平，因导向线结合沿河峪线定线方法定线，其中两处河谷线不是很明显，本线路有几处曲线半径均为1000m以上，填挖量较少。垭口处因地势高，挖方量较大，故用足坡度上坡。B平面主要技术指标：见表。平面设计技术指标表项目单位线路指标正线线路总长km12.60曲线个数个7曲线线路长km4.51曲线占线路总长比例％35.8最大曲线半径m1600最小曲线半径m800平面曲线要素表交点编号曲线半径m圆曲线长m曲线转角°圆曲线切线长JD1800903.3865551.98JD21600592.0221329.45JD31400979.8340551.01JD41400525.3422295.82JD51000603.8835341.51JD61000750.4943428.99JD71600354.6513203.063纵断面设计： ⑴纵断面设计原则：A紧坡地段设计仍用足坡度上坡定线，以减少开挖与展线，应使线路尽量适应地形变化，用不同坡度定线。最大坡度折减：两圆曲线间夹直线大于200m时可设一坡，按最大坡度设计，不减缓，长度大于货物列车长度的圆曲线可设一个坡段按ΔiR＝600/R‰减缓。长度小于货物列车长度曲线，曲线阻力坡度按ΔiR＝10.5α/Li‰折减。若有连续两个或以上长度小于货物列车长度圆曲线，其间夹直线长小于200m，可将直线段分开并入两端曲线进行减缓按ΔiR＝600/R‰计算，也可以将两曲线合并为一个曲线按ΔiR＝10.5α/Li‰。当曲线处于变坡点时，应按比列分配转角。设计坡度为最大坡度折减坡度：i＝ix－ΔiR。若有隧道时（大于400m）最大坡折减按i＝βsimax计算。βs为隧道内最大坡度系数，查表得。B缓坡地段设计原则：由于缓坡地段地势平坦，不受高程限制，故应尽量节省开支，坡度长度最好不大于列车长，多用无害坡，减少拔高，填挖均衡。⑵线路纵断面设计概述：从站中心经一段平坡后以最大坡度上坡，其中有六处折减，有一条夹直线小于列车长度故处理为并入两段曲线再进行减缓，尽量保证填挖平衡。过垭口后基本上是下坡两处减缓之后就是直线段，故不用减缓。⑶纵断面设计主要技术指标表：项目单位指标全线坡段总数个4+6=10最大坡度地段长度km2.750最大坡度地段占线路总长比％21.8有害坡地段长度km8.225有害坡地段占线路总长比例％65.3⑷设计方案优缺点点评及改善意见。本设计方案的优点是坡度都比较接近限制坡度，这这样可以减少土的挖方量，填方量也会相应的减少，无害坡度基本上没有。但是在绕开地质条件较差地段做的不是很好，有些坡面还可以尽量的提高，这样可以减少紧坡地段的数量和长度。五.区间能力检算行走时分计算表方向坡段长度km设计坡度i(‰)曲线当量坡度iR计算坡度ig均衡速度㎞／h每公里走行时分（min／㎞）该坡道走行时分（min）0.75000085.00.7060.529 A→B1.2508.10.548.6464.30.9331.1662.7508.50.148.6464.30.9332.5660.30000.430.4382.20.7300.2192.250-8.00.21-7.7978.40.7651.7210.62500.390.3981.60.7350.4591.075-6.50.42-6.0881.30.7380.7930.9008.908.962.70.9570.8611.450-3.40.09-3.3183.40.7191.4231.25000085.00.7060.883∑til=10.62minB→A1.25000085.00.7060.8831.4503.40.093.4983.60.7181.0410.900-8.90-8.977.20.7770.6991.0756.50.426.9267.50.8890.9560.62500.390.3981.60.7350.4592.2508.00.218.2165.30.9192.0680.30000.430.4382.20.7300.2192.750-8.50.14-8.3677.50.7742.1261.250-8.10.54-7.5678.80.7610.9510.75000085.00.7060.529∑til=9.931min1.通过能力计算A→B∑til=10.62minB→A∑til=9.931min起停附加时分tq+tt=3min列车会车与不同时到达间隔时分tb+th=6minTA→B=tw=10.62+3=13.62minTB→A=tf=9.931minTz=tw+tf+tb+th=13.62+9.931+6=29.551min通过能力N===45.68（对/d）取45（对/d）——日均综合维修"天窗"时间90min2.输送能力计算=30.67（对/d）33.42（对/d）——满轴系数=0.5=0.75=0.75 ——扣除系数=1.1=1.5=1.3=1.2——储备系数0.2客车：2对/天摘挂：1对/天快货：2对/天零担：1对/天==19.55Mt/a12Mt/a（满足）六.工程运营经济指标计算资料1、运营费A⑴列车走行费：单向运行一次走行费。