毕业设-计铁路新线设计

摘 要

铁路选线设计是一项涉及面广、技术性强、关系全局的总体性工作，也是一项复杂的系统工程。目前我国铁路建设有了很大的发展，但仍不能满足国民经济持续稳定、快速增长的需要，其中选线设计是关键制约技术之一。因此，进行铁路选线设计技术的研究具有非常重要的意义。

本设计以青藏铁路羊八井至岸嘎段为背景，运用手工和计算机辅助两种方法进行了新线铁路设计。

首先熟悉任务书、资料、参考文献及各项规范，读图，选定主要技术标准，手工定出了设计路线，进行了详细平、纵断面设计，按照列车牵引计算规程完成了运量计算和能力检算。然后调查了计算机辅助选线设计的发展概况，应用先进的计算机辅助设计软件CARD/1完成了全套设计图纸。最后对计算机在选线中的应用提出了客观的观点以及可行的展望。

通过各项分析计算，本设计线路符合国家规程，具有比较大的可行性。所运用的手工和计算机辅助选线相结合的设计方法比较先进。最新科技手段即CARD/1的应用设计方案对铁路选线设计具有重要参考价值。

关键词：铁路 选线设计 技术标准 机助设计 CARD/1

Abstract

Alignment design of railway line is a complicated systematic engineering with involving matters of all aspects, requiring high technicality and having significance to the integral work of entire engineering. At present our country railroad construction had the very big development, but still could not satisfy the national economy to continue stably, the swift growth need, the route selection design is one of key restriction technologies. Therefore, carries on the railway location design technique the research to have the very vital significance.

This design take the Qinghai-Tibet railway Yangbajing to anga section as a background, was auxiliary two methods using the handwork and the computer to carry on the new line railroad design.

First is familiar with the project description, the material, the reference and each standard, interprets drawings, designated that the major technique standard, the handwork decided on has designed the route, has carried on detail even, the longitudinal section design, has completed the transportation amount computation and ability according to the train hauling computation regulations examines calculated. Then investigated the computer auxiliary route selection design development survey, applied advanced computer-aided design software CARD/1 to complete the complete set design paper. Finally proposed the objective viewpoint as well as the feasible forecast to computer's in route selection application.

Through each analysis computation, this design line conforms to the national regulations, has the quite big feasibility. Utilizes the handwork and the computer auxiliary route selection unify the design method is quite advanced. The newest technical method is the CARD/1 application design proposal has the important reference value to the railway location design.

Key words: Railroad Route selection design Technical standard Computer-aided design CARD/1

目 录

第1部分 铁路新线设计

第1章 概述 ....................................................................................................................... 1 1.1 设计依据及设计范围 ............................................................................................... 1 1.1.1 设计依据 ............................................................................................................. 1 1.1.2 设计范围 ............................................................................................................. 1 1.2 设计线的地理位置、修建意义以及在路网中的作用 ........................................... 1 1.2.1 设计线的地理位置 ............................................................................................. 1 1.2.2 修建意义 ............................................................................................................. 2 1.2.3 在路网中的意义 ................................................................................................. 3 1.3 线路行经地区的自然特征 ....................................................................................... 4 1.3.1 沿线地形情况 ..................................................................................................... 4 1.3.2 沿线地质、水文、地震、气象等自然特征 ..................................................... 4 1.3.3 城镇、工矿企业、水利、交通等建设及规划对线路的影响 ......................... 5 1.4 运量情况 ................................................................................................................... 6 第2章 铁路主要技术标准 ............................................................................................... 7 2.1 邻线的主要技术标准 ............................................................................................... 7 2.2 设计线的主要技术标准及说明 ............................................................................... 7 2.2.1 正线数目 ............................................................................................................. 9 2.2.2 牵引种类 ............................................................................................................. 9 2.2.3 机车类型 ............................................................................................................. 9 2.2.4 牵引质量 ........................................................................................................... 10 2.2.5 限制坡度 ........................................................................................................... 11 2.2.6 最小曲线半径 ................................................................................................... 12 2.2.7 机车交路 ........................................................................................................... 12 2.2.8 到发线有效长度 ............................................................................................... 12 2.2.9 闭塞方式 ........................................................................................................... 13 2.3 机车运量计算 ......................................................................................................... 13 2.3.1 近期运量计算 ................................................................................................... 13

2.3.2 远期运量计算 ................................................................................................... 15 2.4 运行时分计算 ......................................................................................................... 16 2.4.1 羊八井至岸嘎段运行时分计算 ....................................................................... 16 2.4.2 岸嘎至羊八井段运行时分计算 ....................................................................... 17 2.5 需要通过能力检算 ................................................................................................. 17 2.6 通过能力检算 ......................................................................................................... 17 2.7 输送能力检算 ......................................................................................................... 18 第3章 详细平、纵断面设计 ......................................................................................... 22 3.1 车站分布、车站性质、到发线有效长度及站坪长度和坡度 ............................. 22 3.1.1 车站分布 ........................................................................................................... 22 3.1.2 车站性质 ........................................................................................................... 23 3.1.3 到发线有效长度 ............................................................................................... 23 3.1.4 站坪长度 ........................................................................................................... 23 3.1.5 站坪坡度 ........................................................................................................... 23 3.2 线路平面设计说明 ................................................................................................. 24 3.3 线路纵断面设计说明 ............................................................................................. 27 3.3.1 坡段长度的选取 ............................................................................................... 27 3.3.2 坡段连接 ........................................................................................................... 27 3.4 线路平面位置和沿线高程控制说明 ..................................................................... 28 第4章 桥址选择及隧道位置选择说明 ......................................................................... 29 4.1 桥址选择说明 ......................................................................................................... 29 4.2 隧道选址说明 ......................................................................................................... 29 第5章 环境保护 ............................................................................................................. 31 5.1 环境保护的重要性 ................................................................................................. 31 5.2 环境保护的措施 ..................................................................................................... 31

第2部分 机助设计在铁路线路设计中的应用

第6章 主体技术发展概况 ............................................................. 错误！未定义书签。 6.1 选线技术发展概况 ................................................................. 错误！未定义书签。 6.1.1 线路设计技术的进步 ....................................................... 错误！未定义书签。 6.1.2 线路设计技术的发展方向 ............................................... 错误！未定义书签。 6.1.3 线路设计的关键技术研究 ............................................... 错误！未定义书签。 6.2 主要勘察设计软件 ................................................................. 错误！未定义书签。

第7章 CARD/1在铁路线路设计中的应用 .................................. 错误！未定义书签。 7.1 CARD/1软件介绍 ................................................................. 错误！未定义书签。 7.2 CARD/1软件特点 ................................................................. 错误！未定义书签。 7.3 CARD/1软件功能 ................................................................. 错误！未定义书签。 7.3.1 三维可视化平台 ............................................................... 错误！未定义书签。 7.3.2 测绘及三维数字化地形处理子系统 ............................... 错误！未定义书签。 7.3.3 平面设计子系统 ............................................................... 错误！未定义书签。 7.3.4 纵断面设计子系统 ........................................................... 错误！未定义书签。 7.3.5 横断面设计子系统 ........................................................... 错误！未定义书签。 7.3.6 绘图出表处理子系统 ....................................................... 错误！未定义书签。 第8章 CARD/1单线铁路设计流程 .............................................. 错误！未定义书签。 8.1 项目新建与管理 ..................................................................... 错误！未定义书签。 8.1.1 CARD/1的项目管理 ....................................................... 错误！未定义书签。 8.1.2 创建新项目 ....................................................................... 错误！未定义书签。 8.2 地形图导入 ............................................................................. 错误！未定义书签。 8.2.1 DWG的前期处理 ............................................................ 错误！未定义书签。 8.2.2 DWG的读入控制 ............................................................ 错误！未定义书签。 8.2.3 DWG的后期处理 ............................................................ 错误！未定义书签。 8.3 建立数模数据 ......................................................................... 错误！未定义书签。 8.3.1 数模的建立 ....................................................................... 错误！未定义书签。 8.3.2 空间视图 ........................................................................... 错误！未定义书签。 8.4 平面设计 ................................................................................. 错误！未定义书签。 8.4.1 菜单简介 ........................................................................... 错误！未定义书签。 8.4.2 操作步骤 ........................................................................... 错误！未定义书签。 8.5 纵断面设计 ............................................................................. 错误！未定义书签。 8.5.1 从数模中截取纵断面地面线 ........................................... 错误！未定义书签。 8.5.2 进入纵断面设计模块 ....................................................... 错误！未定义书签。 8.5.3 变坡点设计 ....................................................................... 错误！未定义书签。 8.5.4 竖曲线设计 ....................................................................... 错误！未定义书签。 8.6 横断面设计 ............................................................................. 错误！未定义书签。 8.7 成果输出 ................................................................................. 错误！未定义书签。 8.7.1 出表 ................................................................................... 错误！未定义书签。

