学士学位论文--精伊线塔尔至伊宁东段线路的初步设计.doc

XX大学毕业设计（论文）
目 录
第一章 绪 论 1
第二章 线路平面定线 6
第一节 紧坡地段定线 6
一、定线要点 6
二、展线方式 6
三、导向线定线法 7
第二节 缓坡地段定线 7
第三节 定线过程 8
一、曲线板的制作 8
二、定线 8
第三章 线路平面设计 11
第一节 平面组成和曲线要求 11
一、曲线要素计算 11
二、消除弦弧差的方法 11
第二节 直线设计 12
一、夹直线的概念 13
二、夹直线长度的确定 13
三、夹直线长度的保证 13
第三节 曲线设计 14
一、圆曲线设计 14
二、缓和曲线设计 14
第四节 线路平面图 15
一、线路里程和百米桩 15
二、曲线要素及其起终点里程 15
三、线路上各主要建筑物 15
四、初测导线和水准基点 16
第五节 本设计线的特点 16
一、设计线的地面特点 16
二、设计线的特点 16
第四章 线路中桩坐标计算 17
第一节 中桩坐标计算的意义 17
第二节 中桩坐标计算的方法分析 17
第三节 中桩坐标计算的程序设计 21
一、中桩坐标计算的程序设计 21
二、程序流程图 28
三、程序实现过程 28
第五章 线路纵断面设计 29
第一节 纵断面设计的一般问题 29
一、限制坡度 29
二、坡段长度 29
三、坡段连接 30
四、最大坡度的折减 31
五、克服高度 34
第二节 纵断面设计的特殊问题 34
一、桥涵及道口地段 34
二、隧道地段 35
三、站坪地段 36
第三节 详细纵断面图 37
一、绘图要求 37
二、本设计中的部分纵断面图 38
第六章 横断面设计及土石方计算 39
第一节 横断面设计 39
一、设计过程 39
二、设计图例 40
第二节 土石方计算 41
结 论 47
致 谢 48
主 要 参 考 文 献 49
附 录 50

55

第一章 绪 论
精伊铁路位于新疆维吾尔自治区西部博尔塔拉蒙古自治州和伊犁哈萨克自治州内，该线从兰新铁路西段的精河站接轨，经精河县后，沿天山北麓西行，跨尼勒克河，穿越婆罗克努山，进入岭南低山丘陵区，途径尼勒克、伊宁东、伊宁、伊犁、霍城、清水河和霍尔果斯等17个车站（近期开站13个），线路全长295.725公里。该铁路为二级铁路,将是新疆首条电气化铁路。自此，“欧亚大陆桥”将新增一条新铁路通道。
长期以来，伊犁与疆内外地区没有铁路相通，翻越漫长的果子沟盘山公路不仅使进入伊犁的外地人生畏，就是伊犁人也没有谁会认为走这条路是一种轻松。单一的交通方式、漫长难行的公路严重制约了当地的经济发展。上世纪初，中国民主革命的先驱孙中山先生在他的建国大纲中，就已经提出要把铁路修到伊犁。他当时可能不知道伊犁是什么模样，但他知道伊犁在中国的重要性。
要想富，先修路。伊犁地处西北边陲，素有“塞外江南”之美誉，自然环境奇美，资源优势突出。但多年来落后的交通状况严重制约着伊犁河谷资源优势的转化，使得伊犁经济无法振翅腾飞。修通铁路成为伊犁人的百年梦想。
据有关部门预测，精伊铁路精河至伊犁段货流运量近期上行为458万吨，下行为230万吨；远期上行为786万吨，下行为352万吨。精伊铁路建成后，近期、远期年度客流密度精河至伊犁段分别为168万人和242万人。精伊铁路预测客车对数近期、远期精河至伊犁分别为5对、8对。这组数据意味着，精伊铁路修通后将使伊犁的货运能力提高数倍。运输量和客流的增长所带来的变化将具体体现在伊犁经济整体增长的速度上。
一、政治及国防意义
