线路平面和纵断面设计ppt课件
线路的平面及纵断面
地铁线路应尽可能采用较平缓的坡度，最大坡度的 确定必须考虑各类车辆在最大坡道上停车时的启动与防 溜，同时考虑必要的安全系数。最大坡度也是地铁主要 技术标准之一。《地铁设计规范》中规定“正线的最大 坡度宜采用30‰，困难地段可采用35‰，联络线、出入 线的最大坡度宜采用40‰。”
地铁隧道线路应考虑排水需要，正线最小坡度不宜小于3‰，困路由于停车及站台面平 缓要求宜设置在3‰的坡道上，困难条件下可设置在2‰或不大于5‰的坡道上， 但是要确保排水坡度不小于3‰，以利于排水畅通。隧道内的折返线与存车线， 应布置在面向车挡的下坡道上，其坡度宜为2‰。
线路的平面及纵断面
一、平面及其组成要素
1．圆曲 线
线路在转弯处所设的曲线为圆曲线。国家标准《地 铁设计规范》（GB 50157—2013）中规定“线路平面圆 曲线最小曲线半径应符合规定”，如表3-1所示。
线路
车型
正线
出入线、联络线 车场线
A 型车
一般地段
困难地段
350
300
250
150
150
—
B 型车
地面及高架桥上的车站站台线路不受排水影响宜设在平坡上，车场线可设 在不大于1.5‰的坡道上。
2．竖曲线
为了保证列车运行的平顺与安全，当相邻两坡段的坡度 代数差大于2‰时，应以竖曲线相连接，并要求线路纵向坡 段长度不宜小于远期列车计算长度，同时应满足相邻竖曲线 间的夹直线长度的要求，其夹直线长度不宜小于50 m。竖曲 线的主要作用：缓和纵向变坡处行车动量变化而产生的冲击 作用，确保道路纵向行车视距；将竖曲线与平曲线恰当地组 合，有利于路面排水和改善行车的视线诱导和舒适感。
竖曲线就是纵断面上的圆曲线，竖曲线的曲线半径采用情况，如表3-2所示。
铁路线路平面图和纵面图
铁路线路的平面和纵断面一、铁路线路的平面及平面图一条铁路线路在空间的位置是用它的线路中心线表示的。
中心线点的位置是在路肩连线CD的中点O，如图2-1-2所示。
图2-1-2铁路线路中心线点的位置（一）铁路线路平面的组成要素线路中心线在水平面上的投影，叫做铁路线路的平面；线路中心线（展直后）在垂直面上的投影，叫做铁路线路的纵断面。
从运营的观点来看，最理想的线路是既直又平的线路。
但是天然地面情况复杂多变（有山、水、沙漠、森林、矿区、城镇等障碍物和建筑物），如果把铁路修得过于平直，就会造成工程数量和工程费用大，且工期长，这样既不经济，又不合理，有时也不现实。
从工程的角度来看，铁路线路最好是随自然地形起伏变化，这样，既可以减少工程数量、降低造价，甚至可以缩短工期。
但是这会给列车运营造成很大困难，甚至影响铁路行车的安全与平稳。
选定铁路线路的空间位置，应该综合考虑工程和运营的要求，通过方案比较，在满足运营基本要求的前提下，尽量减少工程量，降低造价。
如某条铁路经过A、B、C三点（图2-1-3），如果把AB和BC分别用直线连接起来，那么在AB之间要建筑两座桥梁，在BC 之间要开凿一座隧道。
在工程上是不合理、不经济的，而应分别用折线ADB和BEC来代替。
在折线的转角处，则用曲线来连接。
因此，直线和曲线就成为线路平面的组成要素。
图2-1-3铁路线路绕避地形障碍示意图（二）曲线附加阻力与曲线半径列车在线路上运行，总会受到各种阻力。
阻力方向与列车运行方向相反。
归纳起来，阻力主要有两大类。
1.基本阻力基本阻力是指列车在空旷地段沿平、直轨道运行时所受到的阻力。
包括车轴与轴承之间的摩擦阻力、轮轨之间的摩擦阻力，以及钢轨接头对车轮的撞击阻力等。
基本阻力在列车运行时总是存在的。
2.附加阻力附加阻力是列车在线路上运行时，除基本阻力外所受到的额外阻力。
如坡道阻力、曲线阻力、起动阻力等。
附加阻力随列车运行条件或线路平、纵断面情况而定。
线路平面上有了曲线（弯道）后，给列车运行造成阻力增大和限制列车速度等不良影响。
铁路线路的平面和纵断面ppt课件
线路标志设在计算里程方向的线路左侧
.
