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1、 本科毕业设计 京广线线路大修设计 （上行K160+000K170+000） 线路大修目的是重新设计既有线路，采用偏角法和渐伸线原理来进行平面整正；拨正线路中心线，消除漫弯；采用拉坡设计来确定线路在纵面上的起落道量。本设计中的轨道设计是采用了型混凝土枕和60轨无缝线路进行设计的，其中包括了钢轨强度的简算、钢轨稳定性简算、锁定轨温和施工预留缝的计算、配轨。平纵断面设计时，都是在其相应的技术指标和规定下进行的，其中平面设计中渐伸线的假设是：曲线上任意一点偏离原来位置的时候，是沿其渐伸线轨迹运动，曲线在拨动其位置前后，其长度始终保持不变，当有长大坡度的时候要进行拉坡设计。本线路上的作业车辆机车分为S
2、S3和SS9型。通过机车类型来计算轨道的动弯矩、扰度、轨枕承载力、计算琐定轨温、预留施工缝。再根据各项规定进行概预算。关键词：渐伸线原理；拉坡设计；无缝线路AbstractLine overhaul is to re-design the existing lines, using angle and Involutes Principle for the entire plane is；Getting the line center, eliminating bending Man；Rafah used to determine the slope design circuits in th
3、e vertical plane swings Road volume.The design of the track design is the use of Type III and 60 concrete sleeper track CWR the design，These include the strength of the rail operator Jane, Jane rail operator stability, the construction of rail locking moderate cracks calculation, the track distribut
4、ion.Ping profile design, are in the corresponding technical standards, and under the provisions of, Graphic Design Involutes line on the assumption is that：Arbitrary point on the curve from the original location, along the lines of its trajectory Involutes campaign curve pull its position before and
5、 after its length has remained unchanged, when grown up to the slope to conduct an slope design.The lines of vehicles and motorcycles into SS3 and SS9. By type locomotive calculated orbit dynamic moment, harassing, Sleeper capacity, the calculation of some fixed tracks temperature, reserved construc
6、tion joints. Again under various provisions of the budget estimates. KEYWORDS：Involutes Principle；Rafah slope design； the Comprehensive Index 目 录第1章 绪论11.1 铁路线路大修的任务与目的11.2 铁路线路大修工作范围11.3铁路线路大修的重要意义11.4 铁路线路大修设计的方法21.4.1 大修平面设计方法21.4.2 大修纵断面设计方法21.5 工程概况2第2章 线路大修平面设计32.1 线路平面技术条件32.2 偏角法计算曲线拨量32.2.1