伊犁哈萨克自治州是以哈萨克族为主体的多民族自治州，由41个民族组成。本项目吸引区为伊犁州直辖的八县一市，少数民族人口占67.1%，自古以来就是我国的边防重镇，口岸优势尽显无遗，伊犁州边境线长达2000多公里，与哈萨克斯坦、俄罗斯、蒙古国接壤，是新疆和全国向西开放的重要商埠和国际大通道。沿边有霍尔果斯、巴克图、吉木乃等8个国家一类口岸,其中霍尔果斯口岸是西北地区最大的公路口岸，具有年进出口货物200万吨、出入境人员300万人次的通关能力。修建精伊铁路可加强伊犁与新疆其他地州及内地的联系，同时也加大伊犁与区外各地之间的物质文化交流，提高本区各族人民的物质文化水平，从而维护社会稳定；同时铁路作为现代化的交通工具，对保卫祖国西北边疆，维护祖国领土完整具有重要的军事和国防意义。
精伊线直接影响的地区主要是伊犁州直辖的八县一市（或称伊犁地区），具有丰富的水土资源，年降水量为全疆的2倍，伊犁河是新疆的第一大河，伊犁河灌溉面积达1800万亩，具有发展农业，工业，对外贸易和旅游的得天独厚的条件，也是我国西北边疆的前沿，长期以来，由于不通铁路，严重制约了国民经济和各种社会进步事业的发展以及人民生活水平的提高。建国后，党和国家领导人也提出过要修建本线，朱熔基总理也很关心本线的修建， 并对本线的修建给予了肯定和支持。因此，早日修通本线将对巩固国防，维护民族团结和社会稳定，加快伊犁和新疆的经济发展乃至西部打开发战略的实施，优化和完善西部路网布局具有重要的意义。
二、经济意义
伊犁地区具有发展经济的得天独厚的四大优势。
1、该地区具有丰富的水土资源，伊犁地区是新疆的丰水区，年降雨量是全疆的二倍，伊犁河是新疆的第一大河。宜农土地面积大，规划灌溉面积1800万亩，可供开发的宜农荒地占全疆可垦荒地的15.5%。可耕地200万公顷、天然草场总面积约2000多万公顷使伊犁成为新疆重要的粮、油、棉、甜菜和畜牧业基地且伊犁森林资源丰富而独特。计划即将对伊犁河进行综合开发利用。
2、该地区矿产资源十分丰富，主要矿产资源有煤、金、银、铁、铜、镍、铅、锌、铀、锰、铍、钾长石、水晶、重晶石、石灰石、石膏、石英石、云母等63个矿种，矿点440余处，其中铍、白云母、钾长石储量居全国之首，铜、金、硫铁、钴等23种矿产储量居新疆之首，煤炭储量约为4771亿吨，另外，伊宁盆地是新疆五大含油气盆地之一，预计油气有广阔的开发前景。
3、该地区具有优越的地缘优势。伊犁是国道312西端，西与哈萨克斯坦接壤，是国内市场与中亚乃至欧洲市场的连接点，境内有一个沿边开放城市伊宁市；两个区即伊宁市经济合作区和清水河开发区；三个国家一类口岸（霍尔果斯口岸、都拉塔口岸、木扎尔口岸），是我国向西开放的“窗口”，具有“西出东联”、向中亚和欧洲开展地边贸易，进出口贸易和转口贸易的便利条件。伊犁地区是全国的第一批边境少数民族改革开放实验，具有独特的地缘政策优势。
4、该地区有独具特色的旅游资源。中国旅游资源68种基本类型中，伊犁拥有53种。是西北地区少有的绿色宝库。是开展探险、登山、滑雪、狩猎、考古及领略民族风情等旅游活动的理想之地。经过近几年的开发建设，各旅游景点的建设日趋完善。众多游客慕名而来，伊犁是新疆旅游资源富集区之一，旅游资源独特。当今世界旅游业追求的阳光、水域、沙滩、绿色、空气五大要素，自治州应有尽有：地理景观、水体景观、生物景观、文物古迹、民俗风情、休闲求知健身等六大旅游资源类型一应俱全。丰富的动植物资源，浓郁的民族风情，独特的草原文化，众多的名胜古迹，向西开放桥头堡的地理位置，为开展生态旅游、民俗旅游、人文历史旅游、跨国旅游提供了良好的基础条件。全州有规模的景区（点）27个，达到国家质量等级旅游区（点）9处。伊犁旅游散发着无穷的魅力，吸引着无数的中外游客。伊犁成为公认的国内夏季最佳的度假旅游目的地之一。建国后特别是改革开放以来，伊犁地区国民经济各项事业取得了巨大成就，2000年国内生产总值73.8亿元，比1995年年均增长7%。但伊犁地区由于基础设施落后特别是交通不畅，成为国民经济发展和交通运输的“瓶颈”。并严重影响了伊犁地区资源的开发和利用，使丰富的资源优势不能转化为经济优势。本线的修建，将极大地加快伊犁地区资源的开发利用，吸引国内外更多的资金和人才参与伊犁经济的发展，提高本区产品的市场竞争力，加快我国最大的公路口岸之一霍尔果斯口岸的发展，加大我国与中亚和欧洲的商品贸易，从而促进该地区经济和社会的发展。