8.7.2 出图 ................................................................................... 错误！未定义书签。 第9章 CARD/1应用心得与体会 .................................................. 错误！未定义书签。 9.1 机助选线的优势 ..................................................................... 错误！未定义书签。 9.2 CARD/1应用心得 ................................................................. 错误！未定义书签。 第10章 总结 ................................................................................... 错误！未定义书签。 参考文献 ............................................................................................. 错误！未定义书签。 致谢 ..................................................................................................... 错误！未定义书签。 附录A 外文资料翻译 ..................................................................... 错误！未定义书签。 A.1 外文 ........................................................................................ 错误！未定义书签。 A.2 中文 ........................................................................................ 错误！未定义书签。 附录B 相关图表 ............................................................................. 错误！未定义书签。 B.1 手工设计成果 B.1.1 线路平面图 B.1.2 线路纵断面图 B.1.3 单位合力图 B.2 CARD/1设计成果 B.2.1 线路详细纵断面图 B.2.2 线路平面图(见所附光盘) B.2.3 线路横断面图(见所附光盘) B.2.4 曲线表

B.2.5 坡度表(见所附光盘)

B.2.6 路基土石方数量计算表(见所附光盘) B.2.7 路基土石方数量总表(见所附光盘) B.2.8 路基宽度及填挖高度表(见所附光盘)

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第1部分 铁路新线设计

第1章 概述

1.1 设计依据及设计范围

1.1.1 设计依据

《设计线资料摘编》 《设计线运量资料表》

《铁路线路设计规范》，中国计划出版社(GB50090-2006)

《列车牵引计算规程》，中华人民共和国铁道部部标准(TB/T1407-1998) 《铁路线路图例符号》，中华人民共和国铁道部部标准(TB1419-81) 《铁路工程制图标准》，中华人民共和国铁道部部标准(TB10058-98)

1.1.2 设计范围

本设计起点羊八井车站，车站中心里程DK1921+500.0；设计终点岸嘎车站，车站中心里程DK1927+550.0。设计内容主要包括技术标准的选定，定线，线路平面、纵断面设计，桥涵隧道等个体工程建筑物的布置，线路横断面设计与工程量计算，设计检算。

1.2 设计线的地理位置、修建意义以及在路网中的作用

1.2.1 设计线的地理位置

青藏铁路北起青海省西宁市，南至西藏自治区拉萨市，全长约1956km，其中西宁至格尔木约846km已于1984年建成。青藏铁路格尔木至拉萨段，从青海省西部重镇格尔木市火车站引出，过南山口后，上青藏高原腹地，途经纳赤台、五道梁、沱沱河、雁石坪，翻越唐古拉山进入西藏自治区，再经安多、那曲、当雄、羊八井，至西藏自治区首府拉萨市。线路走向与青藏公路基本并行。青藏铁路是当今世界海拔最高、线路最长的高原铁路，格尔木至拉萨段沿途经过海拔4000m以上的地段有960km，翻越唐古拉山的铁路最高点海拔5072m。沿线地质条件复杂，经过多年连续冻土地段

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550km。青藏铁路穿越了可可西里、三江源、羌塘等自然保护区，因其独具特色的环保设计和建设，也被称之为中国第一条“环保铁路”。

本设计线路起点为羊八井车站，车站中心里程DK1921+500.0，设计标高4305.6ｍ，途经沥青路，居民区，疯狂的拉萨河，草原，沼泽区，终点到达岸嘎车站，车站中心里程DK1927+550.0，设计标高4260.0ｍ。

1.2.2 修建意义

青藏铁路的修建，将结束西藏自治区不通铁路的历史，进一步改善青藏高原的交通条件和投资环境，促进西藏资源开发和经济快速发展。对加强内地与西藏的联系，促进藏族与各民族的文化交流，增进民族团结，造福沿线人民，将发挥重要作用。

西藏自治区是目前我国唯一不通铁路的省级行政区。交通运输设施的落后，已经严重制约了这一地区经济、社会的发展，使之成为我国主要的贫困地区之一。随着西部大开发的实施，运往西藏的物资大幅度增加，西藏原有的以青藏公路为主体的运输通道无论从运能、运量上，还是从运输的快捷、方便上，都远远不能满足经济发展的迫切要求。建设青藏铁路，是克服目前的交通“瓶颈”，加快青海、西藏两省区经济发展，促进西部大开发的客观需要，修建青藏铁路已是势在必行。

铁路的运输能力是任何一种交通方式都无法比拟的。青藏铁路一期工程(西宁至格尔木段)建成运营十多年来，已成为开发青海柴达木盆地及推动青、藏两省区经济发展的主要交通线路。它促进了青海钾肥厂、锡铁山铅锌矿、青海铝厂、青海油田、格尔木炼油厂、茫崖石棉矿和龙羊峡、李家峡两座大型水电站等一大批大中型项目的建设和发展，为青海460万各族人民脱贫致富和现代化建设打下了坚实的基础；同时也为西藏的开发发挥了重要作用，现在进藏物资的85%以上都要通过格尔木来转运。续建青藏铁路，将极大地提高综合运输能力，从根本上改善两省区的交通条件和投资环境。

建设青藏铁路，将完善路网布局，并一举实现西藏自治区的立体化交通。从路网布局看，西藏是一片空白，不仅如此，西藏与青海、青海与新疆均无铁路相连，青藏铁路纵贯青海、西藏两省区，是沟通西藏、青海与内地联系的具有战略意义的通道，也是西部腹地路网骨架的重要组成部分，更是今后建设区内路网的骨干铁路。同时，青藏铁路的建成通车，将形成铁路、公路和航空的立体化交通，彻底解决“进藏难”的问题。

建设青藏铁路，将对青、藏两省区的经济发展提供更广阔空间，使其优势资源得以更充分发展。同时，无论是国家巨额的投资，还是建设铁路所需的大量人力、物力，都将直接拉动青海、西藏两省区的经济发展，并促进其产业结构的合理调整，加快城

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镇化和工业化、现代化的进程，实现“跳跃式”的发展。

建设青藏铁路，也是加强国内其他广大地区与西藏联系，促进藏族与其他各民族的文化交流，增强民族团结的需要。

建设青藏铁路，还是开发青海、西藏两省区丰富的旅游资源，促进两省区经济可持续发展的需要。青藏铁路沿线的旅游资源是世界独一无二的，1991年至1998年，进藏旅游的客运量增长率平均高达18.7%，而且仍在高速增长之中，但目前落后的交通状况已严重制约了旅游的进一步发展。铁路的修建，必将吸引越来越多的海内外游客，促进青海、西藏两省区的旅游事业飞速发展，使之成长为新的经济增长点，并有可能成为两省区国民经济的支柱产业之一。

建设青藏铁路，更是改变目前西藏不合理的能源结构，从根本上保护青藏高原生态环境的长远需要。

本设计线起点为羊八井车站，羊八井距拉萨90km，位于青藏公路和中国通往尼泊尔公路的交叉点上，是一块绿草如茵的牧场，从地下汩汩冒出的热水奔流不息、热汽日夜蒸腾，是西藏第一个地热开发试验区，已建有热电站、地热温室和温泉浴室。它所处的羌塘草原是个高寒地区，一年有八、九个月冰封土冻。然而方圆40km2的热田，却绿草如茵，青稞垛金灿灿，温泉的雾气腾腾。位于藏北羊井草原深处的羊八井地热电厂，是我国目前最大的地热试验基地，也是当今世界唯一利用中温浅层热储资源进行工业性发电的电厂，海拔4300m的羊八井盆地上，现已兴起了一座全新的地热城，地热开发利用正向综合性方向发展。近10多年来，这里建成了蔬菜基地以及畜产品、硼砂加工厂等企业。目前，电厂已有8台3000千瓦机组，总装机2.5万千瓦。到去年底，共为西藏发电12亿千瓦小时，年发电量在拉萨电网中占45％。

随着热能的不断开发，经济效益的积累，羊八井的面貌日新月异。昔日的旷野上逐渐形成一条热闹的街市，宽敞的马路两旁盖起了商店、饭馆和娱乐场所，高大的厂房里日夜不停地冒着白色的蒸汽，高耸而齐整的输电线路在草原上划出美妙的曲线，现代风格的职工宿舍、学校与牧人传统的住房、帐篷遥相呼应。这里，已经是拥有近3000人的小城镇了，初具现代城市的雏形。

建设青藏铁路羊八井段具有很重要的政治、经济意义，它能促进羊八井经济更加快速稳定发展，对西藏地区的发展、稳定也有很重要的意义。

1.2.3 在路网中的意义

从路网布局看，西藏是一片空白，不仅如此，西藏与青海、青海与新疆均无铁路相连，青藏铁路纵贯青海、西藏两省区，是沟通西藏、青海与内地联系的具有战略意义的通道，也是西部腹地路网骨架的重要组成部分，更是今后建设区内路网的骨干铁