7、 偏角法计算原理及基本假设32.2.2 既有曲线渐伸线长度计算52.3 偏角法计算曲线算例52.4 设计曲线要素及五大桩里程计算72.4.1 计算设计曲线转角72.4.2 设计曲线缓和曲线长度的确定72.4.3 设计桩五大里程计算92.4.4 设计曲线渐伸线长度的计算92.4.5 曲线拨量的计算11第3章 线路大修纵断面设计283.1 线路纵断面设计技术条件283.2 纵断面设计的特点及原理293.2.1 纵断面设计特点293.2.2 纵断面设计原理293.3 纵断面设计的方法和步骤313.3.1 纵断面设计图313.3.2 拉坡设计313.2.3 复核323.4 根据原有的坡度计算出线路的起
8、落道量333.5 纵断面设计的优化38第4章 无缝线路设计404.1 铁路线路分类及结构型式404.1.1 铁路轨道类型404.1.2 铁路线路结构形式404.2 无缝线路基本技术要求414.2.1 无缝线路结构组成414.2.2 无缝线路铺设地段和位置414.2.3 缓冲区和伸缩区的设置424.2.4 缓冲区钢轨接头424.3 无缝线路计算424.3.1正线轨道类型424.3.2 强度计算424.4 无缝线路结构计算554.4.1. 计算参数554.4.2无缝线路强度条件验算564.5 无缝线路稳定性验算564.6 无缝线路结构设计584.6.1 无缝线路铺设地点584.6.2 设计锁定轨温
9、584.6.3 伸缩区长度计算594.4.4 施工预留轨缝604.4.5 钢轨布置61第5章 线路大修概算655.1 工程概预算基本概要与作用655.2 统计材料使用量655.2.1需要统计的包括：655.3 大修设计概算的编制665.4 费用内容及费用标准675.4.1 直接费675.4.2 间接费685.4.3 其他工程费695.4.4 设计费695.4.5 工程项目工程监理费69结 论70致 谢71参考文献72 第1章 绪论1.1 铁路线路大修的任务与目的为了保证列车在铁道线路上行走时具有安全、平稳和不间断的性质，保证线路中各项设备完整与能够正常工作，我们根据线路运输需要及线路设备损耗规
10、律，周期性地、有计划地对损耗部分加以维修和更新，使之恢复到原来的形态或更新的形态，是线路设备大修的根本任务。铁路线路大修就是为了提高线路设备质量，增强线路的稳定性和强度，适应铁路运输不断增长需要而采取的各项整备措施。从而更加深入的了解线路设备的使用情况，全面规划、正确选择大修对象，以适应当前和未来的需要，合理制订大修计划，精心设计、精心施工，既要满足运输要求，又要节省投资，以获得最佳的社会和经济效益，是铁路工务部门一项重要的任务，所以线路大修有非常重大的意义。1.2 铁路线路大修工作范围铁路线路上既有钢轨疲劳损坏，类型不符合要求，导致线路不能适应当前或者近期运输发展需要，从而必须全面更换钢轨加
11、强线路，则可以进行线路大修。在线路大修中，采用普通轨道结构形式的，按线路换轨大修；采用无缝线路轨道形式的，按施工阶段，分为铺设无缝线路前期工程和铺设无缝线路。其中线路大修工程数量，以铺换新钢轨长度为准。无缝线路必须在近期完成的前期工程地段上铺设。换下的钢轨可做为新钢轨继续使用。线路大修分为：1.线路调查；2.线路换轨大修；3.铺设无缝线路前期；4.铺设无缝线路。1.3铁路线路大修的重要意义首先，铁路线路大修不仅仅具有维修范围广，维修期限长，维修费用大，时间性强等特点，而且大修施工时对线路的破坏也很严重，故需要具备一定的施工条件，协调于其他有关部门的关系，这些都要靠计划工作去实现。其次，如何合理
12、地使用大修折旧基金、劳力和物资，及时地、质量良好地线路设备进行有计划有组织的大修理，恢复和提高线路设备能力，为铁路运输安全提供良好的条件，也要靠计划工作去实现。1.4 铁路线路大修设计的方法1.4.1 大修平面设计方法线路大修平面设计的目的，主要是校正线路的平面位置和线路大修既有曲线拨正计算，一般都是利用渐伸线原理来作为其理论基础。1.4.2 大修纵断面设计方法在设计线路尽可能地改善既有曲线线路坡度，尽可能的设计较长的坡段，一切都从减小工程量和施工难度出发，应尽量避免落道过大或过高抬道。1.5 工程概况本设计为京广线上行k160+000k170+000，设计全长为10km，而京广线全长2324
13、千米，在国家经济发展中发挥着巨大的的作用，全路旅客列车和货物列车大多采用SS3和SS9型电力机车牵引。在次段设计中一共有4座小桥，5个水准点，8条曲线，5条竖曲线，最小半径为2500米，最大半径为6000米，线路最小坡度为0，最大坡度为2。第2章 线路大修平面设计 线路大修平面设计的目的，主要是校正线路的平面位置。平面设计应以原线路设计标准为依据。在直线地段上根据经纬仪穿中测量的资料，拨正线路中线，消除漫弯。在曲线上，则应根据曲线测量资料，对曲线进行校正。平面设计应以既有线路的设计标准及竣工文件为依据，并应遵守铁路线路大修规则（以下简称大修规则）规定的技术条件。2.1 线路平面技术条件1.设计