三、在西部大开发中的意义
党的十五大确定了我国东部地区和西部地区协调发展、加大对中西部地区现代化建设的支持力度的战略。新疆在西部开发中具有重要的战略地位，应该多方设法加快新疆地区的发展，使新疆成为我国经济发展特别是本世纪经济增长的重要支点。伊犁地区的经济发展对新疆的经济发展具有举足轻重的作用，1998年江总书记视察新疆明确指出，要把新疆建成国家最大的石油、商品棉基地和重要的畜产品、粮食、糖料基地，后三个基地主要在伊犁地区；同年9月，田纪云副委员长考察伊犁，作了“加快伊犁河流域开发，再造一个山川秀美的伊犁”的题词，国家投资1.1亿多元作为开发的起步工程。1999年10月，朱镕基总理听取新疆工作报告，明确表示要向新疆大力倾斜，加快新疆基础设施建设。2000年9月，朱镕基总理视察南疆铁路时指出：精伊铁路建设应与伊犁河开发同步进行。伊犁以其可供开发的资源潜力和特殊的区位，在西部开发中正在成为国家大力倾斜的一个重要地区，是极具潜力的一块宝地。
伊犁地区在新疆及全国区域经济发展中具有特殊地位。伊犁地区丰富的水土光热资源，无污染的绿色食品和众多的野生资源开发前景广阔，完全可以建成新疆最大的全国具有影响的绿色食品产业基地；伊犁地区在新疆具有不可替代的战略地位、地缘、政策优势，完全有望把伊宁市建成新疆乃至全国重要的边境国际贸易中心；伊犁地区可开发的电力资源异常丰富，完全可以建成新疆最大的能源基地；伊犁地区的自然景光、民族文化风情、古丝绸之路，有条件成为新疆重要的黄景旅游胜地；伊犁地区矿产资源得天独厚 ，如果得到充分开发利用，将成为伊犁地区乃至新疆重要的经济增长点。伊犁地区在西部大开发中具有十分重要的地位，加大伊犁地区的基础设施特别是长期制约伊犁地区经济发展的交通设施的投资，改善伊犁地区的投资环境，促进伊犁地区的各种优势资源开发速度，加快伊犁地区的经济发展已成当务之急。
四、综合运输及路网意义
伊犁地区目前是一个主要依赖于公路维系客货进出的地区。由于自然条件限制，大部分公路等级低，病害严重。伊宁市离最近的铁路北疆铁路也有295公里的公路路程，无综合运输系统可言，无法发挥多种交通工具的优势，不利于优化资源配置，使伊犁地区适宜铁路运输的货物如煤、粮食、金属矿石、纸浆、糖等商品无法大批运出，长此下去，不但影响伊犁地区的经济发展，而且造成国家资源的劲巨大浪费。该区现状交通系统能力非常有限，随着伊犁地区客货运量的增长，将无法满足交通运输需求，严重制约伊犁地区的国民经济和社会发展。
新疆维吾尔自治区幅员辽阔，约占全国总面积的六分之一，是我国面积最大的省区，伊犁地区所处建新疆北疆地区目前仅有一条北疆铁路，路网密度较低。兰新铁路修至阿拉山口与哈萨克斯坦铁路接轨，形成了亚欧第二大陆桥，是太平洋与大西洋沿岸国家联系的桥梁，本线修通后，向北通过北疆铁路可与规划中的奎屯之阿勒泰铁路相通，向南可与规划中的伊宁至阿克苏铁路相连，可构成南北疆的又一条纵向通道，成为西北地区纵向路网骨架的重要组成部分，也可增加北疆地区的铁路网密度，初步形成综合运输体系。
因此，本线的修建，不但可形成伊犁地区的综合运输能力，实现客货的全天候运输，发挥综合运输优势，优化铁路布局，同时，本线有望成为西北路网骨架的重要组成部分，在西北路网中具有十分重要的意义。
综上所述，精伊线的修建，对于强化亚欧大陆桥功能，促进西北地区路网骨架的形成，结束伊犁地区无铁路的历史，巩固国防，加快沿线人民脱贫致富，加强民族团结，开发新疆和伊犁，使伊犁这块极具开发潜力的地区资源优势转化为经济优势，加快其经济发展步伐，加强伊犁地区与天山北坡经济带的有机联系以及与祖国内地的人员和物资交流，实现西部大开发的战略部署，具有十分重要的意义。