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路。同时，青藏铁路的建成通车，将形成铁路、公路和航空的立体化交通，彻底解决“进藏难”的问题。

本设计线路是青藏线的羊八井至岸嘎段，途中跨过拉萨河，以及沼泽区，另外羊八井和岸嘎是青藏的两个较大的城市，对路网的完善具有很重要的意义。

1.3 线路行经地区的自然特征

1.3.1 沿线地形情况

青藏铁路是当今世界海拔最高、行程最长的高原铁路。在青藏高原这种原始、独特、脆弱、敏感的地理生态环境中修建的青藏铁路是世界上海拔最高、线路最长的高原铁路，青藏铁路全长1956km，翻越唐古拉山的铁路最高点海拔5072m，经过海拔4000m以上地段960km，连续多年冻土区550km以上。青藏铁路最高点位于海拔5072m，常年白雪皑皑的唐古拉山垭口，被誉为“离天最近的铁路”和“世界上最高的铁路”。风火山隧道，是世界上最高的铁路隧道；位于海拔4767m的昆仑山隧道，全长1686m，被成为世界上最长的“冻土隧道”。青藏铁路线路通过地区宏观上属高准平原地貌。整个地势由西向东逐渐降低。线路经过的主要山系均呈东西走向，自北向南主要由昆仑山、可可西里山、风火山、乌丽山、开心岭、唐古拉山、头二九山、念青唐古拉山。这些山系中，昆仑山北坡及羊八井峡谷地势较险峻，相对高差大于700-1000m，其余山系多呈穹形起伏，相对高程一般小于300m，宏观地形相当开阔，山岭浑圆而坡度平缓，山体窄而河谷宽。线路经过的水系自北向南为格尔木河、长江、扎加藏布江、怒江、雅鲁藏布江。

本课程设计线地势相对平缓，从起点羊八井站(DK1921+500)出发，一路下坡，中途经过沥青路，大车路，疯狂的拉萨河，沼泽区等，最后到达终点岸嘎站。

1.3.2 沿线地质、水文、地震、气象等自然特征

青藏铁路格拉段将穿越约550km多年冻土地段，世界罕见的盐湖区以及九度地震区超过100km。冻土是指温度在0℃以下，并含有冰的各种岩土和土壤。冻土在冬天冻结体积膨胀，在夏季融化体积缩小。铁路沿线高寒缺氧，干旱而多风沙，生态环境脆弱，地壳运动活跃。全长1100km的青藏铁路横跨可可西里和唐古拉山无人区，大部分地区氧气含量仅占海平面的50％左右，极端气温可达－40℃，一年中8级以上的大风天气达70天左右，给设计和施工都带来很多困难。

线路经过地区均为高海拔地带，广泛分布高原多年冻土，连续多年冻土北起昆仑山北麓(海拔高程4350m-4560m)，南到安多县城北边(海拔高程4780m左右)，计

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550km。全区内多年冻土异常发育(最大厚度可达200m左右)。区内厚层地下冰广泛分布，冰锥、冰丘、沼泽化湿地、热融滑坍和热融湖(塘)等不良冻土现象大量存在。除地表水发育的少数地区外，植被分布稀疏，呈荒漠草原景观。高山寒冻风化作用明显，对工程的冻害和融沉破坏程度，非一般季节冻土地区所及。沱沱河至拉萨间沿线不良工程地质较多，主要有风沙、湿地、泥石流、河岸冲刷、沙土液化、岛状多年冻土、危岩和落石、风吹雪等。其中桑雄至达琼果路段基本沿念青唐古拉山沟谷地，因受常年积雪融化水影响，容易出现路基沉陷。

青藏铁路格拉段沿线跨越了三个较大的自然气候区，即昆仑山以北干旱气候区、昆仑山至唐古拉山高原干旱气候区和唐古拉山以南高原亚干旱气候区。线路经过地区气候寒冷、干旱，绝对最高气温23℃左右，绝对最低气温在－34℃-－41℃，年平均气温在－2℃-－7℃之间，结冰期一年内长达七八个月；气压低，约为560-600毫巴；多年冻土年平均地温大部分在－1.0℃-－50℃左右。降水以固体为主，多集中在6、7、8月，年总降水量一般在400mm左右。由南向北逐渐减少。昆仑山以北干旱气候区年最大蒸发量3232.3mm，昆仑山至唐古拉山高原干旱气候区年平均大风日数(8级)130-178天，含氧量仅为海平面的50-60%，太阳年总辐射6280-10050MJ/M2。雾、沙暴、雷暴、冰雹也时有发生。

本设计是羊八井至岸嘎段，地质条件比较复杂，地势相对平缓，沿线多为草地，存在着多年冻土分布区和沼泽地带。设计线所经地区年降水量较少，通过拉萨河水系，中间地段河网稀疏，季流河居多。整条线路位于单发式地震带分布区边缘，线路设计过程要求考虑抗震。线路所经地带气象条件复杂，处于严寒地带，昼夜温差较大。由于地势高，空气比较干燥、稀薄，太阳辐射比较强。

1.3.3 城镇、工矿企业、水利、交通等建设及规划对线路的影响

青藏铁路沿线地区是青藏地区政治、经济、文化中心，是藏、汉、蒙、回、土、撒拉等各族人民聚居地区，是欧亚大陆“心脏地带”中的一部分。青藏铁路开工建设以来，沿线冻土、植被、湿地环境、自然景观、江河水质等，得到了有效保护，青藏高原生态环境未受明显影响。沿途经过青海湖、昆仑山、可可西里、三江源、藏北草原、布达拉宫等世界著名的景区景点，在选线时对此进行了充分考虑。另外铁路经过可可西里和羌塘两个国家级自然保护区，为保护野生动物，铁路沿线修建了25处野生动物迁徙通道。途中经过拉萨河水系，最终定为以桥代路，很好的对水源进行了保护。

在本线路设计过程中，主要考虑了城镇位置，出行线路以及水系等的影响。原有相对比较集中的城镇分布，在线路建成以后应该会有所扩张，所以在定线过程中考虑

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到了为城镇预留一定的发展余地。水利方面主要考虑的还是拉萨河，由于地势条件特殊，建设条件复杂，给工程造成相对较大的难度，因此在选线过程中予以了足够重视。另外，线路行经两条大车路和若干条小路，为此本设计考虑设置了立交桥以及涵洞，并且适当考虑了以后公路的扩建问题。

1.4 运量情况

运量情况见表1-1

表1-1 设计线运量资料表

运量 设计年度 近 期 直通货运量(万吨/年) 上行 1000 1500 下行 1000 1500 客 车 (对/天) 2 3 摘 挂 (对/天) 1 2 零 担 (对/天) 1 1 远 期

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第2章 铁路主要技术标准

2.1 邻线的主要技术标准

邻线的主要技术标准见表2-1

表2－１ 青藏线西格段主要技术标准 项目 铁路等级 正线数目 限制坡度 最小曲线半径 牵引种类 机车类型 牵引定数 到发线有效长 闭塞方式 单位 ‰ m t m 1950/1300 650 继电半自动 西宁至哈尔盖段 Ⅰ级 单线 6，双机12.5 300 内燃 DF4 1150，双机2250 哈尔盖段至格尔木 2.2 设计线的主要技术标准及说明

铁路主要技术标准是指对铁路输送能力、工程造价、运营质量以及选定其他有关技术条件有显著影响的基本标准和设备类型。《线规》中明确规定正线数目、限制坡度、最小曲线半径、车站分布、到发线有效长度、牵引种类、机车类型、机车交路、闭塞类型为各级铁路的主要技术标准。其中有些属于工程标准，如正线数目、限制坡度、最小曲线半径、到发线有效长度和机务段的分布等，建成后难以改变，有些属于技术装备，如牵引种类、机车类型、交路类型、闭塞方式等，可以逐步更新、分期加强。这些标准是确定铁路能力大小的决定因素，一条铁路的能力设计，实质上是选定

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主要技术标准。同时这些标准对设计线的工程造价和运营质量有重大影响，并且是确定设计线一系列工程标准和设备类型的依据。因此，主要技术标准应根据国家要求的年输送能力和确定的铁路等级在设计中综合考虑，经技术经济比选确定，以保证技术上先进、经济上合理、标准间协调。

表2－2 青藏线羊八井至岸嘎段主要技术标准

项目 铁路等级 正线数目 限制坡度 最小曲线半径 牵引种类 机车类型 牵引定数 到发线有效长 闭塞方式 单位 ‰ m t m 近期：内燃 近期：DF4 1570 850 半自动 羊八井至岸嘎段 Ⅰ级 单线 15 800 远期：电力 远期：SS3 1610 根据《线规》的规定[1]：