14、曲线时应采用单曲线，仅在困难地段允许保留复曲线，但复曲线的两个圆曲线间，应以缓和曲线连接，其长度由计算决定，且不短于20m，如条件困难不能设缓和曲线时，两个连续圆曲线的曲率差应不大于1/2000，每个圆曲线的长度不短于50m。2.直线与圆曲线间采用缓和曲线连接，其长度（m）应不短于9超高度（m）容许最高行车速度（km/h），特别困难地段也不应短于7超高度（m）容许最高行车速度（km/h），计算结果取10m的整倍数。如原线路的缓和曲线标准较高时，应不低于原线路标准。两缓和曲线间的圆曲线长度应不短于20m，困难地段可减至14m。3.两曲线间的夹直线长度，应不低于远线路标准。4.曲线超高线路中心距离
15、在5m以下的曲线地段，内侧曲线的超高不得小于外侧超高的一半，否则，必须根据计算加宽两线的中心距离。5.线路大修时，应调整线路对桥梁的偏心和建筑物限界等。6.应按工务段提供的资料设置圆曲线外轨超高和顺坡，并符合铁路线路维修规则的规定。7.大修平面设计时，应减少或消除直线漫弯。如因建筑物限界等原因不能改善时，允许保留原状。2.2 偏角法计算曲线拨量2.2.1 偏角法计算原理及基本假设 既有曲线在列车运行过程中轮轨力作用，以及施工铺轨过程中不可避免地存在允许施工误差，常使曲线的实际位置线形，偏离原设计文件；或者，因线路运营条件的改变，线路技术标准需要加以改善。所有这些都需要靠线路大修平面设计来加以解
16、决。线路平面设计基本假定：1.曲线上任一点当偏离其原位置时，是沿其渐伸线轨迹移动。2.曲线在拨动其位置前后，其长度始终保持不变。在第点基本假设下我们可以得出曲线拨量计算的数学方法；第二种假设则既有曲线与设计曲线相应测点的渐伸线在原切线上具有一个共同点，同时也为曲线计算提出了响应的要求。如图2-1所示：图2-1渐伸线假设图于是曲线测点1处的拨量，可以近似的表示为设计曲线在点2处的渐伸线长度。图2-1渐伸线计算图与既有曲线在点1处的渐伸线长度两者之差，即； （2-1）且按图2-2所示可知：当值为，则表示设计曲线点位于既有曲线对应点处的内侧（向心一侧）当值为，则表示设计曲线点位于既有曲线对应点处的外
17、侧（离心一侧）2.2.2 既有曲线渐伸线长度计算1.计算图示如图2-1所示一段既有曲线渐伸线。2.计算公式（1）置镜点在初始线O点的情形：；式中 既有曲线i点处渐伸线长度； 经纬仪置于O点所测得点i的角度， 故，i=1，2，3，.A； 置镜点O到测点的曲线长，当测点间距为时，则 （2）置镜点在曲线A的情况：式中 ； 经纬仪置于A点测得测点i的偏角，； 置镜点A到测点i的曲线长，（3）同样也可以写出置镜点在曲线B时的计算公式：式中 ； 经纬仪置于B点测得测点i的偏角，； 置镜点B到测点i的曲线长，2.3 偏角法计算曲线算例计算数据如表格2-2偏角法曲线2拨量计算所示。表中1到13表示测点号，栏号
18、1到8表示既有曲线偏角资料和渐伸线长度计算内容。第1栏：曲线测设置镜点序号： 第2栏：测点、置镜点里程：第3栏：实测偏角值，以度为单位，角度精度取小数点后六位，已保证曲线渐伸线长度的计算精度达mm。为保证曲线转向角的正确性，要求测量时，经纬仪置于6点的前视点取其前方终切线上100m附近的测点，因此，测点13未标明里程，或标明（里程），说明测点13并非距测点12为20m，测点13是个笼统的序号概念。第4栏：测点弦线与始切间夹角（以度为单位），由换算得到。具体说明如下：1.置镜1点所测偏角既为，即=，i=0，1，2，6；如=0.000000=0.002778=0.341944 2.置镜2点所测偏角
19、既为与之和，即 =+，i=7,8, 12;如=+=1.449722 第5栏：以弧度为单位的值，由第4栏换算得；第6栏：测点至置镜点间距（m）；第7栏：为测点伸线之部分长度，相当于该点至通过置镜点做平行于初切线的平行线间渐伸线长度，等于第5栏的与第6栏的之乘积，有效位数取小数点三位，即精度达mm;第8栏；，按下式计算：因0.001m，0.001m，；2.4 设计曲线要素及五大桩里程计算设计曲线是根据既有曲线实际测得的资料初拟订的理论曲线，其中各要素分别为：转角，曲率半径R，缓和曲线长度，圆曲线长度L，切线长T；2.4.1 计算设计曲线转角用渐伸线计算拨量必须要满足两点基本要求：1.设计曲线应于既