五、新建铁路精伊线地理位置图

图1.1 精伊线地理位置图
第二章 线路平面定线
铁路定线是在地形图或地面上选定线路的方向，确定线路的空间位置，并布置各种建筑物，是铁路勘测设计中决定全局的重要工作。要做好定线工作，必须综合考虑多方面的因素，逐步接近地、分阶段地进行工作。每一阶段都应精心设计，多做方案比选。内容应从粗到细，从整体到局部，工作过程是从面到带，从带到线，直到确定线路的具体位置，这种特点决定了铁路定线过程中内外业的关系：外业勘测与调查是内业定线的依据，而内业定线又指导下一阶段的外业勘测，经过多次反复，最后才将线路测设于地面。
地形条件、特别是地面平均自坡度的大小，对线路位置和定线方法影响很大。定线时应分两种情况区别对待：（1）采用的最大设计坡度大于地面平均自然坡度（i＞i），线路不受高程障碍的限制。这时，主要矛盾在平面一方、只要注意绕避平面障碍，按短直方向定线，即可得到合理的线路位置。这样的地段，成为缓坡地段。（2）采用的最大坡度小于或等于地面平均自然坡度（i≤i），则线路不仅受平面障碍的限制，更要受高程障碍的限制。这样的地段，成为紧坡地段。这时，主要矛盾在纵断面一方，这就需要根据地形的变化情况，选择地面平均自然坡度与最大坡度基本吻合的地面定线，有意识地将线路展长，使之达到预定的高程。由于紧坡和缓坡地段的条件不相同，因此他们的定线方法也不相同。
第一节 紧坡地段定线
一、定线要点
紧坡地段通常用足最大坡度定线，以便争取高度，使线路不至额外展长。当线路遇到巨大高程障碍（如跨越分水岭）时，若按短直方向定线，就不能到达到预定的高度，或出现很长的越岭隧道。为使线路达到预定高度，需要用足最大坡度结合地形展长线路，称为展线。在展线地段定线时，应注意结合地形、地质等自然条件，在坡度设计上适当留有余地。展线地段若无特殊原因，一般不采用反向坡度，以免增大克服高度，引起线路不必要的展长，同时增加运营支出。
在紧坡地段定线，一般应从困难地段向平易地段引线。
二、展线方式
为了克服巨大高差需迂回展线时，应根据需要展长线路长度，结合地形和地质等条件，用直线和曲线组合成各种形式，如套线、灯泡线、螺旋线等来展长线路。
1、套线： 当沿河谷定线时，遇到主河谷自然坡度大于最大坡度，而侧谷又比较开阔时，常常在侧谷内采用套线式的展线。
2、灯泡线:在谷口狭窄的侧谷内，为了更好地适应谷口狭窄地形，可以采用灯泡线展线。
3、螺旋线：地形特别困难的地段，线路可以迂回360°成环状，称螺旋线。
三、导向线定线法
导向线就是既用足最大坡度，又在导向线与等高线交点处填挖为零的一条折线。
导向线是利用两脚规在小比例尺地形图上定出来的，其定线步骤如下：
1、根据地形图上等高距△h（m）,计算出定线步距△l（km）,即：

式中， =-（）。
2、参照规划纵断面，在地形图上选择合适的车站位置，从紧坡地段的车站中心开始，向前进方向绘出半个站坪长度，作为导向线起点（或由预定的其它控制点开始）。
3、按地形图比例尺，取两脚规开度为△l，将两脚规的一只脚，定在起点或附近地面标高与设计路肩标高相近的等高线上，再用另一脚截取相邻的等高线。如此依次前进，在等高线上截取很多点，将这些点连成折线，即为导向线。
第二节 缓坡地段定线
在缓坡地段，地形平易，定线时可以航空线为主导方向，既要力争线路顺直，又要节省工程投资。为此，应注意以下几点：
1、为了绕避障碍而使线路偏离短直方向时，必须尽早绕避前方障碍，力求减小偏角。
2、线路绕避山咀，跨越沟谷或其他障碍时，必须使曲线交点正对主要障碍物，使障碍物在曲线的内侧并使其转角最小。
