路基、线路平面、线路纵断面、铁路设计、铁路便线讲解

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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。

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。

第一章 线路平面和纵断面运行列车和机车车辆的线路称为铁路线路，简称线路。

线路是机车车辆和列车运行的基础，它是由路基、桥隧建筑物、轨道组成的一个整体的工程结构。

为使列车按规定的最高速度安全、平稳和不间断地运行，铁路线路必须经常保持完好状态。

铁路线路的平面与纵断面不但确定了其在空间的位置，同时也为路基、桥涵、隧道及站场等其他设备的设置提供依据，对铁路通过能力及输送能力都有直接影响。

从运营的观点来看，最理想的线路是既平又直，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的增加，并且将会延长工期。

所以，铁路线路平面与纵断面必须按线路等级和《铁路线路设计规范》规定的技术标准，结合具体情况设置。

第一节 线路平面铁路线路在空间的位置用它的中心线表示。

线路中心线在水平面上的投影，叫做铁路线路的平面。

线路平面能够表明线路的直、曲变化状态。

在线路平面设计时，为缩短线路长度和改善运营条件，应尽可能设计较长的直线段，但当线路遇到地形、地物等障碍时，为减少工程造价和运营支出，还应适当设置曲线。

为使列车由曲线到直线或由直线到曲线运行平稳，还应设置缓和曲线。

所以线路平面由直线、圆曲线以及连接直线与圆曲线的缓和曲线组成。

一、圆曲线铁道线路在转向处所设的曲线为圆曲线，如图1-1所示，其基本要素有：曲线半径R ，曲线转角α，曲线长度L ，切线长度T 。

在线路设计时，一般是先设计出α和R ，再按下式算出T 及L ：tan2T R α=⨯ （m ） （1-1）π180L R α=⋅⋅（m ） （1-2）图1-1 圆曲线要素图曲线转角 的大小由线路走向、绕过障碍物的需要等确定。

圆曲线半径的大小，反映了曲线弯曲度的大小。

圆曲线半径愈小，弯曲度愈大，行车速度愈低，工程费用愈低。

反之，圆曲线半径愈大，弯曲度愈小，行车速度愈高，工程费用愈高。

因此，正确地选用曲线半径就显得十分重要。

铁路线路的平面与纵断面一、铁路线路的平面及平面图一条铁路线路在空间的位置就是用它的线路中心线表示的。

中心线点的位置就是在路肩连线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。

从运营的观点来瞧,最理想的线路就是既直又平的线路。

但就是天然地面情况复杂多变(有山、水、沙漠、森林、矿区、城镇等障碍物与建筑物),如果把铁路修得过于平直,就会造成工程数量与工程费用大,且工期长,这样既不经济,又不合理,有时也不现实。

从工程的角度来瞧,铁路线路最好就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。

但就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,应该综合考虑工程与运营的要求,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与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。

在工程上就是不合理、不经济的,而应分别用折线ADB与BEC来代替。

在折线的转角处,则用曲线来连接。

因此,直线与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、基本阻力基本阻力就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就是存在的。

2、附加阻力附加阻力就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。

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。

授课时间讲次第2讲课题铁路线路概述以及铁路线路的平、纵断面教学目的与要求1、了解铁路线路的等级和技术指标；2.、掌握铁路线路平、纵断面的概念，了解线路曲线和线路坡度；3、认识铁路线路的各种标志。

教学重点掌握铁路平、纵断面的概念。

教学难点铁路线路平面上的曲线和纵断面上的坡度教学方法讲授式教学教学资源与教具板书设计铁路线路的平、纵断面1、铁路线路的平面及曲线2、铁路线路的纵断面及坡度3、铁路线路的标志本讲主要内容1. 铁路等级和铁路主要技术指标2. 铁路线路平、纵断面和线路曲线与坡度3. 线路标志作业课后记考勤（5分钟）一、铁路等级和技术标准1、线路等级我国《铁路线路设计规范》规定，新建和改建铁路(或区段)的等级，应根据它们在铁路网中的作用、性质、旅客列车设计行车速度和客货运量确定。

我国铁路共划分为三个等级，即：I级、Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅳ级。

设计铁路线路时要首先确定线路等级。

2、线路标准线路标准是确定铁路能力大小的决定性因素。

铁路主要技术标准包括：正线数目、限制坡度、最小曲线半径、牵引种类、牵引质量、机车类型、机车交路、到发线有效长度和闭塞类型等。

二、铁路线路的平面1、铁路线路的平面组成铁路线路平面由直线、圆曲线以及连接直线与圆曲线的缓和曲线组成1）圆曲线圆曲线半径的大小，反映了曲线弯曲度的大小。

圆曲线半径愈小，弯曲度愈大。

一般情况下，曲线半径愈大，行车速度可以愈高，但工程费用愈高。

而小半径曲线具有容易适应地形困难的优点，对工程条件有利。

为了测设、施工和养护的方便，曲线半径一般应取50、100 m的整倍数。

列车在曲线上行驶的速度越快，所产生的离心力也就越大，为了保证列车运行的安全、平讲授新课（80分钟）适，必须限制列车通过曲线时的速度。

以4.28大事故举例说明线路曲线对行车的影响。

2）缓和曲线为保证列车安全，使列车平顺的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失，常需要在直线与圆曲线之间设置一条曲率半径变化的曲线，这个曲线称为缓和曲线缓和曲线的特征是：从缓和曲线所衔接的直线一端起，它的曲率半径由无穷大逐渐减小到它所衔接的圆曲线半径。