Ⅰ级铁路 铁路网中起骨干作用的铁路，或近期年客货运量大于或等于20Mt者； Ⅱ级铁路 铁路网中起联络、辅助作用的铁路，或近期年客货运量小于20Mt且大于或等于10Mt者；

Ⅲ级铁路 为某一地区或企业服务的铁路，近期年客货运量小于10Mt且大于或等于5Mt者；

Ⅳ级铁路 为某一地区或企业服务的铁路，近期年客货运量小于5Mt者。 本线路在铁路网中起骨干作用，将结束西藏自治区不通铁路的历史，进一步改善青藏高原的交通条件和投资环境，促进西藏资源开发和经济快速发展，因此，设计为Ⅰ级铁路。

设计线的旅客列车设计行车速度应根据运输需求、铁路等级、地形条件并考虑远期发展条件等因素综合比选确定，Ⅰ、Ⅱ级铁路的路段旅客列车设计行车速度宜按表

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2-3规定的数值选用。

表2-3 Ⅰ、Ⅱ级铁路路段旅客列车设计行车速度(km/h)

Ⅰ Ⅱ 铁路等级 旅客列车设计行车速度 160、140、120 120、100、80 本设计线的运输需求较大，铁路等级为Ⅰ级，地形条件及其复杂，并考虑到远期发展条件，最终根据《线规》规定(表2-3)，设计行车速度为120km/h。

2.2.1 正线数目

本设计正线数目为单线。

正线数目是指连接并贯穿车站的线路的数目。按正线数目可把铁路分为单线铁路、双线铁路和多线铁路。

青藏铁路是当今世界海拔最高、行程最长的高原铁路，全长1956km，翻越唐古拉山的铁路最高点海拔5072m，经过海拔4000m以上地段960km，连续多年冻土区550km以上。由于线路里程长，工程条件极其艰苦，而且自然脆弱多变，要求的年输送能力和客车对数折算的年客货运量不很大因此正线数目定为单线。

2.2.2 牵引种类

本设计牵引种类为近期内燃牵引，远期电力牵引。

牵引种类是指牵引动力的类别。目前我国铁路常用的牵引种类有电力、内燃、蒸汽三种。内燃机车不需要供电设备，独立性好但高原严寒地区，内燃机车的牵引功率以及使用效率低。电力牵引机车功率大、速度高、牵引力大，可显著增大铁路能力，但需要接触网供电，机车独立性稍差且投资大。

青藏铁路是世界上海拔最高、线路最长的高原铁路，青藏铁路全长1956km，翻越唐古拉山的铁路最高点海拔5072m，经过海拔4000m以上地段960km，连续多年冻土区550km以上，所以近期采用内燃牵引，远期需要功率大、速度高、牵引力大，可显著增大铁路能力的机车所以采用电力牵引。

2.2.3 机车类型

本设计机车类型近期采用DF4型内燃机车，远期采用SS3型电力机车。 机车类型是指同一牵引种类中机车的不同型号。机车类型对铁路运输能力、行车速度、运营条件与运输经济具有重要的影响。机车类型应根据牵引种类、运输需求以及与线路平、纵断面技术标准相协调的原则，结合车站分布和领域的牵引质量，经技术经济比选确定。

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本设计的牵引种类近期内燃牵引，远期电力牵引，运量直通货运量近期上行1000万吨/年，下行1000万吨/年，远期上行1500万吨/年，下行1500万吨/年，考虑与线路平、纵断面技术标准相协调的原则，结合车站分布和领域的牵引质量，经技术经济比选决定近期采用DF4型内燃机车，远期采用SS3型电力机车。

2.2.4 牵引质量

牵引质量就是机车牵引的车辆质量，也称牵引吨数。在新线设计以及运营线上，一般情况下均是按列车在限制上坡道上，以机车的计算速度作等速运行为条件来确定牵引质量。

本设计为新线设计，按限制坡度上以机车计算速度等速运行为条件进行牵引质量计算[2]。

2.2.4.1 近期机车牵引质量

近期牵引质量为1574t。

本设计近期采用DF4内燃机车，其牵引性能参数见表2-4。

表2-4 DF4牵引性能参数表

机型/参数 东风4 VJmin(km/h) FJmax(kN) 20.0 301.2 Fq(kN) 401.7 P、Pμ(t) 135 Vg(km/h) 100 LJ(m) 21.1 由表2-4知，VJ?20.0km/h，FJ?302100N，P?135t。 根据规范规定机车牵引力使用系数取λy?0.9，线路设计限制坡度为ix?15‰，则：

?按下式计算： 机车单位基本阻力w0??(2.28?0.0293V?0.000178V2)g w0??(2.28?0.0293?20.0?0.000178?20.02)?9.81?28.81(N/t)。 代入数据，w0??按下式计算： 车辆单位基本阻力w0???(0.92?0.0048V?0.000125V2)g w0???(0.92?0.0048?20.0?0.000125?20.02)?9.81?10.46(N/t)。 代入数据，w0

根据《列车牵引计算规程》规定单机牵引质量G可按下式计算：

??gix)?F?P(w0G?yj (t)

???gixw0P——机车计算质量(t)；

FJ——机车计算牵引力(N)； ?y——机车牵引力使用系数，取0.9；

(2-1)

式中，G——单机牵引质量(t)；

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ix——限制坡度(‰)；

?，w0??——计算速度VJ下的机车、车辆单位基本阻力(N/t)。 w0??28.81N/t，w0???10.63N/t，g=9.81N/kg代入式(2-1)得牵引质量： 把w00.9?302100?135?(28.81?9.81?15)G??1574(t)。

10.46?15?9.812.2.4.2 远期机车牵引质量

远期牵引质量为1615t。

本设计远期采用SS3电力机车，其牵引性能参数见表2-5。

表2-5 SS3牵引性能参数表

机型/参数 韶山3 VJmin(km/h) FJmax(kN) 48.0 317.8 Fq(kN) 470 P、Pμ(t) 138 Vg(km/h) 100 LJ(m) 21.7 由表2-5知，VJ?48.0km/h，FJ?317800N，P?138t。 根据规范规定机车牵引力使用系数取?y?0.9，线路设计限制坡度为ix?15‰，则：

?按下式计算： 机车单位基本阻力w0??(2.25?0.019V?0.00032V2)g w0??(2.28?0.0293?48.0?0.000178?48.02)?9.81?38.25(N/t)。 代入数据，w0??按下式计算： 车辆单位基本阻力w0???(0.92?0.0048V?0.000125V2)g w0???(0.92?0.0048?48.0?0.000125?48.02)?9.81?14.11(N/t)。 代入数据，w0

根据《列车牵引计算规程》规定单机牵引质量G可按下式计算：

??gix)?yFj?P(w0G? (t) (2-2)

??w0?gix??38.25N/t，w0???14.11N/t，g=9.81N/Kg代入式(2-2)得牵引质量： 把w0??gix)0.9?302100?135?(38.25?9.81?15)?yFj?P(w0G???1615(t)。

???gixw014.11?9.81?152.2.5 限制坡度

本设计线限制坡度为15‰。

限制坡度是设计线单机牵引时限制列车牵引质量的最大坡度。不仅影响线路走向、线路长度和车站分布，而且直接影响行车安全、行车速度、运输能力、工程投资、运营支出和经济效益，是铁路全局性技术标准。

本线铁路为一级，地形、地质、水文、地震、气象等条件相对艰苦复杂，而且行车安全、行车速度、运量、运输要求较高，根据《线规》规定(表2-6)最后定为15‰。

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石家庄铁道学院毕业设计 表2-6 限制坡度最大值(‰) I 丘陵 山区 平原 12.0 15.0 6.0 9.0 12.0 6.0 铁路等级 地形地别 电力 牵引种类 内燃 平原 6.0 6.0 II 丘陵 15.0 9.0 山区 20.0 15.0 2.2.6 最小曲线半径

本设计最小曲线半径为800m。

最小曲线半径是设计线采用的曲线半径的最小值。最小曲线半径不仅影响行车安全、旅客舒适等行车质量指标，而且影响行车速度、运行时间等运营技术指标和工程投资、运营支出和经济效益等经济指标。

本线为I级铁路，路段旅客列车设计行车速度为120km/h，工程条件较复杂按照线规规定(表2-7)因此采用的最小曲线半径为800m。

表2-7 车站平面最小圆曲线半径(m)

160 140 路段旅客列车设计行车速度(km/h) 1600 1200 区段站 最小圆曲线半一般 2000 1600 中间站、会让工程径 站、越行站 条件 困难 1600 1200 120 1200 800 100 800 800 600 80 600 2.2.7 机车交路

本设计机车交路为长交路，机车交路距离为200m。

铁路上运转的机车都在一定路段内往返行驶。机车往返行驶的路段称为机车交路，其长度称为机车交路距离。机车交路一般有长交路、短交路、超长交路三种类型。机车交路距离影响列车的旅途时间和直达速度。

