既有线能力加强及改建设计习题解答.docx
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既有线能力加强及改建设计习题解答
既有线能力加强及改建设计习题参考解答
8-1改善运营条件（改善平、纵面、道口、轨道加强等），为什么可以提高既有线的通过能力或输送能力?
结合通过能力及输送能力的计算公式简要说明。
参考答案：
答：
改善运营条件包括改善平、纵面，改善和加强道口，加强轨道等，其中平纵面的改善包括加大曲线半径、延长缓和曲线、缓建最大坡度、延长到发线有效长等措施。
（1）改善运营条件对通过能力的提高。
单线通过能力的计算公式为
，双线的为
（半自动闭塞）或
（自动闭塞）。
由这些计算公式可知，提高通过能力的关键是缩短列车在区间的运行时分，而缩短运行时分的方法有改善信联闭设施、缩短站间距、提高列车的旅行速度。
加大曲线半径、延长缓和曲线、缓建最大坡度、改善道口、加强轨道等都能提高列车的运行速度，自然就能提高通过能力。
（2）改善运营条件对输送能力的提高。
输送能力的计算公式为
，其中Gj＝G×KJ，而
。
也就是说可以提高通过能力和牵引吨数来提高输送能力。
由前面论述已知改善运营条件能提高通过能力，而提高牵引吨数的措施中就包括延长到发线、降低最大坡度、加强轨道等改善运营条件的措施，所以改善运营条件能提高通过能力。
8-2简述既有铁路能力加强中，提高通过能力的措施。
参考答案：
答：
提高通过能力的措施有行车组织措施、改换信联闭装置、增设车站和线路所和增建第二线及其过渡措施。
行车组织措施包括缩短控制区间的运行图周期、采用特种运行图、减少旅客列车扣除系数等。
采用较完善的信号、连锁、闭塞装置，可使列车在车站上交会、越行的作业时间缩短，从而提高通过能力。
增设车站或线路所可减少控制区间的站间距离，从而提高通过能力，但站间距不能过短。
增建第二线及其过渡措施包括：
向控制区间延长站线；修建双插段，组织不停车交会；在控制区间铺设第二线；增建二线。
8-3既有纵断面改建设计与新线纵断面设计有何不同，简述其原因。
参考答案：
答：
二者的主要区别在于：
1）新线纵断面设计是以路肩标高为准设计的，而既有线纵断面改建设计是以轨面标高为准设计的；
2）既有线纵断面改建设计要求比新线设计更细致精确，所以采用放大纵断面图设计，其高程比例尺通常比新线纵断面图放大5-10倍，即1:
100-1:
200.
之所以要有此区别，要采用放大纵断面图进行设计，一是为了尽可能利用既有建筑物和设备，减少改建工程；二是为了尽可能减少改建工作与既有线正常运营之间的干扰，也要求尽可能减少改建工作，这两方面的原因，就要求既有线纵断面改建设计比新线纵断面设计更细致，精确，准确。
8-4绘图说明既有线平面改建的原因及其相应的改建方法。
参考答案：
答：
既有线的平面改建，主要是曲线及其毗邻路段的改建。
应根据不同的改建原因采用相应的改建方式。
（1）线路整正：
在运营过程中，一方面由于机车车辆的车轮冲撞钢轨，使曲线产生错动；一方面由于维修时对线路拨动，使曲线偏离设计位置。
改建时，需要将既有曲线拨正到设计位置，如图（a）所示。
平面改建示意图
（2）提高线路标准：
因铁路运量日增，行车速度日高，改建线路的设计标准也要相应提高。
如既有曲线半径需要加大，缓和曲线需要加长，夹直线长度需要加长，都会引起线路的改建。
图（b）、（c）、（d）分别为加大曲线半径、加长缓和曲线和加长夹直线的三种图式；图（e）为同向曲线间夹直线长度不够而改建为一个曲线的图式，图（f）为反向曲线间夹直线长度不够，而用移动中间切线的办法以加长夹直线的图式。
（3）线路裁弯取直改建：
某段线路标准过低或绕弯过甚，改建时往往裁弯取直，另修一段新线，如图（g）所示。
线路上个别桥隧建筑物位置的改移，将引起附近线路的改建，如图（h）所示。
8-5应用渐伸线原理计算既有线拨动量的前提条件是什么?