25
公里标、半公里标
公里标表示从铁路起点开始计算的连续里程，每公 里设一个；半公里标设于线路的每半公里处
公里标的作用主要是确切地指明线路的位置，例如 巡道工在线路上巡行检查时，如果发现问题，在记 录和报告中就能根据公里标、半公里标，指出问题 的准确位置，以利于维修和抢修单位及时处理
设在施工线路及其邻线距施工地点两端500~1000m 处。司机见此标志须提高警惕，长声鸣笛，提醒施 工人员撤离到安全地点。
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38
减速地点标
设在需要减速地点的两端各20m处。正面表示列车 应按规定限速通过地段的始点，背面表示列车到达 限速通过地段的终点
.
39
桥梁减速信号牌
设在需要限速通过的桥梁两端，上部表示客车限制 速度，下部表示货车限制速度。
F 0
直线
F m v2
缓和曲线
F m v2 R
圆曲线
ρ=∞ ρ=R
为了使列车安全、平顺地由直线运行到圆曲线(或由圆曲线运行到直线）
而在直线与圆曲线之间设置一个曲率半径逐渐变化的曲线称为缓和曲线。
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13
2）缓和曲线 的特点
F 0
直线
F m v2
缓和曲线
F m v2 R
ρ=∞ ρ=R
① 缓和曲线半径从∞→R（或 R →∞ ）； ② 运行中列车的离心力逐渐↑（或↓）； ③ 缓和曲线轨距加宽逐渐↑（或↓） ； ④ 缓和曲线外轨超高逐渐↑（或↓） 。
.
20
变坡点
平道与坡道、坡道与坡道的交点，叫变坡点。 列车经过变坡点时，坡度突然变化，车钩内产生附
路线设计PPT课件
缓和曲线
缓和曲线的作用 设置缓和曲线的作用是缓和人体感到的离心加速度的急剧变化，且使驾驶员容易做到匀顺地操纵方向盘，提高视觉的平顺度，保持线形的连续性。
缓和曲线
一、设置缓和曲线的目的和条件 （一）设置缓和曲线的条件 《标准》规定：直线与小于不设超高的圆曲线最小半径相衔接处，应设置缓和曲线（回旋线）；四级公路的直线与小于不设超高的圆曲线最小半径相衔接处，可不设置缓和曲线（回旋线），用超高、加宽缓和段径相连接。
S3′为对向车行驶的距离，按 t 2 的三分之二时间确定。
式中： V′— 对向汽车行驶速度(Km /h)。
行车视距
●《标准》规定高速公路、一级公路应满足停车视距的要求。其标准如下表。
三、各级公路对视距要求
设计速度（km/h）
120
100
80
60
停车视距（m）
缓和曲线
（二）设置缓和曲线的目的 有利于驾驶员操纵方向盘 消除离心力的突变，提高舒适性 完成超高和加宽的过渡 与圆曲线配合得当，增加线形美观
缓和曲线
二、缓和曲线最小长度 缓和曲线最小长度应满足： 使汽车平顺地由直线段过渡到到圆曲线段，并对离心力的增长有一定的限制； 驾驶员操纵方向盘所需的必要时间以利驾驶员顺适地操纵放向盘； 满足道路设置超高与加宽过渡的要求。
第一节 平面线形
一、 直线
二、 圆曲线
三、 缓和曲线
四、 行车视距
五、 平面线形设计要点
平面设计的主要内容: 1．平面线形设计，包括直线、圆曲线、缓和曲线各自的设计及其组合设计，同时要考虑行车视距问题。 2．弯道部分的特别设计，如弯道加宽、弯道超高等。 3．沿线桥梁、隧道、道口、平面交叉口、广场和停车场等的平面布设，还有分隔带以及其断口的平面布置、路侧带缘石断口的平面布置。 4．道路照明及道路绿化的平面布置。
铁路线路的平面和纵断面