20、有曲线相等（误差在以内）不然就回改动切线方向，从而改变了路线的走向，造成巨大的工程量；2.在曲线的终测点上，设计曲线的渐伸线长度应该和既有曲线的渐伸线长度相等（避免将终切线平移而偏离既有曲线，而改变路基引法大量修改工程）。设计曲线转角取值。2.4.2 设计曲线缓和曲线长度的确定计算方法按既有曲线的平均内位移法计算。由测量学可知，为了设置缓和曲线而将圆曲线向其中心方向移动的内位移P计算公式为： （2-2）因此，当以知内位移时，就可以求出相应的缓和曲线长度。又因为，在圆曲线范围内（HYYH），在表格242-1中，测点1的渐伸线长度由两部分组成：单图曲线（ZYYZ）的渐伸线长及内位移距P的和。其中
21、（2-3）ZY点到计算点的距离；因此确定曲线缓和曲线长度的具体操作如下：1.设计曲线曲中点（QZ）几直圆点（ZY）里程计算本表格测设点去测点12，其里程为：K160+760由第9栏得将有关数据代入上式中得： 2.既有曲线的圆曲线内位移距计算在圆曲线范围内，任取3饿测点，例如取表223-1中K160+640（测点6）、K160+660（测点7）、K160+680（测点8），计算其变形后的内位移距又表223-1第9栏得：按平均内位移距法拟订设计缓和曲线长度其中则参考既有曲线线路大修规定资料，取。2.4.3 设计桩五大里程计算将五大桩点的里程填到表格223-1中第11栏对应的地方。2.4.4 设计曲
22、线渐伸线长度的计算设计曲线渐伸线长度计算列入表2-1中所示，曲线拨量则列到表格2-2第18栏中。 表2-1测点位置符号含义ZHHYHYYHYHHZHZ以后 1.ZHHY范围内各测点计算公式为： （2-4）式中 计算：测点0、1两点，位于设计曲线范围外，是位于设计群县的始切线上，所以，将起填入表格第17栏中。测点2： 测点3到测点5于是有：分别填入第16、17栏中。2.HYYH范围内各测点计算公式：由表2-1得： （2-5）式中 （第14栏） 计算测点6： 于是，3.YHHZ范围内各测点计算公式： （2-6）式中 计算测点7： 同理可得，4.HZ以后各测点计算公式：式中 ；计算测点11：测点12
23、：2.4.5 曲线拨量的计算计算公式： （2-7）式中 计算测点0：测点1：测点2：最后，在计算表格下放注明如下曲线要素：转向角曲率半径R=2500m缓和曲线长度曲线长度计算公式： （2-8）即，曲线切线长度计算公式：， （2-9）即，表2-2 偏角法曲线2拨量计算测点号既有曲线测量资料既有曲线渐伸线长度计算设计曲线主要点里程置镜点测点里程度 分 秒1234568910111201K160+52000001 +54000100.0027780.0027780.000048200.0010.001545.6372 +5600070.0019440.0019440.000034400.0010.0
24、013 +58001250.0236110.0236110.000412600.0250.0254 +60006110.1030560.1030560.001799800.1440.1445 +620012180.2050000.2050000.0035781000.3580.358625.63762 +640020310.3419440.3419440.0059681200.7160.7167 +66016281.1077781.4497220.025302200.5061.222642.7298 +680120141.3372221.6791660.029307401.1721.88865
25、9.8229 +70013161.5183331.8602770.032468601.9482.66410 +720140311.6752782.0172220.035207802.8173.533739.82211 +740147331.7925002.1344440.0372531003.7254.441123 +760152251.8736112.2155550.0386691204.6405.35613前视点02450.4013892.6169440.045674 续表2-2测点号设计曲线渐伸线长度计算拨距计算131415161718190010-0.001 214.363 0.002
26、 0.002 0.001 334.363 0.034 0.034 0.009 454.363 0.134 0.134 -0.010 574.363 0.343 0.343 -0.015 654.363 0.591 0.107 0.000 0.698 -0.018 774.363 1.106 0.107 0.178 0.000 1.213 -0.009 894.363 1.781 0.107 20.178 0.007 1.881 -0.008 9114.363 2.616 0.107 40.178 0.054 2.668 0.004 10134.363 3.611 0.107 60.178 0.