机车交路应采用长交路，并应根据牵引种类、机车类型、车流特点、乘务制度、线路条件，结合路网规划及机务设备布局，经技术经济比选确定，而且我国新建的线路广泛的采用轮乘制的长交路。

本设计是新建铁路，牵引种类近期内燃牵引，远期电力牵引，线路条件艰苦，采用长交路，机车交路距离为200m。

2.2.8 到发线有效长度

本设计到发线有效长度为850m。

到发线有效长度是指车站到发线能停放货物列车而不影响相邻股道作业的最大长度。到发线有效长度应根据运输需求和货物列车长度确定，且宜与邻接线路的货物列车到发线有效长度相协调，并应采用1050m，850m，750m，650m，550m等系列

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值。本设计采用的是850m。

2.2.9 闭塞方式

本设计闭塞类型为半自动闭塞。

铁路未来保证行车安全、提高运输效率，利用信号设备等来管理列车在区间运行的方法，称为闭塞方式。闭塞方式决定车站作业间隔时分，从而影响通过能力。我国的基本闭塞方式有半自动闭塞和自动闭塞，在次要支线上和地方铁路有的还采用电气路签。按照《线规》规定，新建单线铁路远期应采用半自动闭塞，所以本设计线选用了半自动闭塞。所谓半自动闭塞，是闭塞机与信号机发生连锁作用的一种闭塞方式，采用半自动闭塞时，因列车进入区间凭证是信号机的显示，省去了向司机递交路签的时间，从而缩短了列车在车站的接发车作业时分，提高了通过能力。本设计选用半自动闭塞。

2.3 机车运量计算

2.3.1 近期运量计算

(1) 牵引质量计算

代入数据，G?[6,7]

G???gix)?yFj?P(w0???gixw0 (t) (2-1)

0.9?302100?135?(28.81?9.81?15)?1574(t)。

10.46?15?9.81具体计算见本设计第10页2.2.4.1近期机车牵引质量。 ① 起动检算

由表2-4知，机车计算起动牵引力Fq?401700N。 起动地点的加算坡度iq?2‰。

?按下式计算： 机车单位起动阻力wq??5g (N/t) wq??5?9.81?49.05(N/t)。 代入数据，wq??按下式计算： 货车的单位起动阻力wq???3.5g (N/t) wq???3.5g?3.5?9.81?34.34(N/t)。 代入数据，wq

根据《列车牵引计算规程》规定受启动条件限制的牵引质量Gq按下式计算：

??giq)?yFq?P(wqGq? (t) (2-3)

???giqwq13

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式中，Fq——机车计算起动牵引力(N)；

iq——起动地点的加算坡度值(‰)；

?——机车单位起动阻力(N/t)； wq??——货车的单位起动阻力(N/t)。 wq代入数据，Gq?0.9?401700?135?(49.05?9.81?2)?6528(t)。

34.34?9.81?2Gq>G=1574t

列车在该站能起动。

② 车站到发线有效长检算

由表2-4知，机车机车长度LJ?21.1m。

到发线长度允许的牵引质量按下式计算：

Gyx?（Lyx?La?NJLJ)q (t) Lyx——到发线有效长度(m)； LJ——机车长度(m)；

?y——机车牵引力使用系数，取0.9； NJ——列车中机车台数；

q——列车延m质量(t/m)，取5.677t/m。

代入数据，Gyx?(850-30-21.1)?5.677?4535(t)。

Gyx>G=1574t

(2-4)

式中，La——安全距离，取30m；

牵引质量不受到发线有效长限制。 (2) 确定牵引定数

根据以上计算，取10t的整倍数，舍掉不足10t的余数部分，故确定牵引定数为1570t。

货物列车牵引辆数按下式计算：

Gn? (辆)

qp式中，qp——每辆货车平均总质量(t)，取78.998t。 代入数据，n?1570=19.9，取19辆。 78.998货物列车牵引净载按下式计算：

GJ?KJ?G (t)

式中，KJ为货车净载系数，取0.72。

代入数据，GJ?0.72?1570=1130.4t，取1130t。

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2.3.2 远期运量计算

(1) 牵引质量计算

(t)

???gixw00.9?317800?138?(38.25?9.81?15)代入数据，G??1615(t)。

14.11?9.81?15G???gix)?yFj?P(w0具体计算见本设计第11页2.2.4.2远期机车牵引质量。 ① 起动检算

由表2-5知，Fq?470000N。 起动地点的加算坡度iq?2‰。

?按下式计算： 机车单位起动阻力wq??5g (N/t) wq??5?9.81?49.05(N/t)。 代入数据，wq??按下式计算： 货车的单位起动阻力wq???3.5g (N/t) wq???3.5g?3.5?9.81?34.34(N/t)。 代入数据，wq

根据《列车牵引计算规程》规定受启动条件限制的牵引质量Gq按下式计算：

??giq)?yFq?P(wqGq? (t)

???giqwq iq——起动地点的加算坡度值(‰)；

?——机车单位起动阻力(N/t)； wq??——货车的单位起动阻力(N/t)。 wq式中，Fq——机车计算起动牵引力(N)；

代入数据，Gq?0.9?470000?138?（49.05?9.81?2）?7997(t)。

34.34?9.81?2Gq>G=1615t，因此，列车在该站能起动。

② 车站到发线有效长检算 由表2-4知，LJ?21.7m。

到发线长度允许的牵引质量按下式计算：

Gyx?（Lyx?La?NJLJ)q (t)

式中，La——安全距离，取30m；

Lyx——到发线有效长度(m)；

LJ——机车长度(m)；

?y——机车牵引力使用系数，取0.9； NJ——列车中机车台数；

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q——列车延m质量(t/m)，取5.677t/m。 代入数据，Gyx?(850-30-21.7)?5.677?4532t。

Gyx>G=1615t，因此，牵引质量不受到发线有效长限制。

(2) 确定牵引定数

根据以上计算，取10t的整倍数，舍掉不足10t的余数部分，故确定牵引定数为1610t。

G1610货物列车牵引辆数：n?==20.4，取20辆；

qp78.998式中，qp——每辆货车平均总质量(t)，取78.998t。

货物列车牵引净载按下式计算：

GJ?KJ?G (t)

式中，KJ为货车净载系数，取0.72。

代入数据，GJ?0.72?1610=1159.2t，取1150t。

2.4 运行时分计算

单位合力曲线计算表见表2-8、表2-9。

由单位合力曲线计算表绘出单位合力图见附录B。

2.4.1 羊八井至岸嘎段运行时分计算

运行时分按下式计算：

T??（ti?Li)?tq?tt (min)

(2-5)

式中，tq、tt——起车、停车附加时分，与牵引种类、牵引质量及进出站线路纵断面

情况有关，本设计取2(min)；

Li——某一坡段的长度(km)；

ti——某一坡段上的每千米的运行时分(min/km),上坡时ti?60/Vjh，Vjh为

在合力图上查得的均衡速度(km/h)；下坡时ti?60/Vx，Vx为下坡限速(km/h)，货物列车Vx=85+0.8i。

(1) DF4型内燃机车： t1?60/(85?0.8?1)?0.7

同理可得，t2?0.8；t3?0.8；t4?0.7；t5?0.7。

代入式(2-5)得：

T?(0.7?1.0?0.8?1.45?0.8?0.95?0.7?1.95?0.7?1.3)?2?2?8.9(min)。 (2) SS3型电力机车：

T?(0.7?1.0?0.8?1.45?0.8?0.95?0.7?1.95?0.7?1.3)?2?2?8.9(min)。

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2.4.2 岸嘎至羊八井段运行时分计算

(1) DF4型内燃机车：

t1?60/85?0.7；t2?60/52?1.2；t3?60/24?2.5；t4?60/26?2.3；

t5?60/84?0.7。

代入式(2-5)得：

T?(0.7?1.3?1.2?1.95?2.5?0.95?2.3?1.45?0.7?1.0)?2?2?13.7(min)。 (2) SS3电力机车：

t1?60/85?0.7；t2?60/78?0.8；t3?60/47?1.3；t4?60/52?1.2；t5?60/84?0.7。

代入式(2-5)得：

T?(0.7?1.3?1.2?1.95?2.5?0.95?2.3?1.45?0.7?1.0)?2?2?13.7(min)。

2.5 需要通过能力检算

需要通过能力：

?C???106??NK??K?(?KH??KH)NKH?(?L??L)NL?(?Z??Z)NZ? Nxy?(1??)????365Gj?式中——?为通过能力储备系数，单线取0.20。