第二节铁路线路的平面和纵断面（于本章最后讲）铁路线路在空间的位置是用它的中心线来表示的。
线路中心线是指距外轨半个轨距的铅垂线 AB 与两路肩边缘水平连线 CD 交点 O 的纵向连线。
如下图所示：线路横断面线路中心线在水平面上的投影，叫做铁路线路的平面，表明线路的直、曲变化状态；线路中心线展直后在铅垂面上的投影，叫铁路线路的纵断面，表明线路的坡度变化。
一、铁路线路的平面及平面图线路的平面由直线、圆曲线以及连接直线与圆曲线的缓和曲线组成。
（一）曲线铁路线路在转向处所设的曲线为圆曲线，其基本组成要素有：曲线半径 R ，曲线转角α ，曲线长 L ，切线长度 T ，如下图所示：圆曲线要素在线路设计时，一般是先设计出α和 R，在按下式计算出T及L：曲线半径愈大，行车速度愈高，但工程量愈大，工程费用愈高。
（二）缓和曲线为保证列车安全，使线路平顺地由直线过渡到圆曲线或由圆曲线过渡到直线，以避免离心力的突然产生和消除，常需要在直线与圆曲线之间设置一个曲率半径变化的曲线，这个曲线称为缓和曲线，如下图所示为设有缓和曲线的铁路曲线。
铁路曲线缓和曲线的特征为：从缓和曲线所衔接的直线一端起，它的曲率半径ρ 由无穷大逐渐减小到它所衔接的圆曲线半径 R 。
它可以使离心力逐渐增加或减小，不致造成列车强烈的横向摇摆，如图所示。
离心力变化示意图（三）夹直线两相邻曲线，转向相同，称为同向曲线；转向相反，称为反向曲线。
两条相邻曲线间应设置一定长度的直线，以保证列车运行的平稳，如下图所示。
车辆运行在同向曲线上，因相邻曲线半径不同，超高高度不同，车体内倾斜度不同；车辆运行在反向曲线上，因两曲线超高方向不同，车体时而向左倾斜，时而向右倾斜。
这两种情况都会造成车体摇晃震动。
夹直线愈短，摇晃振动愈大。
相邻曲线间的夹直线根据运营实践，为保证旅客舒适，夹直线长度应保持 2 ～ 3 辆客车长度，困难条件下，也不应短于 1 辆客车长度。
因此《铁路线路设计规范》规定各级铁路线路两相邻曲线间夹直线最小长度，如下表所示。
第三节 线路的平面和纵断面图
图的左上角标注主要技术标准，纵断面起点
和高程断高处应绘制高程标尺。
车站绘图例，并注明站名、中心里程、站间
距及往返走形时分（现一般不绘制）。大中桥绘 制图例，注明孔径、式样、桥名、中心里程及设 计水位。
第三节 线路平面图和纵断面图
小桥涵标出孔跨（或孔径）、类型及中心加
便于查算点的高程或者两点间的高差。
第三节 线路平面图和纵断面图
②绘出采用的定测中线，标注设计起、终点
里程、连接关系、断链及断高关系、方位角或方
向角。
③公里标的里程前要标字母DK（AK/CK/K），
百米标仅标注百米数字。数字写在线路的左侧， 并面向线路起点书写。
第三节 线路平面图和纵断面图
④曲线资料绘于曲线的内侧，注明交点编号
第三节 线路平面图和纵断面图
②绘制内容
⑴连续里程：贯穿整个线路的累计里程，一
般以线路起点车站中心的零点里程作起算的累计
里程。在整千米处注明里程，并注出与相应的百
米标的距离。
第三节 线路平面图和纵断面图
⑵线路平面：注明曲线起终点的加桩和曲线
资料
至
（T、L标注至cm，
标注
），并注明夹直线的长度（注至cm）。
制，也可单独绘制。合并绘制时，工程地质纵断
面按《铁路工程地质技术规范》的要求进行绘制。
第三节 线路平面图和纵断面图
断链指的是因局部改线或分段测量等原因造
成的桩号不相连接的现象。或是通信链路中断，
或者断开，导致信号无法通行，就叫做断链。
桩号重叠的称长链。