3、设置曲线必须是确有障碍存在。曲线半径应结合地形尽量采用大半径。在缓坡地段，线路展长的程度，取决于线路的意义、运量大小、地形、地质条件、路网等因素，应力求顺直；地方意义的铁路，则力求降低造价并靠近城镇。一般的展线系数是：平原地区约为1.1，丘陵地区1.2～1.3。
4、坡段长度最好不小于列车长度，应尽量采用无害坡度。
5、力争减少总的拔起高度，但绕避高程障碍而导致线路延长时，则应认真比选。
6、车站的设置应不偏离线路的短直方向，并争取把车站设在凸形地段。地形应平坦开阔，以减少工程量。
第三节 定线过程
一、曲线板的制作
平面图的比例为1/3000现要制作半径分别为800、1000、1200、1500、1800、2000米的曲线板，具体步骤如下：
1、按平面图的比例，将上述半径换算后分别得半径分别为267、333、400、500、600、667（单位：毫米）；
2、将一张长及宽均大于一米且较硬的白纸固定在平整的桌面上，并准备一根长大于一米且弹性较小的细绳；
3、在桌面白纸的一侧边缘的中间作一原点，在此原点上固定一大头针；
4、将细绳的一端固定在大头针上，然后将细绳拉紧并在细绳上量取267毫米，以此为半径画一圆弧；以此类推，分别画333、400、500、600、667、毫米的圆弧；
5、在白纸上沿画好的圆弧，用剪刀进行裁减，即得所需曲线板；
二、定线
（一）、河谷定线:沿河而行的路线称为河谷线,在路网中,河谷线占有较大的比重.沿河谷定线具有下列优点:
(1)河谷纵坡为单向坡，可避免线路出现逆坡，且可利用支流侧谷展现。
(2)多数城镇位于河谷阶地，在阶地设站，可更好的为地方服务。
(3)多数河谷具有开阔阶地，铁路通过阶地，可更好的为地方服务；既可提高地方的效益，有方便了铁路员工的物质、文化生活。
沿河谷定线要着重解决好一下三个问题：
1、河谷选线：在大面积选线时，为了选出合理的线路走向，要认真研究水系的分布，优先考虑线路短直方向的越岭垭口和垭口两侧的河谷。
2、岸侧选择：河谷两岸条件常有差别，应结合地形、地质、水文、田地及城镇分部情况，选择有利岸侧定线。但有利的岸侧，不会始终局限于一岸，应注意选择有利的地点跨河改变岸侧。
3、线路位置的选择：沿河谷定线，线路位置往往差异几米甚至几十米，就会对铁路的安全和工程量带来很大的影响，此时可分三种情况加以分析研究。
(1)河谷较开阔，横坡较缓且地质良好时，理想的线路位置为不受洪水冲刷得阶地。
(2)河谷较窄，横坡较陡，且地质不良时，线路应由避开外移建桥的方案进行比选。
(3)河谷十分弯曲时，可根据山咀或河湾的实际情况，采取沿河绕行或取直方案。
（二）、越岭地段定线: 当线路需要从某一水系(河谷)转入另一水系(河谷)时，必须穿越分水岭。
1uixiu案。ganxuan1111、越岭哑口的选择：哑口是越岭线路的控制点，一般宜选择下列越岭哑口；
(1)高程较低，靠近线路短直方向；
(2)山体较薄；
(3)地质条件较好；
(4)引线条件较好。
2、越岭高程选择：越岭哑口一般都用隧道通过，越岭高程选择，就是越岭隧道高程与隧道长度选择。高程愈高隧道愈短，但两端引线愈长。对工程而言，理想的越岭高程应使引线和隧道总长的建筑费用最小。
3、越岭引线定线：越岭引线定线时，应注意下列三点：
(1)结合地形条件选择合理的最大坡度。越岭地区高差大，为避免大量人工展线，除应研究低高程的长隧道越岭方案外，还应与采用较陡坡度的方案进行技术经济比较。
(2)为了能控制合理的展线长度，应从哑口向两侧定线，以避免展线不足或过长。
(3)哑口附近，地形尤为困难，在有充分依据时，引线可合理选用符合全线标准的 最小曲线半径。
（三）、平原、丘陵地区定线:平原地区地形平坦，丘陵地区丘岗连绵，但相对高差不大，一般工农业都比较发达，占地及拆迁问题比较突出，地质条件比较简单，但水文条件可能复杂。因此，在平原，丘陵地区定线，应着重解决好下列问题。
