露天矿线路工程课程设计.docx
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露天矿线路工程课程设计
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设计时间：
第三章线路平面设计
一、线路平面设计原则
1）为了节省工程和运营费用，一般情况下线路应尽量接近航空线。
2）尽可能采用较长直线和较大的曲线半径，并使曲线转角总和最小。
3）应尽量减少土石方工程量，在满足路基、桥隧、车站要求的条件下，尽量减少填挖高度。
在土石方可以移挖作填进行调配的地段，应力求填挖数量大致平衡。
4）尽量避开不利地质地段，以减少大型人工建筑物。
在线路地形起伏较大地段，高填深挖不可避免时，应结合工程地质条件，分别与高架桥或隧道进行比选。
5）少占耕地
6）地面横坡较陡和地质复杂地段，要采用地质横断面定线。
7）平面设计应考虑线路纵断面和路基断面的设计以保证足够的路肩高度和桥涵净高、合理的路基边坡和挡护工程等。
二、平面图定线
1.定线基本原则
由地形图分析可以知道从A点到B点属于紧迫导线地段，因此定线过程中应尽量争取克服高程。
应当遵守以下原则。
1）应参照计算的长度定线，不无谓的延长线路。
克服预定高程所必需的长度可按下式计算：
L=
米
式中H——克服的总高度，米；
——因设计曲线而损失的高度，米；
——因设置车站而损失的高度，米；
2）展线与地形、地质情况相配合，以减少工程数量。
通常应由上而下定线。
3）线路的纵断面应尽量用最大坡度，不应无谓的损失高度，更不得设置反向坡度。
2.定线过程
1）首先确定定线步距
地形图中等高线的最小高程差为2米，由步距
=
，米
式中
——等高线间距，米；
——曲线当量坡度，以‰计，一般
为0.5-1.0‰。
本设计中
取值为0.8‰。
又
=25‰以上公式可知
当等高线间距取2米时，
=
=82.64米；
又考虑到缓和曲线和夹直线的长度，82.64米不能满足设计要求，因此取间距为4米。
当等高线间距取4米时
=
=165.28米
2）绘制导向线
根据以计算出的步距
，从B点开始自上而下，在CAD中以
为半径做圆，定出圆与相应等高线的交点（JD），依次连接等高线上所定之点。
即可得出导向线。
3）量出各转角度数。
4）选配曲线半径。
曲线半径最小值为200米，按照设计规范，半径值必须是10的倍数。
5）确定曲线各要素及缓和曲线长度，定出曲线的起点及终点。
曲线要素有转向角（
）、曲线半径（R）、切线长（T）、圆曲线长（L）、外矢距（E0）。
其中转向角（
）由平面图中量取，曲线半径（R）由设计确定。
切线长（T）、圆曲线长（L）、外矢距（E0）计算方法如下
T=Rtan
L=
E0=R（sec
-1）
本设计中车辆行驶速度为40公里/时，根据设计规范规定：
准轨铁路运输时，一般情况下Ⅰ、Ⅱ级固定线路及Ⅰ级半固定线路的曲线半径小于1000米时，需设置缓和曲线。
因此选取缓和直线长度的规定如下：
圆曲线半径，米
缓和曲线长度，米
200及其以下
40
>200-400
30
>400-600
20
设置的缓和曲线间圆曲线的长度应保证不小于11米。
同时在设置圆曲线和缓和曲线中需要考虑两相邻曲线的夹直线长度，本设计中夹直线的长度取30米，困难条件下取值为20米。
6）从定线起点A点开始定出百米标。
7）计算出各交点和控制点的坐标，做出线路各控制点高程及坐标表和各曲线要素表。
3.定线结果
线路各控制点高程及坐标表
点别
距离
方位
△X
△Y
X
Y
高程
A
205
000.000
197
450.500
216.0
165.28
SE37°33′
+124.289
-108.948
JD1
205
124.289
197
341.552
220.0
247.92
SE3°41′
+247.406
-16.033
JD2
205
371.695
197
325.519
226.0
165.28
SE8°19′
+157.057
-51.409
JD3
205
528.752
197
274.110
230.0
165.28
SE41°38′
+129.976
-109.851
JD4
205
652.224
197
164.259
234.0
165.28
SE38°10′
+109.139
-102.123
JD5
205
782.200
197
062.136
238.0
152.71
SE44°33′
+167.904
-106.816
JD6
205
891.339
196
955.320
238.0
168.95
SE6°23′
+167.904
-18.799
JD7
206
059.243
196
936.521
238.0
165.28
SE20°36′
+154.706
-58.168
JD8
206
213.949
196
878.353
242.0
247.92
NE6°8′
+246.502
+26.476
JD9
206
460.451
196
904.829
248.0
330.56
NE36°50′
+264.550
+198.153
JD10
206
725.001
197
102.982
256.0
165.28
NE35°50′
+133.999
+96.803
B
206
859.000
197
199.785
260.0
曲线要素表
点别
a
R
T
L
ZY
YZ
JD1
37°33′
250
100.02
193.83
0+65.25
2+59.09
JD2
14°27′
300
53.07
103.70
3+57.32
4+60.00
JD3
23°30′
300
77.44
153.07
4+97.92
6+50.99
JD4
3°29′
800
34.39
68.77
7+4.44
7+73.21
JD5
6°13′
450
34.46
68.87
8+71.45
9+38.51
JD6
37°59′
200
88.96
172.63
9+67.80
11+40.43
JD7
14°13′
250
46.19
92.03
11+74.23