桩号间断的称短链。
第三节 线路平面图和纵断面图
线路的平面图和纵断面图是铁路设计的基本
铁路线路平面图和纵面图
铁路线路的平面和纵断面一、铁路线路的平面及平面图一条铁路线路在空间的位置是用它的线路中心线表示的。
中心线点的位置是在路肩连线CD的中点O，如图2-1-2所示。
图2-1-2 铁路线路中心线点的位置（一）铁路线路平面的组成要素线路中心线在水平面上的投影，叫做铁路线路的平面；线路中心线（展直后）在垂直面上的投影，叫做铁路线路的纵断面。
从运营的观点来看，最理想的线路是既直又平的线路。
但是天然地面情况复杂多变（有山、水、沙漠、森林、矿区、城镇等障碍物和建筑物），如果把铁路修得过于平直，就会造成工程数量和工程费用大，且工期长，这样既不经济，又不合理，有时也不现实。
从工程的角度来看，铁路线路最好是随自然地形起伏变化，这样，既可以减少工程数量、降低造价，甚至可以缩短工期。
但是这会给列车运营造成很大困难，甚至影响铁路行车的安全与平稳。
选定铁路线路的空间位置，应该综合考虑工程和运营的要求，通过方案比较，在满足运营基本要求的前提下，尽量减少工程量，降低造价。
如某条铁路经过A、B、C三点（图2-1-3），如果把AB和BC分别用直线连接起来，那么在AB之间要建筑两座桥梁，在BC之间要开凿一座隧道。
在工程上是不合理、不经济的，而应分别用折线ADB和BEC来代替。
在折线的转角处，则用曲线来连接。
因此，直线和曲线就成为线路平面的组成要素。
图2-1-3 铁路线路绕避地形障碍示意图（二）曲线附加阻力与曲线半径列车在线路上运行，总会受到各种阻力。
阻力方向与列车运行方向相反。
归纳起来，阻力主要有两大类。
1.基本阻力基本阻力是指列车在空旷地段沿平、直轨道运行时所受到的阻力。
包括车轴与轴承之间的摩擦阻力、轮轨之间的摩擦阻力，以及钢轨接头对车轮的撞击阻力等。
基本阻力在列车运行时总是存在的。
2.附加阻力附加阻力是列车在线路上运行时，除基本阻力外所受到的额外阻力。
如坡道阻力、曲线阻力、起动阻力等。
附加阻力随列车运行条件或线路平、纵断面情况而定。
铁路线路PPT课件
第二节 铁路线路的平面和纵断面
铁路线路在空间的位置是用它的中心 线表示的。
线路中心线在水平面上的投影，叫铁 路线路的平面。
线路中心线（展直后）在垂直面上 的投影，叫线路纵断面。
第二节 铁路线路的平面和纵断面
一、铁路线路的平面
线路平面由直线、圆曲线以及连接直 线与圆曲线的缓和曲线组成。
曲线附加阻力
轨枕的作用：承受钢轨的压力并将其传给 道床，保持钢轨位置和轨距
轨枕类型： 钢筋混凝土枕、 木枕 我国普通轨枕的长度为2.5 m，岔枕和桥
枕长度为2.6～4.85m 每公里线路上铺设轨枕的数量，应根据
运量及行车速度等运营条件确定，一般在 1520～1840根之间。轨枕根数越多，轨道 强度越大。
(四)道床
平道与坡道、坡道与坡道的交点，叫变坡点。
相邻两变坡点间的距离，叫做坡道长度。当相邻 坡道的坡度代数差超过一定数值，为保证列车运 行安全平稳，防止脱钩、断钩，应在相邻坡段间 用一圆顺曲线连接，使列车顺利地由一个坡段过 渡到另一个坡段，这个纵断面上变坡点处所设的 曲线叫做竖曲线。
第二节 铁路线路的平面和纵断面
道口即为道路与铁路的平面交叉。
三、道口、交叉及线路接轨
铁路道口和人行过道均应设置道口标志、 道口路段标线、司机鸣笛标及护桩，根据 需要设置栅栏或其他安全防护设施。