1、线路尽量顺直：平原，丘陵地区定线，一般不受高程障碍控制，应循航空折线把线路尽量定的顺直。绕避障碍物及设置曲线，必须有充分理由。
2、正确处理铁路与行经地区的关系。
3、注意适应水文条件的要求：平原和低缓丘陵地区易受洪水泛滥的危害，线路高程应高出规定。跨河桥梁孔径不宜压缩，路基应有足够的高度，并做好导流建筑与路基防护工程。
（四）、不良地质地区定线:线路行经地区的工程地质条件对铁路建筑物的稳定性和经济合理性有决定性的影响。在线路方案选择、工程设计与施工中，必须给予足够的重视。
1、掌握区域地质情况：在大面积选线和线路原则方案比选中，要了解区域地质情况，根据地质构造特征，慎重研究线路方案。地形、地质条件与工程地质特征都与区域地质构造有关，搞清线路通过地区的区域地质情况，才能深刻认识和理解沿线工程地质特征，掌握不良地质现象的分布和发展规律，预见各个地段可能发生的工程地质问题，这是选好方案和正确解决有关工程地质问题的基础。
2、合理绕避不良地质地段：线路行经不良地质地段时，要进行深入的调查研究，针对每段不良地质现象的规模、成因、发展状态、对铁路的危害以及整治的难易程度等，经过分析比较，确定采用绕避或整治措施。对规模较大，正在活动，整治困难、严重危机行车安全的不良地质地段应尽量绕避。对规模不大的不良地质，如绕避投资增加不多，也宜绕避，以利于施工、养护和行车安全。
3、采用工程措施彻底整治：对规模不大、稳定性较好、整治较易的不良地质地段宜选择有利部位，合理高程通过，并选用有效和经济合理的综合工程措施彻底整治。
（五）、桥梁地段定线：桥梁地段的定线，主要是解决好桥位选择与引线设计两个问题。桥位选择所考虑的主要因素，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一般要求三个方面。
（六）、涵洞地段定线：涵洞是位于路基填土内孔径不大于六米的排洪、灌溉或交通用的建筑物。涵洞的数量很多，每公里约1～3座。在定线中，要解决好涵洞的分布、类型选择和路堤高度等问题。
（七）、隧道地段定线：铁路选线中，采用隧道是克服高程障碍、降低越岭高程、缩短线路长度和绕避不良地质的重要措施。合理设置隧道，是提高选线设计质量的重要环节。铁路定线时，遇到下述情况常用隧道通过：线路翻越分水岭，在哑口修建隧道，即越岭隧道；沿河傍山定线，或要求裁弯取直或绕避不良地质而修隧道，即傍山隧道。
（八）、道口设置：当铁路与道路相交时，为保证行车和人生安全，应设置平交道口或立体交叉。一般应优先考虑设置立体交叉，较少平交道口。
对于本设计线的紧坡地段，采用导向线定线法，具体如下：按地形图比例尺，取两脚规开度为△l=5.6（cm），将两脚规的一只脚，定在起点或附近地面标高与设计路肩标高相近的等高线上，再用另一脚截取相邻的等高线。如此依次前进，在等高线上截取很多点，将这些点连成折线，即为导向线；将所得的导向线进行比选，取其较合理的一条，以此为基础，进行线路定线；对于本设计线的缓坡地段，采用航空线定线，具体如下：先用直尺定出所需的线路，对于需要转弯的部分，用曲线板配所需的半径，然后再用直尺定线；在定线过程中要注意绕避不良地质地段，如不能绕避，应尽可能从较窄的不良地质地段经过。
第三章 线路平面设计
第一节 平面组成和曲线要求
一、曲线要素计算
线路平面由直线和曲线、缓和曲线构成。详细定线时，平、纵面图中要会出加设缓和曲线的曲线，其曲线要素为：偏角、半径R、缓和曲线长、切线长T和曲线长L。偏角是在平面图上量得的，圆曲线半径R和缓和曲线长由选配得出，切线长T、曲线长L和外矢距E由下列公式计算：
(m) (3.1)
(m) (3.2)
(m) (3.3)
P---内移距， （m） (3.4)
m---切垂距， （m） (3.5)
