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4) 设计轨面线应符合设计标准,并使其尽量接近但不低于既有轨面线与计算轨面线。低于既有轨面线,则施工时要减薄既有道床厚度,影响运营;低于计算轨面标高,则道床厚度要低于设计标准,轨道强度减低。若设计轨面线高出计算轨面线过多,则要垫铺过多的道碴,引起浪费。
5) 根据初步绘出的设计轨面线,定出轨面设计坡度,坡度应取为0.1?的倍数;坡段长度通常采用10m的倍数。
根据轨面设计坡度,标出各百米标与加标的设计轨面标高,标高准确至厘米。 变坡点的坡度代数差?i?3?时,应设置竖曲线。竖曲线的要素应填写在变坡点竖直线的两侧。设置竖曲线时,应注意使其不与缓和曲线、道岔重叠,且不能设在明桥面上。
在改建路段的起点和终点处,应注意标高的衔接。
6) 最后,计算既有轨面标高抬高或降低的数值,即设计轨面标高与既有轨面标高的差值。设有竖曲线的变坡点,应按设置曲线后设计轨面标高来计算抬高或降低值。
4.3 Excel处理方法
我们知道利用Excel表格可以做一些运算工作,在本次设计中我们不但利用其功能对拨距进行了计算,在绘制放大纵断面图的过程中我们也利用了它的一些功能。下面是对其方法的介绍。
4.3.1利用Excel设计纵断面的坡度
在Excel表格中输入桩号、里程、标高如表4-1 所示:
用以计算道床底面标高、计算轨面标高、现有坡度等数据,以方便后面的纵断面设计。道床地面标高计算过程如表4-2所示:
表格中道床底面标高计算公式(B2-C2/100-0.364),0.364为钢轨高度、垫板厚度与轨枕高度之和,是一个定值,C2/100是将既有道床厚化成以米为单位的量,0.364计算如表4-3所示:
计算轨面标高的计算如表4-4所示:
其中0.838来源为为钢轨高度、垫板厚度、轨枕高度与标准道床厚度之和,计算见表4-5:
表格中外包线道床底面标高、计算轨面标高和既有轨道高度的最大值,计算见表4-6:
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表4-1 资料输入及计算过程表
,
表4-2道床地面标高计算
表4-3 0.364计算
表4-4计算轨面标高的计算
表4-5 0.838的计算
表4-6 外包线计算
既有线每50米段内的坡度计算见表4-7:
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表4-7每50米段内的坡度
4.3.2设计坡度的计算
设定一个坡度,下拉使其范围满足最小坡段长度,如图第一个坡度设为2.4,使设计轨面线第一点与既有轨面线重合即H2=B2,用公式H2+(A3+A2)*L3/1000计算设计坡度见表4-8:
表4-8 设计线计算表
起道量计算见表4-9:
表4-9 起道量计算
设计坡度前应先选出外轮廓线并计算出各桩号间的相对坡度,设计坡度应根据相对坡度并结合设计注意事项选出。此外还应根据计算所得抬降量对设计坡度进行调整,以满足一些特殊建筑物如车站、桥梁等处的抬降量要求,避免对既有建筑物的改建。
4.3.3 Excel与 CAD结合绘制放大纵断面图
计算完资料后用公式将桩号和对应标高转化为坐标,如既有轨面线一栏所示,为绘制放大纵断面图做好准备。本次设计我们利用了Excel与CAD相结合的方法绘制了放大纵断面图,以下是对其过程的简单叙述。如表(4-10)所示:
在表格中选定一个数据并将其复制,然后打开CAD, 选择其绘图栏中的多段线命令,点击命令行按鼠标右键选择粘贴,这样便指定了线段的第一个点;接着在选择表格
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表4-10 坐标转化过程
中的其它数据并复制,然后点击CAD的命令行重复上面的命令,这样线段就生成了。对于放大纵断面图的下面数据各栏,数字也可用上述方法粘贴。
4.3.4 段内曲线坡度折减
1.曲线地段最大坡度减缓的注意事项
1) 当设计坡度值和曲线阻力之和不大于最大坡度值时,此设计坡度不用减缓。 2) 既要保证必要减缓值,又不要减缓过多,以免损失高度,使线路额外展长。 3) 减缓时,涉及的曲线长度系未加设缓和曲线前的圆曲线长度;涉及的货物列车长度应取近期长度,因近期长度短于远期长度,按近期长度考虑能满足远期长度的减缓要求。
4) 减缓坡段长度应不短于、且尽量接近于圆曲线长度,取为50m的整倍数,且不应短于200m。通常情况下,所取的坡段长度还不宜大于货物列车长度。
5) 减缓后的设计坡度值,取小数点后一位。 2.曲线地段最大坡度减缓的方法
1) 两圆曲线间不小于200m的直线段,可设计为一个坡段,不予减缓,按最大坡度设计。
2) 长度不小于货物列车长度的圆曲线,可设为一个坡段,曲线阻力的坡度减缓值为:
?iR?wrg?600gR?1g?600R(?) (4.1)
3) 长度小于货物列车长度的圆曲线,设计为一个坡段,曲线阻力的坡度减缓值为:
?iR?600gKy?1600?R?10.5????????(?) (4.2) ?R?gLR180LLi?ii?式中:?—曲线转角(°);
K?—圆曲线长度(m);
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R—圆曲线半径(m);
Li—设计坡段长度(m),当其大于货物列车长度时,取货物列车长度。 4) 若连续有一个以上长度小于货物列车长度的圆曲线,其夹直线长度小于200m,可将小于200m的直线段分开,并入两端曲线进行减缓,坡度减缓值按式(4.2)计算;也可将两个曲线合并折减,减缓坡段长度不宜大于货物列车长度,曲线阻力的坡度减缓值为:
?iR?10.5??Li?000? (4.3)
式中,??为折减坡段范围内的曲线转角总和(°)。
5) 当一个曲线位于两个坡段上时,每个坡段上分配的曲线转角度数。应按两个坡段上曲线长度的比例计算,相应的曲线坡度减缓值,按分配的曲线转角计算。
3.放大纵段面图中圆曲线各坡段的坡度折减表如表4-11所示:
曲线号 1 2 3 4 5 起点里程 (KM) K1677+117.099 K1677+654.989 K1679+18.782 K1679+779.515 K1680+12.844 表4-11 坡度折减表 终点里程 坡度折减 (KM) K1677+538.612 K1677+951.637 K1679+597.648 K1680+160.024 K1680+588.283 (?) 0.63 0.35 0.61 1.33 0.41 设计坡度 (?) 11 12.5 11 12.5 2.4 限制坡度 (?) 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 4.4放大纵断面图的绘制
4.4.1纵断面的设计资料和数据的输入
纵断面的设计资料和数据是放大纵断面图的下半部分,它包含十栏数据。 既有线平面是根据曲线整正后的资料进行绘制的,曲线的绘制要区分其沿线路前进方向的偏向,即左偏或右偏。线路平面绘制完毕后,要标注曲线的各个要素,此外还要标出各曲线直缓点、缓直点的里程。
里程只需标出百米点的整桩里程。
加桩里程需标出需标出各特殊点的里程(如变坡点,既有建筑物中心里程所在点)。 既有道床厚度,既有轨面高程应按里程点对应标上。
轨面设计坡度应根据设计坡度及坡段长度标出。它包括:各坡段的起点、终点以及坡段的走向(上坡或下坡)。设计坡度时,应注意曲线地段的最大坡度折减,同时还应注意车站处的坡度值不能大于2.5?。
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