有人看守道口根据需要修建道口看守房， 设置照明灯、警示灯、遮断色灯信号机和 道口自动通知设备，并督促地方道路管理 部门设置齐全道口警示标志。根据需要设 置列车无线调度通信设备。
示。现行的标准钢轨类型有：75 kg/m、 60 kg/m、 50 kg/m等。 钢轨标准长度：25m和12.5m两种。对 于75Kg/m钢轨只有25m一种。
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9
二、平面曲线要素
1．概略定线时未加设缓和 曲线平面曲线要素计算
T y R tan
α 2
(m)
π α R
L y 180
(m)
E
y
R
sec
α 1 2
(m)
.
QZ
10
2．详细定线时平面曲线要
素计算
T (R P) tan m
2
L
20
180
R
2l0
R
180
l0
E (R P)s e c R
第二章 线路平面和纵 断面设计
本章主要内容：
平面设计 纵断面设计 特殊地段平纵断面设计 线路平面图和详细纵断面图
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1
第一节 概述
一、认识线路平、纵、横断面的对应关系
如图所示，路基横断面上距外轨半个轨距的铅垂线
AB与路肩水平线CD的交点O在纵向上的连线，称为线
路中心线。
宽
图2—1 路基横断面
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25
曲线超高的设置方法主要有外轨提高法和线路中心 高度不变法两种。
2．曲线超高值的计算
曲线超高的大小由列车通
过时离心力的大小确定。
如图所示：
离心力C = m v2 / R
由两相似三角形有：
ChhCS
GS
G
将v用V 代替：V=3.6v，S为两股钢轨中心距，
S=1500mm，g=9.81m/s2，代入上式得：
圆曲线或夹直线最小长度(m)
130 110 80 60 50 (80) (70) (50) (40) (30)
注：括号内的数值为特殊困难条件下经技术经济比选后方可采用。
改建既有线和增建第二线的并行地段，一般应采 用上述标准。特殊困难条件下，对旅客列车设计行 车速度小于100km/h的地段有充分的技术经济依据 时，夹直线及圆曲线长度可不受上表的数值限制， 但不得小于25m。
15
(4)根据曲线长度L和曲线起点里程，由公式HZ=ZH+L计算 出曲线终点里程，同时标出里程；
(5)其他主点(HY、YH)里程，由公式HY=ZH+l0、YH=HZ–
l0 ，计算后用尺量得；
(6)下一曲线计算同前，只是要计算出曲线起点至前一曲线 终点的距离，得到曲线起点的里程，以后方法同前。
.
16
.
19
.
20
2．夹直线长度的保证
纸上定线时，通常仅绘出圆曲线而不绘出缓和曲线。 因此，为了保证有足够长度的夹直线，相邻两圆曲线端 点( YZ1与ZY2)间夹直线长度LJ应满足下列条件：
LJ l201LJminl202
式中 LJmin——夹直线最小长度(m)，按表2—1取值； l01、l02——相邻两圆曲线所选配的缓和曲线长度(m)。 夹直线长度不够时，应修改线路平面。如减小R或选
.
14
曲线各起讫点(主点)里程可按下列方法推算：
(1)由各交点坐标计算交点间间距；
(2)计算各曲线要素，由切线长T 在图中标出各曲线主点位 置，在顺线路下行方向曲线内侧画一垂直线路的线段。
(3)根据交点间距和T，得到曲线起点至线路起点距离，从 而计算出曲线起点里程，字头向左朝向起点方向标出里程；
.