---缓和曲线角， （°） (3.6)
曲线各主点里程按下列方法推算：
ZH里程，在平面图上量得； HZ里程=ZH里程+L；
HY里程=ZH里程+ ； YH里程=HZ里程-；
二、消除弦弧差的方法
在平面图上，完成定线后，进行里程标注，由于线路上设有曲线，则曲线上的里程标注会有一定的误差，这个误差即所谓的弦弧差。消除弦弧差的方法如下（见图3.1）：

图3.1 消除弦弧差示意图
1、由R、a、计算出T、L；
2、起始直线A-JD上的百米桩点A、5、6、7，可以直接量取，没有弦弧差；
3、在直线A-JD上，由7点继续向前量测，直到定出JD里程DJD；
4、在直线A-JD上，由JD开始向A方向量取长度T，则末点即为ZH点，其里程为（DJD-T）；
5、在直线B-JD上，由JD开始向B方向量取长度T，则末点即为HZ点，其里程为（DZH+L）；
6、从直线A-JD上的7点开始，在曲线ZH-HZ上量测百米桩直到CK172点；
7、标定直线B-JD上的1点：
（1）用CK172+100减去HZ里程DHZ=CK172+085得15米；
（2）由HZ点开始向B方向量取15米即得1点；
8、其他曲线的里程标定，同上所述，这样便可消除弦弧差；
第二节 直线设计
设计线路平面时，相邻两直线的位置不同，其间曲线位置也相应改变。因此，在选定直线位置时，要根据地形、地物条件使直线与曲线相互协调，线路所处位置最为合理。
设计线路平面，应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，应力求减小交点转角的度数。转角大，则线路转弯急，总长增大，同时列车行经曲线要克服的阻力功增大，运营支出相应增大。
一、夹直线的概念
在地形困难、曲线毗连地段，两相邻曲线间的直线段，即前一曲线终点与后一曲线起点间的直线，称为夹直线。两相邻曲线，转向相同者称为同向曲线，转向相反者称为反向曲线。
二、夹直线长度的确定
夹直线长度应力争长一些，为行车和维护创造有利条件。但为适应地形节省工程，需要设置较短的夹直线时，其最小长度受下列条件控制：
（1）线路养护要求。夹直线太短，特别是反向曲线路段，列车通过时，因频繁转换方向，车轮对钢轨的横向推力加大，夹直线的正确位置不易保持。维修实践证明：夹直线长度不宜短于2至3节钢轨，钢轨标准长度为25m，即50至75m；地形困难时，至少应不小于一节钢轨长度，即25m。
（2）行车平稳要求。为了保证行车平稳，旅客舒适，夹直线长度不宜短于2～3节客车长度。
《线规》规定的不同路段速度时的夹直线最小长度如表3.1：
表3.1 夹直线最小长度（m）
路段设计速度（km/h）
140
120
100
80
工程
条件
一般
110
80
60
50
困难
70
50
40
30
本设计线路段设计速度为120km/h，在一般工程条件下，夹直线最小长度为80m；在工程条件困难的情况下，夹直线最小长度为50m。
三、夹直线长度的保证
纸上定线时，通常仅绘出圆曲线而不绘出缓和曲线。因此，为了保证有足够长度的夹直线，相邻两圆曲线端点（YZ1与ZY2）间夹直线长度LJ应满足下列条件：
(m) (3.7)
—夹直线最小长度按表3.1取值；
、—相邻两圆曲线所选配的缓和曲线长度（m）；
本设计线的夹直线长度均满足表3.1的要求。

第三节 曲线设计
一、圆曲线设计
（一）最小曲线半径的选定依据
最小曲线半径是一条干线或某一路段允许采用的曲线半径的最小值。它是铁路主要技术标准之一，应在初步设计阶段比选确定。
1、曲线半径的选用
设计线路平面时，各个曲线选用多大的曲线半径，要考虑下列设计要求：
（1）曲线半径系列。
