基于鐵路選線設(shè)計(jì)的分析

鐵路選線設(shè)計(jì)是土木工程、交通運(yùn)輸?shù)葘I(yè)的一門實(shí)踐性課程；主要訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的能力，培養(yǎng)學(xué)生用定性分析方法對(duì)問題進(jìn)行綜合分析和評(píng)價(jià)。本設(shè)計(jì)是對(duì) “平面設(shè)計(jì)、縱斷面設(shè)計(jì)、橫斷面設(shè)計(jì)、土石方計(jì)算、經(jīng)濟(jì)比較”等知識(shí)的拓寬與綜合應(yīng)用。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)使學(xué)生在鞏固所學(xué)線路選擇、平縱面設(shè)計(jì)和方案經(jīng)濟(jì)比較的基本方法，熟悉并運(yùn)用《鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范》，從而加深對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解，提高綜合分析和解決問題的能力，為畢業(yè)后從事設(shè)計(jì)施工或繼續(xù)深造奠定基礎(chǔ)。鐵路運(yùn)輸是實(shí)際中應(yīng)用非常廣泛的一種運(yùn)輸方式，具有運(yùn)輸量大、運(yùn)輸費(fèi)用較低、車路一體、路權(quán)專用、行車平穩(wěn)、資本密集的特點(diǎn)，有很強(qiáng)的適應(yīng)性，因此，掌握鐵路線路的設(shè)計(jì)方法對(duì)于土木工程專業(yè)的學(xué)生來說具有重要意義。

鐵路線上分布著大量的建筑物和設(shè)施，如橋涵、隧道、車站、供電、通訊、信號(hào)及給排水等。鐵路線的位置決定了各項(xiàng)建筑物的配置和設(shè)備的位置；反之有一些建筑物的配置也影響鐵路線的位置。鐵路線的位置不僅對(duì)工程數(shù)量和工程費(fèi)用有巨大影響，而且對(duì)運(yùn)行安全和運(yùn)輸效率產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。因此，鐵路修建之前必須定好鐵路線位置，才能進(jìn)行各種建筑物的具體設(shè)計(jì)。勘測(cè)設(shè)計(jì)階段由于鐵路的復(fù)雜環(huán)境與要求，必須經(jīng)過由廣到狹，由概略到精細(xì)的勘測(cè)，同時(shí)使鐵路線位置設(shè)計(jì)有步驟地從較多的方案中經(jīng)過多次選優(yōu)，最終達(dá)到最佳的空間位置。

鐵路定線是在地形圖或地面上選定線路的方向，確定線路的空間位置，并布置各種建筑物，是鐵路勘測(cè)設(shè)計(jì)中決定全局的重要工作。

要作好定線工作，必須綜合考慮多方面的因素，逐步接近地、分階段地進(jìn)行工作。每一階段都應(yīng)精心設(shè)計(jì)，多作方案必選。內(nèi)容應(yīng)從粗到細(xì)，從整體到部分，工作過程是從面到帶，從帶到線，知道確定線路的具體位置，這種特點(diǎn)決定了鐵路定線過程中內(nèi)外業(yè)的關(guān)系：外業(yè)勘測(cè)與調(diào)查是內(nèi)業(yè)定線的依據(jù)，而內(nèi)業(yè)定線又指導(dǎo)下一階段的外業(yè)勘測(cè)，經(jīng)過多次反復(fù)，最后才將線路測(cè)設(shè)于地面。影響線路走向的因素主要有以下幾點(diǎn)：

（1）設(shè)計(jì)線的意義及行經(jīng)地區(qū)其他建設(shè)的配合。干線鐵路的走向應(yīng)力求順直，以縮短直通客貨運(yùn)輸距離和時(shí)間。地方意義的鐵路，則易于靠近城鎮(zhèn)和礦區(qū)，以滿足當(dāng)?shù)乜拓涍\(yùn)輸?shù)男枨蟆Ｗ呦虻倪x擇還應(yīng)與路網(wǎng)規(guī)劃及行經(jīng)地區(qū)其他建設(shè)項(xiàng)目協(xié)調(diào)配合。要根據(jù)客貨流向選好接軌站，力爭(zhēng)減少折角運(yùn)輸。要有利于規(guī)劃的干線或支線引入。要考慮與其他地方交通體系的合理銜接，并應(yīng)滿足國防要求。（2）設(shè)計(jì)線的經(jīng)濟(jì)效益和運(yùn)量要求。選擇線路的走向應(yīng)盡可能為更多的工礦基地和經(jīng)濟(jì)中心服務(wù)，即加速地區(qū)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，又使鐵路擴(kuò)大運(yùn)量，增加運(yùn)營收入，爭(zhēng)取較高的經(jīng)濟(jì)收益。（3）自然條件。地形、地質(zhì)、水文、氣象等自然條件決定線路的工程難易程度和運(yùn)營質(zhì)量，對(duì)線路走向有直接的影響。對(duì)于嚴(yán)重不良的地質(zhì)條件、缺水地區(qū)、高烈度地震區(qū)以及高達(dá)山嶺、困難峽谷等自然障礙，選線時(shí)宜考慮避繞。 （4）設(shè)計(jì)線主要技術(shù)指標(biāo)和施工條件。設(shè)計(jì)線的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在一定程度上影響線路的走向，同樣的運(yùn)輸任務(wù)，采用大功率的機(jī)車，則可以采用較大的最大坡度值，是線路有可能更靠近短直方向。