.
26
hC G Sm R 2 m v S g 3 V .62 21 9 .85 R 1 010 .8 1 V R 2 (mm) 对于任一半径的曲线，其外轨超高值的大小与列 车运行速度的平方成正比。但实际线路上运行的列 车种类不同，各种列车的运行速度也不相同。
三、直线
要求：较长的直线段，较小的曲线偏角，缩短线路 长度，改善运营条件，降低运营支出。
在地形困难、曲线毗连地段，两相邻曲线 夹直线： 间的直线段，即前一曲线终点(HZ1)与后一
曲线起点(ZH2)间的直线，称为夹直线。
同向曲线
.
反向曲线
17
1．夹直线长度的确定
夹直线长度应力争长一些，为行车和维修创造有利 条件。但为适应地形节省工程，需要设置较短的夹直 线时，其最小长度受下列条件控制：
用较短的l0；或改移夹直线的位置；当同向曲线间夹直线 长度不够时，可采用一个较长的单曲线代替。
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21
3．夹直线长度不足时的平面改建方法R1Fra bibliotekJD2
JD1
LJ
R2
R1'
JD2
JD1
L J'
R2'
减小曲线半径或缩短缓和曲线长度
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22
R1
JD2
JD1
LJ
R2
R1
JD1'
JD2'
L J'
R2
扭转公切线位置
(3)既要满足各类建筑物的技术要求，还要保证它 们协调配合、总体布置合理。
.
6
左图：以桥代路
沿 路 爬 行
.
右图：绕避障碍
7
四 、 认 识 线 路 平 、 纵 断 面 图
.
8
第二节 区间线路平面设计
一、线路平面组成
直线 线路平面
曲线
圆曲线 缓和曲线
我国铁路曲线的基本形式是：
直线——缓和曲线——圆曲线——缓和曲线——直线
.
23
R1
JD1
LJ
R2 JD2
R
JD1
JD2
同向曲线二合一
.
24
四、圆曲线
(一)曲线超高 1．曲线超高的作用及设置方法 曲线超高是曲线外轨顶面与内轨顶 面的水平高度之差。 列车在曲线上行驶时，由于离心力 的作用，将列车推向外股钢轨。为抵 消离心力将曲线外轨适当抬高，使列 车自身重力产生的水平分力抵消离心 力，使内外两股钢轨受力均匀和垂直磨耗均等，满足旅客 舒适感，提高线路的稳定性和安全性。
(1)线路养护要求。不宜短于50～75m；地形困难时 ，不短于25m。
(2)行车平稳要求。不宜短于2~3节客车长度，即不 宜短于48.0~76.5m；同时夹直线长度应满足车辆通过 时，转向架弹簧在缓直点和直缓点产生的振动不叠加， 使旅客感觉舒适 。
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18
表2—1 夹直线及圆曲线最小长度（m）
路段旅客列车设计行车速度(km/h) 160 140 120 100 80
.
2
轨距加宽时线路中心线示意
.
3
线路位置示意图
.
4
二、线路中线
首先来看一个线路走向的例子：
.
5
三、线路平纵断面设计的基本要求
(1)必须保证行车安全和平顺。即要要遵守《线规》 的各项规定。
(2)应力争节约资金。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。
2
式中：
内移距： P2l02R 426l04R 8382l02R 4
切垂距：
ml20 24l03R02
l0 2
.
11
mm ZH ZY
HY
mm YZ HZ
YH
.
12
左偏
右偏
左偏 右偏
右偏
左偏
右偏 左偏
线路纵断面图平面曲线表示示意图
.
13
纸上定线时，在相邻两直线之间需用一定半径的圆曲线 连接，并使圆弧与两侧直线相切。曲线半径的选配，可使 用与地形图比例尺相同的曲线板，由大到小选用合理的半 径。一般先绘出两相邻的直线段，然后选配中间的曲线半 径，量出偏角，再计算曲线要素和起讫点里程。