12+66.26
JD8
26°44′
250
74.44
146.66
13+10.90
14+57.56
JD9
30°42′
450
133.58
261.20
14+97.46
17+58.66
JD10
1°1′
1000
8.72
17.61
19+47.57
19+64.44
注：
JD10处不设缓和曲线
第二章线路纵断面设计
一、线路纵向坡度设计
根据上一章中平面设计已确定的铁路定线，得到各段直线与曲线的数据。
为了保证列车在最大坡度上运行时能正常运行，需对坡度进行相应的折减（即拉坡），拉坡的过程如：
1.确定坡段长度
根据《露天煤矿设计规范》规定坡段长度一般不小于设计最大列车长度，困难情况下可减为半个列车长度，以保证一个列车下的变坡点最多不多于两个。
本线路设计中列车长度为200米，坡段长度必须大于100米而且按规范露天矿铁路应取10米的整倍数。
2.曲线折减
由于曲线会产生附加阻力，因此需将坡道坡度加以折减，保证列车的运行速度不低于计算速度。
对于准轨铁路，曲线阻力换算坡度计算如下：
1）曲线长度等于或大于列车长度时
=
2）曲线长度小于列车长度时
=
式中
——曲线阻力换算坡度，‰；
R——曲线半径，米；
L——该段线路设计坡段长度，若坡段长度大于列车长度时，则L采用列车长度，米；
——对应L长度范围内的所有曲线转向角总和，度；
又本设计中限制坡度为25‰，列车长为200米，经计算可得坡度折减结果如下表：
坡段长度，m
折减后坡度,‰
高程差,m
折减坡度,‰
300
22.7
6.81
2.29055
160
23.8
3.808
1.103083
200
23.5
4.7
1.4274
150
24.71
3.7065
0.284667
150
24.4
3.66
0.506978
200
22.6
4.52
2.318
150
23.8
3.57
1.157644
180
23.1
4.158
1.813056
300
23.4
7.02
1.555556
150
25
3.75
0
180.91
24.9
4.504659
0.068561
由于按以上折减所得的爬坡高度大于B点与A点之间的高程差6.18米，因此需对折减坡度做相应调整。
最终调整结果如下：
坡段长度，m
折减后坡度,‰
高程,m
折减坡度，m
300
22.7
6.81
2.3
160
23.8
3.80
1.2
200
23.5
4.70
1.5
150
24.71
3.70
0.29
150
24.4
3.66
0.6
200
16
3.20
9
150
17.8
2.67
7.2
180
17.1
3.07
7.9
300
17.4
5.22
7.6
150
19
2.85
6
180.91
23.9
4.32
1.1
二、绘制纵断面图
本设计中线路纵断面比例尺为：
横断面1：
10000；纵线1：
1000.根据线路平面图中线路里程及相应地面点的标高，在图上点出地面点，选取地面标高点时，应将地面起伏变化处（如沟底、山顶、陡坎上下、河流中心）点出，并注明相应高程。
根据计算的坡度从A点开始作出设计坡度下跌路中心线的位置，注明相应高程及设计线路高程与地面标高的高程差，在平面栏内按相应里程直线与曲线，并注明曲线要素，当曲线向右偏时，向上凸；当曲线向左偏时，向下凹。
直线上方标注出直线长度，下方标注出直线的方位角。
根据煤矿设计规范规定，准轨铁路当纵断面上相邻坡道间的代数差超过6‰时，变坡点储蓄用圆形竖曲线连接，在本设计中DK9+60处两侧坡道间的代数差为8.7‰.因此必须设置竖曲线。
竖曲线各要素的计算如下：
竖曲线半径RV取2000米；
切线长TV=
=8.7米；
外矢距EV=Rv*（sec
-1）=0.076米；
第三章线路横断面设计
一、线路横断面的绘制
在以上工作中以绘制好的线路平面图和纵断面
桩号
断面
平均断面
距离
米
挖土工程量,m3
填土工程量,m3
挖方，m3
填方,m3
挖方,m3
填方,m3
0+00
0
0
0+45
1.8
0.84
0.9
0.42
45
40.5
18.9
1+00
0
29.3
0.9
15.07
55
49.5
828.85
2+00
31.4
4.3
15.7
16.8
100
1570
1680
2+20
7.26
1.96
19.33
3.13
20
386.6
62.6
3+00
0
105.55
3.63
53.755
80
290.4
4300.4
4+00
35.01
0
17.505
52.775
100
1750.5
5277.5
6+00
28.56
0
31.785
0
200
6357
0
7+00
35.06
0
31.81
0
100
3181
0
8+00
0
117.58
17.53
58.79
100
1753
5879
9+65
30.58
0
15.29
58.79
165
2522.85
9700.35
10+00
1.95
2.66
16.265
1.33
35
569.275
46.55
11+00
0
335.47
0.975
169.065
100
97.5
16906.5
12+00
0
123.04
0
229.255
100
0
22925.5
13+40
0
26.64
0
74.84
140
0
10477.6
14+00
0
136.21
0
81.425
60
0
4885.5
14+60
0
389.12
0
262.665
60
0
15759.9
16+00
0
124.89
0
257.005
140
0
35980.7
16+50
0
72.19
0
98.54
50
0
4927
20+00
0
23.68
0
47.935
0
0
21+00
0
11.06
0
17.37
100
0
1737
21+17.4
0
0
0
5.53
17.4
0
96.222
合计
18568.125
141490.072
注：
DK16+50至DK20+00架桥，不进行土石方量计算。
.
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