参考答案：
答：
首先，曲线长度应基本保持不变，才能保证必要的计算精度。
所以该方法仅适用于将错动的既有曲线拨正为规则线形，以及拨动前后曲线长度不会大量变化的改建设计。
若既有曲线的转角较大，且要增大曲线半径，则改建后线路长度缩短；若采用一般方法计算拨距，就要产生很大误差，需要用特殊方法计算拨距。
其次，保证终切线不拨动。
首先，要保证既有曲线的转角不变动，以免终切线发生扭转。
所以设计时应保证设计曲线和既有曲线的转角α相等。
最后，还必须使既有曲线测量终点的拨距为零，以免引起终切线的平行移动，所以设计时应使测量终点设计曲线和既有曲线的渐伸线长度相等，即
。
8-6举例说明提高既有铁路通过能力和牵引吨数的技术改造措施。
参考答案：
答：
（一）提高通过能力的措施有：
1）行车组织措施，包括：
缩短控制区间的运行图周期；采用特种运行图；减少旅客列车扣除系数。
2）改换信联闭装置，采用较完善的信号、连锁、闭塞装置，可使列车在车站上交会、越行的作业时间缩短，从而提高通过能力。
3）增设车站或线路所，减少控制区间的站间距离，从而提高通过能力，但站间距不能过短。
4）增建第二线及其过渡措施，包括向控制区间延长站线，修建双插段，组织不停车交会，在控制区间铺设第二线，增建第二线。
（二）提高牵引吨数的措施
1）运输组织措施，包括动能闯坡、补机推送、组合列车。
2）增大牵引功率的措施，包括加力牵引、采用大型机车、采用电力或内燃机车。
3）减缓最大坡度的措施。
4）延长到发线有效长度。
8-7知某既有曲线未设缓和曲线，转角a=60°，及Rj=500m，测得QZj点的既要渐伸线长Ej=68.539m，如将曲线改建为Rs=600m，QZj要拔到OZs位置。
①用渐伸线原理计算△=?
②用几何关系计算△=?
③两次算出的△是否相同，如果不相同是什么原因?
参考答案：
解：
（1）由于不设缓和曲线，设计线曲中点的渐伸线长度为：
（m）
所以拨距△=82.246-68.539=13.707（m）。
（2）①将曲线整正为R=500m的规则曲线时曲中点的渐伸线长度为：
（m）
不改变曲线半径时曲线拨距为零。
②R=500m的曲线的外矢距E为：
（m）
R=600m的曲线的外矢距E为：
（m）
③所以曲中点的拨距为二者外矢距之差再加上曲线整正时的拨距，得：
△=92.820-77.350+0=15.470（m）。
（3）两次计算值相差近2m，这是因为这种情况不适合使用渐伸线法计算。
半径由500m改为600m引起了线路长度的变化，而使用渐伸线法计算拨距的前提是曲线长度应基本保持不变。
8-8测得某既有曲线置镜点的偏角与弧长为：
表8-8测得某既有曲线置镜点的偏角与弧长为
置镜点
偏角φ
弧长
K10+380
K10+460
0°32'50"
80m
K10+600
10°00'13"
140m
K10+760
17°30'18"
160m
K10+840
11°00'51"
80m
前视点
0°29'48''
（1）求各点置镜点的既有渐伸线长。
（2）如选配Rs=490m，ls=70m。
（a）求ZHs、HYs、QZs、YHs、HZs里程；
（b）求各置镜点的设计渐伸线长；
（c）求各置镜点的拨动量。
参考答案：
解：
（1）各置镜点的渐伸线长。
①K10+460处，
=0°32′50"，
（m）
②K10+600处，
=0°32′50"+10°00'13"=10°33'03"，
（m）
③K10+760处，
=10°33'03"+17°30'18"=28°03'21"，
（m）
④K10+840处，
=28°03'21"+11°00'51"=39°04'12"，
（m）
⑤前视点，曲线偏角
=39°04′12"+0°29'48''=39°34′00"。
（2）拨距计算
Rs=490m，ls=70m，a=39°34′00"，得T=211.394，S=408.379。
1里程计算。
由终点的拨距为0，计算QZS点的里程。
QZS点的里程=K10+840-
=K10+609.113；
因此ZHS点的里程=QZS点的里程-S/2=K10+404.924；
HYS点的里程=ZHS点的里程+ls=K10+474.924；
YHS点的里程=（HYS点的里程-ls/2）+RSa-ls/2=K10+743.302；
HZS点的里程=YHS点的里程+ls=K10+813.302；
ZYS点的里程=ZHS点的里程+ls/2=K10+439.924；
2各置镜点的设计渐伸线计算
K10+460点位于缓和曲线上，所以渐伸线长为:
（m）
K10+600点位于圆曲线上，所以渐伸线长计算如下：
（m）
（m）
K10+760点位于第二个缓和曲线上，渐伸线长计算如下：
（m）
K10+840点位于直线上，渐伸线长计算如下：
（m）
3各置镜点的拨动量分别为：
K10+460点为：
0.812-0.764=0.048（m）；
K10+600点为：
26.564-26.544=0.020（m）；