(1) 近期需要通过能力计算 代入数据，

?10?1.15?106?Nxy?(1?0.20)??3?1.2?(1.8?0.5)?2?(1.4?0.75)?1??41.7(对/d)。

?365?1130?(2) 远期需要通过能力计算

代入数据，

?15?1.15?106?Nxy?(1?0.20)??2?1.2?(1.8?0.5)?1?(1.4?0.75)?1??49.5(对/d)。

?365?1150?2.6 通过能力检算

对于单线铁路通过能力按下式计算：

1440?TTN? (对/d)

tW?tF?tB?tH (2-6)

式中，1440——每一昼夜的分钟数；

TT——日均综合维修“天窗”时间(min)；电力牵引取90min，内燃牵引日客

货运行量超过30对时取30min；

tW，tF——站(区)间往、返走行时分(min)，与站间距离、平纵断面情况、牵

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引质量以及机车类型和制动条件等因素有关，可通过牵引计算获得；

即一列车到达车站中心起到对tB——对向列车不同时到达的间隔时分(min)，

向列车到达或通过车站中心的最小间隔时分(表2-8)；

即一列车到达或通过车站中心起到该车站向tH——车站会车间隔时分(min)，

原区间发出另一列车时的最小间隔时分(表2-8)。

表2-10 车站作业间隔时分(min) 闭塞方式 电气路签(牌) 半自动闭塞 自动闭塞 自动闭塞与调度集中 tB 5-6 4-6 3-5 3-5 tH 3-4 2-3 1-2 0.5-1.0 (1)近期通过能力计算

1440?30代入数据，N??46.84(对/d)。

13.7?8.9?7.5N>Nxy=41.7(对/d)，因此，满足设计要求。 (2)远期通过能力计算

1440?90代入数据，N??50.75(对/d)。

10.2?8.9?7.5N>Nxy=49.5(对/d)，因此，满足设计要求。

2.7 输送能力检算

输送能力按下式计算：

C?365NH?Gj106? (Mt/d) (2-7)

式中，NH——折算的货物列车对数(对/d)；

Gj——普通货物列车静载(t)；

?——货运波动系数，常取1.15。

折算的普通货物列车对数NH按下式计算：

NNH???NK??K?(?KH??KH)NKH?(?L??L)NL?(?Z??Z)NZ? (对/d)

1??NK，NKH，NL，NZ——旅客、快货、零担、摘挂列车对数(对/d)；

式中，?——通过能力储备系数，单线取0.20；

?K，?KH，?L，?Z——旅客、快货、零担、摘挂列车扣除系数，见表2-9。

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表2-11 扣除系数 正线数目 单线 闭塞方式 自动 半自动 I=10 自动 I=8 半自动 旅客列车 1.0 1.1-1.3 2.0-2.3 2.3-2.5 1.3-1.5 快货列车 1.0 1.2 2.0 2.3 1.4 零担列车 1.5-2.0 1.5-2.0 3.0-4.0 3.5-4.5 2.0-3.0 摘挂列车 1.3-1.5 1.3-1.5 2.0-3.0 2.5-3.5 1.5-2.0 附注 追踪系数为0.5 NH?3时，取相应低限值 双线 (1) 近期输送能力计算

46.84代入数据，NH???3?1.2?(1.8?0.5)?2?(1.4?0.75)?1??32.2(对/d)。

1?0.2代入式(2-7)得：

365?32.2?1224.6C??12.52(Mt/d)。

106?1.15C>10(Mt/d)，因此，满足设计要求。 (2) 远期输送能力计算

50.75代入数据，NH???2?1.2?(1.8?0.5)?1?(1.4?0.75)?1??37.9(对/d)。

1?0.2代入式(2-7)得：

365?37.9?1256.0C??15.11(Mt/d)。 610?1.15C>15(Mt/d)，因此，满足设计要求。

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表2-8 东风4型内燃单机牵引货物列车的单位合力曲线图

(ix运行工况 栏别 1 2 牵引运行 3 4 ?15‰，P?135t，G?1574t，Vj?20km/h，Fj?301200N，?j?2.8kN/t)

0 10 12.5 17.5 20 30 40 50 60 70 95520 51.04 18.33 35.10 80 82100 56.54 20.64 24.67 90 59700 62.38 23.20 8.72 100 速度(km/h) 计算式 F(N) ?(N/t) w0??(N/t) w0354225 354225 346250 344275 306450 214925 170650 135825 111200 25.42 9.62 25.42 9.62 26.23 9.81 27.93 10.22 28.81 10.46 32.56 11.54 36.66 12.87 41.10 14.45 63.11 45.90 16.26 46.61 57700 68.57 26.00 4.47 惰性 5 6 F?W0(N/t) P?GW0(N/t) c?w0?P?Gc?196.89 196.89 191.97 190.29 167.83 112.85 85.33 10.87 0.356 925.6 10.87 0.264 687.6 11.11 0.249 647.9 11.63 0.224 582.6 11.91 0.214 555.4 13.21 0.181 471.2 14.75 0.159 413.0 16.56 0.142 370.2 18.61 0.130 337.6 20.92 0.120 311.8 23.48 0.112 290.9 26.30 0.105 273.7 29.37 0.100 259.2 ?h c?1000?hθh c?0.5b?w0 Bd(N) 空气制动 7 8 9 473.67 354.66 335.07 302.92 289.59 248.81 221.23 201.68 187.40 176.81 168.93 163.13 158.95 136000 90.63 258300 163.12 235000 151.04 175600 119.55 82500 69.31 25300 41.14 电阻制动 10 空气制动与电阻制动 B?W0(N/t) c?dP?Gc?0.2b?bd?w0(N/t) W0 11 213.30 251.44 219.62 174.42 122.66 93.11 18532.49 18532.49 18935.88 19823.68 20308.09 22515.88 25155.86 28228.03 31732.39 35668.93 40037.67 44838.6 50071.71

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表2-9 韶山3型电力单机牵引货物列车的单位合力曲线计算表

(ix?15‰，P?138t，G?1615t，Vj?48km/h，Fj?317800N，?j?2.8kN/t)

0 10 20 23.6 28.22 10.82 30 335430 30.49 11.54 178.86 33.5 31.84 11.98 40 47 47.5 38.01 14.03 48 60 66 70 80 运行工况 栏别 1 2 牵引运行 3 4 速度(km/h) 计算式 F(N) ?(N/t) w0??(N/t) w0373680 373680 348750 24.25 9.62 203 24.25 9.62 27.06 10.46 327240 323100 34.55 12.87 37.77 13.95 286020 229590 209250 180090 127980 38.25 14.11 44.56 16.26 48.05 17.47 50.50 57.07 18.33 20.64 82.16 49.70 惰性 5 6 F?W0(N/t) P?GW0(N/t) c?w0?P?Gc?203.00 187.75 172.63 169.01 147.61 112.85 99.82 10.77 0.356 925.6 10.77 0.264 687.6 11.77 0.214 555.4 12.19 0.200 521.1 13.04 0.181 471.2 13.55 0.173 448.6 14.58 0.159 413.0 15.83 0.147 381.8 15.92 0.146 379.8 16.02 0.145 377.8 18.50 0.130 337.6 19.89 0.124 321.4 20.87 23.52 0.120 0.112 311.8 290.9 ?h c?1000?hθh c?0.5b?w0 Bd(N) 空气制动 7 8 9 473.57 354.57 289.45 272.73 248.64 237.83 221.06 206.73 205.83 204.94 187.28 180.60 176.76 168.97 127800 83.89 301700 184.79 213200 135.51 302100 188.75 239400 155.46 206000 180500 138.72 126.78 电阻制动 10 空气制动与电阻制动 c?Bd?W0(N/t) P?G11 c?0.2b?bd?w0(N/t) W0 221.40 289.01 225.23 264.71 222.97 201.08 184.96 18832.66 20570.24 21313.63 22789.31 23679.73 25489.87 27666.76 27831.28 27997.00 32335.49 34764.74 36480.54 41107.08

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第3章 详细平、纵断面设计

3.1 车站分布、车站性质、到发线有效长度及站坪长度和坡度

3.1.1 车站分布

车站分布距离大小决定列车在区间的往返走行时分，从而影响通过能力。车站分布距离因影响车站数量，故对工程投资有较大的影响；因影响起停次数和旅行速度，故对运营支出有直接影响。

《铁路线路设计规范(GB50090-2006)》对车站分布有如下规定： 车站分布应遵循以下原则：

(1) 必须满足国家要求的年输送能力和客车对数；

(2) 办理客货运业务的中间站应根据日均客货运量，结合该地区其他运输工具的发展情况并与城市或地区规划相协调合理分布；

(3) 应考虑地形、地质、水文和铁路运营条件；

(4) 应考虑区间通过能力的均衡性。根据线规规定，新建单线铁路的车站分布距离不宜小于8km，枢纽内站间距离不得小于5km。

另外《线规》规定：

车站正线的平面设计标准应符合下列规定：

中间站、越行站、会让站宜设在直线上。困难条件下需设在曲线上时，其曲线半径不得小于规定的数值(表3-1)