A→B1﹦＋﹦102.573＋0.0105×237.8×（138＋2560）×0.55×10-3﹦106.278﹙元/列﹚其中=0.75×5.21＋1.25×13.86＋2.75×13.81＋0.3×5.21＋2.25×4.94＋0.63×5.21＋1.08×4.23＋0.90×13.85＋1.45×2.66＋1.25×5.21﹦102.573元∑α﹦237.8°B→A1＝＋＝95.595＋0.0105×237.8×（138＋2560)×0.55×10-3＝99.300﹙元/列﹚=0.75×5.21＋1.25×4.94＋2.75×4.96＋0.3×5.21＋2.25×13.76＋0.63×5.21＋1.08×11.14＋0.90×4.98＋1.45×8.98＋1.25×5.21﹦95.595元∑α﹦237.8°∑1＝106.278＋99.300＝205.578﹙元/列﹚式中———各种坡度列车每公里走行费———各种坡度相应坡段长度———每吨每公里机械功能耗综合支出。0.55元/t·km———单方向牵引地段曲线转角总和。⑵＝17.8(对/d)式中：————运量资料12Mt/a————牵引定数2560t————货物列车净载系数0.72 ⑶年走行费计算＝365×18.8×205.578×0.0001＝141.068(万元/a)式中：————两向车年走行费之和————旅客列车走行费换算系数，取0.5————旅客列车对数2对/天———每一货物列车往返一次走行费之和。B列车起停附加费：＝365×15.00×1×17.8×0.0001＝9.746(万元/a)式中————货物列车起停一次附加费用，查附表1-5————货物列车平均起停次数取1次/对,————货物列车对数取上述计算17.8对/d。C固定设备维修费计算：=（12.60×87970＋0.950×37100＋0×27900＋0×26700＋1×105600＋1×181400）×0.0001=143.067（万元/a）式中：————正线长12.600m。————到发线有效长度取650+150×2m。————编组线长度。————其他站线长度。————为正线，信联闭及通信，到发线，编组线及其他站线维修费定额。————各类车站数。D年运营费计算 293.881(万元/a)2、工程投资计算土石方工程计算利用平均断面法计算土石方量如“土石方计算表”所示土石方平均断面法计算表百米标及加标平均面积（m2）平均路基宽度（m）土石方数量（m3）段落小计（m3）备注填挖路堤路堑K0＋000004.0002001.2504.05.00040060.0004.0240.00060012.2504.049.000800264.0004.01056.000K1＋000481.2504.01925.00020057.5022.504.0130.0090.00400427.5010.004.01710.0040.00600317.5047.504.02980.00190.0080075.0592.504.0300.20370.00K2＋00052.50481.804.0210.001927.202000514.254.002057.00400229.5004.0918.000600532.5004.02130.0008007.50349.384.030.001397.52K3＋0000343.754.001375.00200 11.25161.254.045.00645.004000867.504.003470.0060001162.504.004650.0080001347.504.005390.00K4＋00001420.004.005680.0020001403.754.005615.0040001740.004.006960.0060002377.504.009510.0080001654.384.006617.52K5＋00001102.504.004410.002000767.504.003070.004000432.504.001730.006000802.504.003210.008000862.504.003450.00K6＋000136.4180.004.0545.60720.00200577.5004.02310.000400267.5004.01070.000600152.5004.0610.000800297.5004.01190.000K7＋000107.5042.504.0430.00170.002001165.0004.04660.000400 1450.0004.05800.000600300.0010.004.01200.0040.008000357.504.001430.00K8＋000152.50232.504.0610.00930.00200294.2504.01177.00040034.6511.104.0138.6044.4060055.0004.0220.00080045.0004.0180.000K9＋0000128.634.00514.52200094.384.00377.524000392.504.001570.006000620.004.002480.008000483.754.004415.00K10＋00054.0066.004.0216.00264.00200427.0004.01708.000400600.0004.02400.000600442.5004.01770.00080027.50247.504.0110.00990.00K11＋0000550.004.002200.0020029.25174.384.0117.00697.52400696.7504.02787.000600 