K10+760点为：
104.934-104.891=0.043（m）；
K10+840点拨动量为0。
8-9选用某一既有线偏角资料，参照教材既有曲线拨距计算表的步骤进行拨距计算。
表11#左转
置镜点
测点里程
偏角
不
K10+380
°—'—"
+400
0—01—22
+420
0—03—15
+440
0—11—32
不
K10+460
0—32—50
+480
3—01—12
+500
4—10—36
+520
5—20—56
+540
6—30—52
+560
7—40—50
+580
8—50—20
不
K10+600
10—00—13
+620
9—22—38
+640
10—31—50
+660
11—41—48
+680
12—51—54
+700
14—01—23
+720
15—11—04
+740
16—20—45
不
K10+760
17—30—18
+780
9—59—35
+800
10—32—48
+820
10—51—09
+840
11—00—51
前视点
0—29—48
表22#右转
置镜点
测点里程
偏角°—'—"
不
K10+760
+780
0—00—21
+800
0—01—07
+820
0—04—08
+840
0—13—20
不
K13+860
0—30—16
+880
2—10—00
+900
2—42—27
+920
2—14—30
+940
3—46—00
+960
4一17—53
+980
4—49—24
不
K14+000
5—21—20
+020
4—08—18
+040
4—27—46
+060
4—38—04
+080
4—43—52
不
K14+100
4—47—16
前视点
0—13—43
表33#左转
置镜点
测点里程
偏角°—'—"
不
K16+640
+660
0—00—46
+680
0—00—51
+700
0—02—44
+720
0—10—28
不
K16+740
0—24—04
+760
1—56—36
+780
2—28—06
+800
2—59—38
+820
3—30—50
+840
4—02—16
不
K16+860
4—33—43
+880
3—39—35
+900
4—05—45
+920
4—26—24
+940
4—40—00
不
K16+960
4—48—50
前视点
0—35—06
表44#右转
置镜点
测点里程
偏角°—'—"—
不
K18+340
°—'—"
+360
0—03—44
+380
0—04—44
+400
0—12—06
+420
0—26—52
不
K18+440
0—47—49
+460
2—28—50
+480
2—59—18
+500
3—29—58
+520
4—01—50
+540
4—33—46
+560
5—05—17
+580
5—36—36
+600
6—06—32
+620
6—40—24
不
K18+640
7—11—57
+660
7—43—39
+680
8—05—29
+700
8—19—02
不
K18+720
8—26—07
前视点
0—22—06
表55#左转
置镜点
测点里程
偏角°—'—"—
不
K20+420
°—'—"
+440
0—01—40
+460
0—01—50
+480
0—02—20
+500
0—10—40
不
K20+520
0—32—10
+540
3—26—20
+560
4—44—40
+580
6—04—40
+600
7—24—10
不
K20+620
8—43—50
+640
8—00—40
+660
9—20—00
+680
10—40—00
+700
12—00—00
不
K20+720
13—9—40
+740
7—39—50
+760
8—26—30
+780
8—58—40
+800
9—16—10
+820
9—26—40
不
K20+840
9—33—10
前视点
0—35—00
表66#右转
置镜点
测点里程
偏角°—'—"
不
K24+200
+220
0—01—m
+240
0—01—56
+260
0—01—39
+280
0—07—02
+300
0—17—28
不
K24+320
0—33—22
+340
0—19—52
+360
0—42—34
+380
1—07—08
+400
1—32—54
不
K24+420
1—58—02
+440
4—42—24
+460
4—47—34
不
K24+480
4—49—42
前视点
0—05—15
参考答案：
解：
（1）选择表格1，按照表格，计算各置镜点的既有渐伸线长，得曲线偏角a=39°34′00"。
（2）选配曲线半径。
用二节差商法，计算K10+600至K18+760共9个测点渐伸线的二次差值，n=7，
=5.6695。
则
（m）
取Rs=490m。
（3）计算QZ点的里程，选取缓和曲线
终点的拨距为0，计算QZS点的里程。