27、182 3.536 0.003 1197.271 4.443 0.001 12117.271 5.356 0.000 13 表2-3 偏角法曲线3拨量计算测点号既有曲线测量资料既有曲线渐伸线长度计算设计曲线主要点里程置镜点测点里程度 分 秒123456 8 910111201K161+2200000 0 0001 +24000100.010000 0.010000 0.000175 20 0.003 0.003 254.829 2 +26000360.008889 0.008889 0.000155 400.006 0.006 3 +28001320.032500 0.032500 0.000
28、567 600.034 0.034 4 +30003570.061944 0.061944 0.001081 800.086 0.086 52 +32005430.084167 0.084167 0.001469 1000.147 0.147 6 +34003030.510278 0.594445 0.010375 200.208 0.355 7 +360040370.674722 0.758889 0.013245 400.530 0.677 344.829 8 +380051290.859722 0.943889 0.016474 600.988 1.135 369.191 9 +4001
29、3351.060556 1.144723 0.019979 801.598 1.745 393.554 103 +420116381.277778 1.361945 0.023770 1002.377 2.524 11 +440058400.976389 2.338334 0.040812 200.816 3.340 12 +46014351.082778 2.444723 0.042668 401.707 4.231 13 +48016581.115556 2.477501 0.043241 602.594 5.118 483.55414 +50019561.158889 2.520834
30、0.043997 803.520 6.044 154 +520111321.187500 2.549445 0.044496 1004.450 6.974 16前视点06150.100000 2.649445 0.046242 续标2-3 测点号设计曲线渐伸线长度计算拨距计算131415161718190010-0.003 25.171 0.000 0.000 -0.006 325.171 0.010 0.010 -0.024 445.171 0.057 0.057 -0.030 565.171 0.171 0.171 0.024 685.171 0.381 0.381 0.027 760.1
31、71 0.603 0.113 0.716 0.039 880.171 1.071 0.113 1.184 0.048 9100.171 1.672 0.113 6.446 0.000 1.785 0.039 10120.171 2.407 0.113 26.446 0.011 2.508 -0.016 11140.171 3.275 0.113 46.446 0.062 3.325 -0.015 12160.171 4.276 0.113 66.446 0.181 4.207 -0.024 13180.171 5.410 0.113 86.446 0.399 5.124 0.006 14130
32、.809 6.049 0.005 15150.809 6.974 0.000 16 表2-4 偏角法曲线4拨量计算测点号既有曲线测量资料既有曲线渐伸线长度计算设计曲线主要点里程置镜点测点里程度 分 秒123456 8 910111201 K165+920001 +9400 0 10 0.002778 0.002778 0.000048 20 0.001 0.001 953.412 2 +9600 0 16 0.004444 0.004444 0.000078 400.003 0.003 3 +9800 1 19 0.021944 0.021944 0.000383 600.023 0.023
33、4K165+0000 1 56 0.032222 0.032222 0.000562 800.045 0.045 52 +200 5 13 0.086944 0.086944 0.001517 1000.152 0.152 1023.412 6 +400 32 4 0.534444 0.621388 0.010845 200.217 0.369 7 +600 39 33 0.659167 0.746111 0.013022 400.521 0.673 1062.977 8+800 50 28 0.841111 0.928055 0.016198 600.972 1.124 9 +1000 58
34、 35 0.976389 1.063333 0.018559 801.485 1.637 1102.541 103 +1201 6 58 1.116111 1.203055 0.020997 1002.100 2.252 11 +1400 35 34 0.592778 1.795833 0.031343 200.627 2.879 12 +1600 44 22 0.739444 1.942499 0.033903 401.356 3.608 1172.541 13 +1800 48 23 0.806389 2.009444 0.035071 602.104 4.356 14 +2000 50
35、31 0.841944 2.044999 0.035692 802.855 5.107 154 +2200 51 39 0.860833 2.063888 0.036022 1003.602 5.854 16前视点0 4 20 0.072222 2.136111 0.037282 续表2-4测点号设计曲线渐伸线长度计算拨距计算13141516171819001000-0.001 26.588 0.000 0.000 -0.003 326.588 0.011 0.011 -0.012 446.588 0.060 0.060 0.015 566.588 0.176 0.176 0.024 651.
36、588 0.333 0.051 0.384 0.015 771.588 0.641 0.051 0.692 0.019 891.588 1.049 0.051 1.100 -0.024 9111.588 1.556 0.051 1.608 -0.029 10131.588 2.164 0.051 17.459 0.003 2.212 -0.039 11151.588 2.872 0.051 37.459 0.031 2.892 0.013 12171.588 3.680 0.051 57.459 0.113 3.618 0.010 13117.023 4.363 0.007 14137.023 5.109 0.001 15157.023 5.854 0.000 16 表2-5 偏角法曲线5拨量计算测点号既有曲线测量资料