603.7504.02415.00080017.2529.54.069.00118.00K12＋000010.004.0040.00200004.000400004.00060010462.8521593.841851.486375.2计算的V填＝41851.4m3V挖＝86375.2m3⑴车站填挖加宽：5×1450×0=0m313×1200×0.05＝780m30＋780＝780m3式中：————车站中心地段填挖高度————路基加宽值，会让站5m，中间站13m,————加宽地段长度即站坪长度，————起，终点站增加土石方量。⑵挡土墙工程费：=（12.600×98.4×300）÷104＝37.195万元式中：————正线长12.600m。————挡土墙工程数为98.4m3∕kg————挡土墙综合单价为300元∕m3⑶路堤路堑土石方工程费：f1’=P1挖V挖+P1填V填=18.0×86375.2+15.0×(41851.4+780)=219.422万元式中：V挖，V填————分别为全线路基挖填方总体积包括车站加宽与曲线加宽 ⑷路基工程费a.土石方工程费与挡土墙工程费f1=f1’+f1d=219.422+37.195=256.617万元b.桥梁工程费f2==LQo×PQo+LQx×PQx=1.4×80+0.509×26.5＝125.489万元式中LQo，LQx————大桥，小桥总延米数PQo，PQx————大桥，小桥延米单价，分别为1.4，0.509万元/延米c.涵洞工程费f3=LQx×LH×PH=12.6×60×0.509=384.804万元LH—————均摊到每正线公里上的涵洞延米数可按60m/Km计PH—————涵洞延米单价0.509万元/横延米d.隧道工程费：f4=0万元e.土地征用费：f5=Lzx×S=12.600×152=1915.2万元式中：Lzx————正线长12.600㎞S————征地费用152万元/kmf.轨道工程费f6=Lzx×PGD=12.600×80.32=1012.032万元式中：PGD————每公里轨道造价80.32万元/正线㎞g.机车，车辆购置费(1)机车购置费Aj==1208.359万元式中：，————列车上下行走时分，不包括起停附加时分————旅行速度系数0.7————机车等待列车时分720/NH.min、机车既无段整备作业时分：30min.机车折返时分：20minNH————货物列车对数20.7对/dnj————机车交路数目1rj————机车备用系数1.2aj————机车价格430万元/台。（2）车辆购置费：A1=mr1a1=1536.568万元 其中M=＝37.115辆式中：——车辆在区段站停留时分10min.——区段站数目1n——列车编挂辆数32.40（3）机车车辆购置费：f7=Aj+A1=2744.927万元h.电力及电力牵引供电费f8=18.3×12.6=230.58万元i.通信信号费f9=12.6×19.56=246.456万元j.工程总投资F=++++++++=256.617＋125.489+384.804＋0＋1915.2＋1012.032＋2744.927+246.456+230.58=6916.105万元3、换算工程运营费：E=＝0.1×6916.105＋293.881=985.492万元采用10年还本期=0.1.个符号意义同前。4、技术经济指标评述技术经济指标表序号项目单位数量造价（万元）1建筑长度正线公里12.6002运营长度正线公里12.6003航空距离公里11.8504展线系数1.0635通过能力对/天45.686输送能力百万吨/年19.557最大坡地段长度（上行）公里2.758最小曲线半径地段（长度/个数）米/个09克服高度总和（上行/下行）米45/30 10土石方工程填方万立方米42891.464.337挖方86375.2155.47511大桥座/延米2/80112其中最大桥长延米507012中桥座/延米0013小桥座/延米313.48914涵洞横延米3384.80415隧道座/延米00其中最大隧道长米0016铁路用地亩932.41915.217工程总投资万元6916.10518年运营费总和万元/年293.88119年换算工程运营费万元/年985.492综合以上计算可知，本线路的土石挖方量大于填方量，由于所经过的地势较为平坦，在山脊前后均要用足坡度上坡，为减少填挖故沿河峪线展线，在山脊开挖较多，输送能力富裕不多，由于限制坡度较小，净牵引力较大。由于初次进行铁路选线设计，还有很多地方做的不是很好，欠缺的东西还是比较多，因此，希望通过这次设计之后能够对铁路定线和设计方案有更深的了解和运用。感谢老师的悉心指导，感谢同学们的帮助，谢谢。