表3-1 车站平面最小圆曲线半径(m)

160 140 路段旅客列车设计行车速度(km/h) 1600 1200 区段站 最小圆曲线半一般 2000 1600 中间站、会让工程径 站、越行站 条件 困难 1600 1200 120 1200 800 100 800 800 600 80 600 考虑到本设计的具体情况，线路里程较短，本不宜设置终点站，但为了实践的需要，设置了终点站岸嘎车站，不可避免的造成了曲线伸进站坪内，是本设计的不足之处。但是圆曲线半径为1200m，设计行车速度为120km/h，符合《线规》关于车站规定平面最小圆曲线半径在一般工程条件1200m，困难工程条件800m的规定。

设计起点站的位置已定，DK1921+500.0，设计标高4305.6m，在设计终点站时，一方面考虑到与起点站距离尽量大，另一方面考虑到前方存在隧道，为保证足够的站坪长度，选择了现在的位置，DK1927+550.0，设计标高4260.0m。

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3.1.2 车站性质

车站按其技术作业及作业性质的不同，可以分为会让站、越行站、中间站、区段站和编组站。

本设计车站的车站性质为会让站。本设计线设置在单线铁路上，主要办理列车的到发和会让，也办理少量的客、货运业务因此设置为会让站。

3.1.3 到发线有效长度

到发线有效长度是指车站到发线能停放货物列车而不影响相邻股道作业的最大长度。到发线有效长度应根据运输需求和货物列车长度确定，且宜与邻接线路的货物列车到发线有效长度相协调，并应采用1050m，850m，750m，650m，550m等系列值。本设计采用的是850m。

3.1.4 站坪长度

车站的站坪长度应根据远期到发线有效长度、正线数目、车站种类和车站布置形式等条件确定。一般可采用不小于表3-2规定的数值。

表3-2 站坪长度(m)

远期到发线有效长度 1050 850 750 单线 双线 单线 双线 单线 双线 1450 1700 1250 1500 1150 1400 车站种类 会让站、越行站 中间站 区段站 车站布置形式 650 单线 1050 横列式 横列式 横列式 纵列式 1600 2000 3500 2000 2500 4000 1400 1800 3100 1800 2300 3600 1300 1700 2900 1700 2200 3400 1200 1600 2600 本设计远期到发线有效长度为850m，正线数目为单线，车站种类为会让站，根据《线规》规定，站坪长度定为1250m。

3.1.5 站坪坡度

站坪宜设在平道上。困难条件下，可设在不大于1.0‰的坡道上。特殊困难条件下，有充分技术经济依据时，会让站、越行站可设在不大于6‰的坡道上，但不应连续设置。

本设计起点站站坪坡度为1.0‰，终点站站坪坡度为0‰，符合实际地形条件和

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规范规定。

3.2 线路平面设计说明

线路的平面设计(详图见附录B)是我们整个设计工作的基础和重点。线路平面由曲线和与之相切的直线组成，线路曲线由圆曲线和缓和曲线构成

定线的步骤如下：

(1) 根据起、讫点、必经点、可能通过的河谷、垭口、桥址以及需要绕避的各种障碍，用大约1-2km的航空折线绘出一切可能的线路方案。

(2) 计算各方案各地段的平均自然坡度，并与限制坡度比较，确定紧、缓坡地段。 (3) 按保证远期客货运输业务、车站接近经济据点、区间通过能力尽量均等的原则，结合地形情况，初步确定车站的概略位置和标高。

(4) 初步计算并定出各方案的线路平、纵断面图。 (5) 进行方案比选，评出最优方案。

设计线路平面，力争设置较长的直线段，减少交点个数，以缩短线路长度、改善运营条件。只有因遇到地形地质或地物等局部障碍而引起较大工程时，才设置交点绕避障碍。选定直线位置时，力求减少交点转角的度数。参考基本方案以及比选方案的平、纵断面图进行纸上定线。

本设计过程中尽量规避了紧坡地段，设计线路经过拉萨河系，期间中部为草地、沼泽区，两侧为山体，所以线路尽量靠近山体边缘，防止低处遭遇水害。

根据已经确定的限制坡度，从设计起点羊八井开始，先用短直线找出线路的大致位置，然后在平面图上沿选定的线路方向进行引线。

从设计起点DK1921+500.00羊八井站出发，地势开阔平坦，地质状况良好，直到DK1922+852.00处为确保线路走向设置了第一条曲线，DK1923+979.89处为了绕避村庄，假设了曲线，线路进入拉萨河谷以及沼泽区，地质状况不良再加上水系影响，地基处理繁杂，开始准备设置三座小桥，但考虑到不均匀沉降会给桥梁的施工以及日后火车的运行带来困难和隐患，最终决定架特大桥通过。

前两段曲线之间的夹直线比较短，在设计过程中经过反复尝试计算，最后夹直线长度为64.4m，符合规范要求。曲线要素表见表3-3

设计过程中遇到平面障碍宜早绕避，对高程障碍一般自上而下定线，大河桥渡处一般自桥位两侧定线。本设计线路上，平面障碍主要是村庄、不良地质区域、高山大河等。在定线过程中，第1段曲线处有村庄聚集，经过不停的调整，把影响尽量降低并且为村庄扩建留有了余地，另外结合线路的横断面情况，不良地质区域尽量使线路沿高地边缘走，避免了把线路设在中间地势较低处，这样有利于排水以及结构稳定，

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[6,8]

。

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减少线路养护维修成本，保证列车运行的过程中平稳安全。

从羊八井车站中心出发，每定2-3km平面就作出纵断面设计，点出地面线，根据地面线的起伏变化进行尝试拉坡，力求填挖平衡。发现工程量很大时，就将线路平面位置适当上下移动，经反复修改确定，然后再进行下一段的设计。如此多次之后定出了线路。

为保证车站的分布能满足输送能力的需要、兼顾地方发展的要求，而工程、运营条件又好。我边定线边按均衡速度法概算出列车在区间的往返走行时分，以确定终点站的位置。在确定岸嘎站的站坪范围时，我注意考虑了设站地段的地形，尤其是它的横向坡度不能太大，考虑到车站股道较多，站坪宽度要求较高，结合地形、地质、水文等工程条件和车站运营条件，避免因单纯考虑通过能力而将车站设在地形困难或地质不良地段引起巨大工程，甚至遗留隐患影响日后的正常运营，我选择了终点站位置但填方量稍微有些大。

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表3-3 曲线要素表

交点 号JD 曲线里程 曲线偏角? 曲线半径R(m) 缓和曲线长度l(m) 切线长度T(m) 曲线长夹直线度L(m) 长度(m) 附注 起点ZH 或ZY QD 终点HZ 或YZ 左偏 右偏 JD1 DK1922+852.00 DK1923+915.49 54°03′28″ 1000 120 570.47 1063.49 64.40 JD2 DK1923+979.89 DK1924+815.63 41°00′33″ 1000 120 434.20 835.74 1553.77 JD3 DK1926+369.40 DK1927+621.49 55°00′29″ 1200 100 674.97 1252.09 ZD 26

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3.3 线路纵断面设计说明

线路纵断面是由长度不同、陡缓各异的坡段组成的。线路纵断面设计，主要包括确定最大坡度、坡段长度、坡段连接与坡度折减等问题。设计中限制坡度取为15‰，本线路相对平缓，没有进行坡度折减。主要是坡段长度的合理选取和坡段之间的连接问题。

3.3.1 坡段长度的选取

相邻两坡段的坡度变化点称为变坡点。相邻两变坡点间的水平距离称为坡段长度。从工程数量上看，采用较短的坡段长度可以更好地适应地形起伏，减少路基、桥隧等工程数量。但最短坡段长度应保证坡段两端所设的竖曲线不在坡段中间重叠。从运营角度来看，因为列车在通过变坡点时，变坡点前后的列车运行阻力不同，车钩间存在游间，将使部分车辆产生局部加速度，影响行车平稳；同时也使车辆间产生冲击作用，增大列车纵向力，坡段长度要保证不致产生断钩事故。本设计最小坡段长度为350m，满足规范和行车要求。

3.3.2 坡段连接

坡段连接的主要工作是竖曲线的设置。纵断面的坡段有上坡、下坡和平坡。上坡的坡度为正值，下坡的坡度为负值，相邻坡段坡度差的大小，应以代数差的绝对值△i表示。在线路纵断面的变坡点处设置与坡段直线相切的竖向圆弧称为竖曲线。《线规》规定：相邻坡度的最大坡度差在到发线有效长度为850m的前提下，一般情况为10‰，困难情况可为12‰。设计方案满足要求。《线规》规定：I级和II铁路相邻坡段的坡度差大于3‰时才有必要设置竖曲线，且当设计时速达到160km/h时，相邻坡段的坡度差大于1‰时就需设置竖曲线。本设计的设计时速为120km/h，竖曲线半径根据规范选为10000m。