自然條件下的定線原則

1.河谷定線

沿河而行的路線稱為河谷線。在路網(wǎng)中，河谷線有較大的比重。沿河谷定線具有下列優(yōu)點(diǎn)：

（1）河谷縱坡為單向坡，可避免線路出現(xiàn)逆破，且可利用支流測(cè)谷展線。（2）多數(shù)城鎮(zhèn)位于河谷階地，在階地設(shè)站，可更好的為地方服務(wù)。（3）多數(shù)河谷具有開闊地段，鐵路通過階地，可更好的為地方服務(wù)；即可提高鐵路的效益，又方便了鐵路員工的物質(zhì)、文化生活。

河谷兩岸條件常有差別，應(yīng)結(jié)合地形、地質(zhì)、水文、農(nóng)田及城鎮(zhèn)的分部情況，選擇有利岸側(cè)定線。但有利的岸側(cè)，不會(huì)始終局限于一岸，應(yīng)注意選擇有利的地點(diǎn)跨河改變岸側(cè)。

河谷線定線，線路位置往往差異幾十米甚至幾米，就會(huì)對(duì)鐵路的安全和工程量帶來很大影響。線路合理位置的選擇，可分三種情況加以分析研究：

（1）河谷較開闊，橫坡較緩且地質(zhì)良好時(shí)，理想的線路位置為不受洪水沖刷的階地。 （2）河谷狹窄，橫坡較陡，且地質(zhì)不良時(shí)，線路應(yīng)由避開山坡與外移建橋的方案進(jìn)行比選。 （3）河谷十分彎曲時(shí)，可根據(jù)山咀或河谷的實(shí)際情況，采取沿河繞行或取直方案。

2.越嶺地段

當(dāng)線路需要從某一水系（河谷）轉(zhuǎn)入另一水系（河谷）時(shí)，必須穿越分水嶺。越嶺地區(qū)高程障礙大，一般需要展線，地質(zhì)復(fù)雜，工程集中，對(duì)線路的走向、主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（特別是限制坡度和最小曲線半徑）、工程數(shù)量和運(yùn)營條件等影響極大。所以應(yīng)大面積選線，認(rèn)真研究、尋找合理的越嶺線路方案。

越嶺線路常是沿通向分水嶺埡口的河谷足坡定線，并以隧道（地形有利時(shí)用路塹）越過埡口，再沿分水嶺另一側(cè)的河谷向下游定線。越嶺線路應(yīng)主要解決的問題為越嶺埡口選擇、越嶺高程選擇、和越嶺引線定線。

越嶺引線定線是，應(yīng)注意一下幾點(diǎn)：

（1）結(jié)合地形條件選擇合理的最大坡度（限制坡度或加力坡度）。越嶺地區(qū)高差大，為避免大量人工展線，除應(yīng)研究低高程的長(zhǎng)隧道越嶺方案外，還應(yīng)與采用較陡 坡度的方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。（2）為了能控制合理的展線長(zhǎng)度，應(yīng)從埡口往兩側(cè)（從高到底）定線，以避免展線不足或過長(zhǎng)。由于埡口兩側(cè)自然坡度上陡下緩，在上游應(yīng)盡量利用支溝側(cè)谷合理展線，是線路盡早降入祝賀股的開闊臺(tái)地。 （3）埡口附近，地形尤為困難，在有充分依據(jù)時(shí)，引線可合理選用符合全線標(biāo)準(zhǔn)的最小曲線半徑。

3.平原、丘陵地區(qū)

平原地區(qū)地形平坦，丘陵地區(qū)邱崗連綿，但相對(duì)高差不大，一般工農(nóng)業(yè)都比較發(fā)達(dá)，占地及拆遷問題比較突出，地質(zhì)條件比較簡(jiǎn)單，但水文條件可能復(fù)雜。因此，在平原、丘陵地區(qū)定線，應(yīng)著重注意解決好下列問題：

（1） 線路盡量順直

平原、丘陵地區(qū)定線，一般不受高程障礙控制，應(yīng)循航空折線把線路盡量定得順直。繞避障礙物及設(shè)置曲線，必須有充分理由。在不致引起工程量顯著增加的前提下，盡量采用較小偏角、較大半徑，以便縮短線路并取得較好的運(yùn)營條件。（2） 正確處理鐵路與行經(jīng)地區(qū)的關(guān)系車站分布應(yīng)結(jié)合城鎮(zhèn)規(guī)劃，既要方便地方客貨運(yùn)輸，也要充分發(fā)揮鐵路運(yùn)營效率，設(shè)站不應(yīng)過密，也不宜為靠近城鎮(zhèn)而過分迂回線路。為方便地方客貨要求并確保鐵路行車安全，要認(rèn)真布置好沿線的道口和立交橋涵，并以交通量為依據(jù)確定其修建標(biāo)準(zhǔn)。有條件時(shí)，可加大排洪橋涵孔徑，并修建路面兼作立交橋涵使用。 （3） 注意適應(yīng)水文條件的要求平原和低緩丘陵地區(qū)易受洪水泛濫的危害，線路高程應(yīng)高出規(guī)定。跨河橋梁孔徑不宜壓縮，路基應(yīng)有足夠的高度，并做好導(dǎo)流建筑物與路基防護(hù)工作。