QZS点的里程=K10+840-
=K10+609.113；
ZY点的里程=QZ点的里程-
=K10+439.924
选K10+600，K10+620，K10+640计算pS值，由
，得
。
对于K10+600，得pS=0.39725；对于K10+620，得pS=0.41157；对于K10+640，得pS=0.41474。
得pS平均值0.4078。
从而：
=69.256m。
取ls=70m。
因a=39°34′00"，得T=211.394，S=408.379。
（4）里程计算。
因此ZHS点的里程=QZS点的里程-S/2=K10+404.924；
HYS点的里程=ZHS点的里程+ls=K10+474.924；
YHS点的里程=（HYS点的里程-ls/2）+RSa-ls/2=K10+743.302；
HZS点的里程=YHS点的里程+ls=K10+813.302；
ZYS点的里程=ZHS点的里程+ls/2=K10+439.924；
（5）各置镜点的设计渐伸线计算，参看表格。
既有曲线拨距计算表
既有曲线资料
既有曲线渐伸线长度计算
设计曲线主要点里程
设计曲线渐伸线长度计算
拨距计算
置镜点
测点里程
°′"
β
°′"
β
（rad）
EJ
L或X
ES
+
-
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
不
K18+380
400
00122
00122
0.0003975
20
0.008
0.008
ZHK10+404.924
0.000
0.008
420
00315
00315
0.0009454
40
0.038
0.038
15.076
0.017
0.017
0.021
440
01132
01132
0.0033549
60
0.201
0.201
ZYK10+439.924
35.076
0.210
0.210
0.008
不
K18+460
03250
03250
0.0095508
80
0.764
0.764
55.076
0.812
0.812
0.048
480
30112
33402
0.0622598
20
1.245
2.009
HYK10+474.924
40.076
1.639
0.417
2.056
0.046
500
41036
44326
0.0824474
40
3.298
4.062
60.076
3.683
0.417
4.099
0.037
520
52056
55346
0.1029066
60
6.174
6.938
80.076
6.543
0.417
6.960
0.021
540
63052
70342
0.1232493
80
9.860
10.624
100.076
10.220
0.417
10.636
0.012
560
74050
81340
0.1436018
100
14.360
15.124
120.076
14.712
0.417
15.129
0.005
580
85020
92310
0.1638185
120
19.658
20.422
140.076
20.022
0.417
20.438
0.016
不
K18+600
100013
103303
0.1841468
140
25.781
26.545
QZK10+609.113
160.076
26.147
0.417
26.564
0.019
620
92238
195541
0.3478102
20
6.956
33.501
180.076
33.089
0.417
33.506
0.005
640
103150
210453
0.3679396
40
14.718
41.262
200.076
40.847
0.417
41.264
0.002
660
114148
221451
0.3882921
60
23.298
49.842
220.076
49.422
0.417
49.839
0.004
680
125154
232457
0.4086834
80
32.695
59.239
240.076
58.813
0.417
59.229
0.010
700
140123
243426
0.4288953
100
42.890
69.434
260.076
69.020
0.417
69.437
0.003
720
151104
254407
0.4491653
120
53.900
80.444
280.076
80.043
0.417
80.460
0.016
740
162045
265348
0.4694354
140
65.721
92.266
YHK10+743.302
300.076
91.883
0.417
92.300
0.034
不
K18+760
173018
280321
0.4896667
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