对于I、II级铁路，竖曲线的几何要素计算公式如下：(具体数据见表3-4)

2TSH外矢距ESH?；切线长TSH?5?i；竖曲线长度KSH?2TSH

2RSH线规对竖曲线的设置还有以下规定： (1) 竖曲线不应与缓和曲线重合； (2) 竖曲线不应设在明桥面上； (3) 不应与道岔重叠。

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设计过程中对所有要求都进行了认真考虑计算，全部符合线规要求。

表3-4 坡度表 路肩设计变坡点里程 高程 DK1921+500 4303.00 设计坡度(‰) 上 DK1922+500 4302.00 DK1923+950 4281.99 DK1924+900 4271.70 DK1926+850 4260.00 DK1928+150 4260.00 0 1300 6.0 1950 10000 60 14.9 950 10000 89 13.8 1450 只有在相邻坡段的坡度差大于3‰时才有必要设置竖曲线 平 下 1 坡长(m) 1000 10000 128 竖曲线(m) 半径 长度 附注 3.4 线路平面位置和沿线高程控制说明

在平面定线设计过程中，注意了多方面的比较，例如线路长度、绕避情况、线路双方向克服高度总和、桥隧总延长与工程量估算、重点土石方工点数与最大填挖高度等，最终定出了线路的平面位置。沿线线路基本选择规避不良地质地段，尽量选择地势较平坦的草坪安排路线以保证高程的连贯，在中段水系处地势两边高中间低，选择沿山体边缘处行进，所以要进行山体加固以及建造排水设施。在终点站岸嘎车站处，为了保证坡度差不致太大影响机车行进的顺畅和安全性，出现了偏大的填方量。

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第4章 桥址选择及隧道位置选择说明

4.1 桥址选择说明

本设计中1座特大桥(长约1500m)，1座跨河中桥(长约20m)，1座立交中桥(长约20m)。

桥位选择所考虑的主要要素，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。线规对桥梁位置有如下规定：

(1) 特大桥、大桥宜设在直线上，困难条件下必须设在曲线上时，宜采用较大的曲线半径；

(2) 明桥面桥应设在直线上； (3) 明桥面桥不应设在反向曲线上； (4) 明桥面桥宜设在平道上；

(5) 明桥面桥上不宜设置竖曲线，以免调整轨顶标高引起铺设和养护的困难。所以纵断面设计时，应使变坡点距明桥面桥两端不小于竖曲线切线长。

基于以上考虑，本设计的桥梁选址经过了反复修改和考虑，拉萨河流量大，分支多而且分散，初步设计了三座桥，后来考虑到路桥过渡段较多而且路基处理复杂，再加上桥梁地段与路基地段存在静态和动态的不平顺，影响行车安全。最终确定建一座特大桥全线通过，这样铁路在运行过程中比较平稳，桥梁的沉降量也容易控制，工程量相对较小。

4.2 隧道选址说明

在铁路选线中，当需要克服高程障碍、降低越岭高程、缩短线路长度和绕避不良地质地段时，我们可以考虑修筑隧道。在本设计中，考虑到与下一站的合理衔接，终点站设计之后就需要开挖隧道。从地形图中我们可以看出，隧道区大部分地段主要是由第四系全新统地层所覆盖，基岩为砾石和喜山期花岗岩等组成。

我们在设计过程中，主要要考虑的是隧道的整体走向以及洞口的选址。隧道的整体走向不仅要有利于开挖，而且要尽量节省工程投资，并与岸嘎站平稳衔接。隧道宜设在直线上，如地形地质条件限制必须设在曲线上时，宜将曲线设在洞口附近并采用较大的曲线半径。洞口是隧道的薄弱环节，洞口工程处理不当，易产生病害，危机行车安全。在洞口的选址方面，规范规定：

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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，忽视洞口边坡稳定的做法。

洞口应选择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。

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

隧道坡度不宜小于3‰，以利于排水。

近年来，国家越来越重视环境保护，尤其是本设计是在青藏高原施工，对环境的保护要求更高。隧道选址必须结合考虑应尽量避免因人为因素导致的山体病害的产生，尽量减少对工程附近的建筑、居民生活、生产和生态环境的不良影响，保护自然坡体及原有植被。综合考虑以上因素，我们把隧道的走向以及洞口选定在现在的位置。

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第5章 环境保护

5.1 环境保护的重要性

自然环境是人类赖以生存的必不可少的条件，保护环境，善待家园。诚然，铁路建设能够给全人类带来不可估量的利益，但是它在造福全人类的同时也在悄然地影响着我们的生存环境。它主要表现在噪声、振动、电磁干扰、大气环境、水环境及生态环境污染等方面。为了把铁路建设对环境的不利影响减少到最低限度，应采取必要的环境保护及防护措施。本设计属于青藏线的一部分，下面我们就整条线路加以叙述。青藏铁路沿线生态系统类型多种多样，生物群落丰富多彩，是我国和南亚地区的“江河源”和“生态源”，也是世界上仅有的独特生态环境系统和世界山地生物物种一个重要的起源和分化中心，其原始生态环境在全球占有特殊的地位，但生态环境十分脆弱，一旦遭到破坏不可逆转，有的草皮植被恢复时间需要上百年的时间。高寒、独特、原始和极其脆弱是这一区域生态环境的显著特征。而野生动物保护、高原植被恢复以及湿地、湖泊环境保护和冻土环境保护，更是铁路建设面临的环保难题。因此，这条线路的环境保护尤为重要。

5.2 环境保护的措施

环境保护体现在勘测、设计、施工、运营等各个环节。由于整条线路的特殊性，相关部门采取了一些不同于一般线路的环保措施。下面以青藏线为例，简单介绍环境保护的措施：

因高原环境脆弱敏感，在线路设计过程中，处处注意环境保护：

(1) 在经过自然保护区和野生动物核心保护区时，做多方案比选，尽量减少对保护区的切割及对重要生存环境的影响。并根据沿线野生动物种群分布特征、种群交换情况、栖息地、繁殖地等状况，设置野生动物通道；

(2) 线路在通过湖泊、湿地等环境敏感地带时，尽量采取绕避或进行路桥比选； (3) 工程建筑物根据所处的地形条件和水文特征进行合理布设，不得采取强行改变地表径流方向或改沟、改河；

(4) 本设计遵循合理规划、设计施工便道及便道宽度，并要求各种机械和车辆固定行车路线；

在施工过程中应注意以下几点：

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(1) 高原植被的保护与恢复

线路所经地区多为高原草甸地区，受严酷的气候条件控制，植被生长非常缓慢。施工中因取、弃土，路基占压不可避免地要破坏部分高原植被，对植被难以生长的地段，采用分段施工，逐段移植的方法，将每段路基划分为若干个施工段，将本段取土坑及路基基底草皮铲下后，及时移植到已先期施工完毕的路基边坡和取土完成后的取土场地表，使对地表植被的破坏减少到最小程度。

(2) 冻土环境的保护

多年冻土，特别是高含冰量冻土对地表的扰动十分敏感。地表一些不大的改变都可能引起多年冻土不可逆的变化，因此在冻土地区筑路要特别注意保护环境。从工程的角度看，保护环境对保护冻土、保护路基稳定也是十分必要的。要合理选择取、弃土位置，取土点应选择离开线路的低矮丘包，取土深度应不大于上限。

(3) 严格控制“三废”排放

对线路所经的可可西里、三江源、羌塘等自然保护区，应严格控制废弃物排放。列车采用密闭设计，既克服了高原缺氧，又防止了废弃物污染沿线环境。对高原各中心站的取暖可使用燃油锅炉、电暖炉或利用太阳能等环保型能源，垃圾在指点车站定点排放，集中处理。各中心站的生活污水经处理达标排放。

(4) 加强对野生动物的保护

线路在经过自然保护区和野生动物核心保护区时，应做多方案比选，尽量减少对保护区的切割及对重要生存环境的影响。根据沿线野生动物种群分布特征、种群交换情况、栖息地、繁殖地等状况，设置野生动物通道。

(5) 精心设计，严格施工管理

鉴于青藏铁路所经的生态环境非常脆弱，植被一旦破坏很难恢复，为把破坏范围减到最小程度，各施工单位必须严格遵守设计说明。随意开辟施工便道，任意就近取弃土，铲草皮，甚至用推土机直接在路基两侧推土填筑等做法是严格禁止的。同时在整个施工当中，要严格执行设计程序，严禁破坏冻土的热平衡；甚至对施工的季节，也要按照设计要求进行：冻土地区有必要在冬季开展施工的，必须严格在冬季进行，以免破坏冻土的热平衡和稳定性。

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