为了测设、施工和养护的方便，曲线半径一般应取50、100m的整倍数。即10000、8000、6000、5000、4000、3000、2500、2000、1800、1600、1400、1200、1000、800、700、600、550、500、450、400、350；特殊困难条件下，可采用上列半径间10m整倍数的曲线半径。
（2）因地制宜由大到小合理选用。各个曲线选用的曲线半径不得小于设计线选定的最小半径。故选配曲线半径时，应遵循由大到小，宁大勿小的原则进行。
（3）结合线路纵断面特点合理选用。
2、线规拟定的最小曲线半径
表3.2 最小曲线半径
铁路等级
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
路段设计速度（km/h）
140
120
100
80
120
100
80
100
80
《线规》采用
的（m）
一般
1600
1200
800
500
1000
700
450
600
400
困难
1200
800
550
450
800
550
400
550
350
（二）本设计线所选用的曲线半径
本设计路段的铁路等级为Ⅱ级，路段设计速度为120 km/h，但由于本设计路段地形复杂，则在设计路段的六条曲线中，曲线半径全采用采用1000米。
二、缓和曲线设计
缓和曲线是设置在直线与圆曲线或不同半径的圆曲线之间的曲率连续变化处的曲线。为使列车安全、平顺、舒适地由直线过渡到圆曲线，在直线和圆曲线之间要设置缓和曲线。
（一）缓和曲线的作用
1、在缓和曲线范围内，其半径由无限大渐变到圆曲线半径，从而使车辆产生的离心力逐渐增加，有利于行车平稳；
2、在缓和曲线范围内，外轨超高由零递增到圆曲线上的超高量，使向心力逐渐增加，与离心力的增加相配合；
3、当曲线半径小于350米、轨距需要加宽时，在缓和曲线范围内，由标准轨距逐步加宽到圆曲线上的加宽量；
（二）缓和曲线的长度
1、影响因素
缓和曲线长度的确定，受许多因素影响，其中最主要的是保证行车安全和行车平稳两个条件。
（1）缓和曲线要保证行车安全，使车轮不致脱轨。
（2）缓和曲线长度要保证外轮的升高（或降低）速度不超过限值，以满足旅客舒适度要求。
2、本设计所选用的缓和曲线长度
缓和曲线长度应根据曲线半径、路段旅客列车设计速度和地形条件按线规选用，本设计所选用的缓和曲线长度见表3.3。
表3.3 缓和曲线长度
序号
路段设计速度（km/h）
曲线半径（m）
缓和曲线长度（m）
曲线1
120
1000
120
曲线2
1000
120
曲线3
1000
120
第四节 线路平面图
一、线路里程和百米桩
整千米处注明线路里程，里程前的符号初步设计用CK，技术设计用DK。千米标之间的百米桩注上百米标数。数字写在线路右侧，面向线路起点书写。两方案或两侧量队衔接处，应在图上注明断链和断高关系。
二、曲线要素及其起终点里程
曲线交点应标明曲线编号，曲线转角应加脚注Z或Y，表示左转角或右转角。曲线要素应平行线路写于曲线内侧。曲线起点ZH和终点HZ里程，应垂直于线路写在曲线内侧。
三、线路上各主要建筑物
沿线的车站、大中桥、隧道、平立交道口等建筑物，应以规定图例符号表示，并注明里程、类型和大小。如有改移公路、河道时，应绘出其中线。
四、初测导线和水准基点
图中连续的折线表示初测导线，导线点符号为C，脚注为导线点编号。图中应绘出水准基点的位置、编号及高程，其符号为BM。
第五节 本设计线的特点
一、设计线的地面特点
在所做的阿恰勒站至莫仁站的区段内，线路所处路段高山、沟谷较多，地形复杂。在设计线中最大地面高程为1098.30m,最小地面高程为920.00m。本设计线基于地形特点，在线路中设置了三条曲线，这些曲线大多为小半径曲线。另外，在线路设计中注意绕避不良地质区，使得所设计线恰好绕避不良地质区；本设计线平面图上有部分大车路，需设置道口。
二、设计线的特点
1、本设计线设置了三条曲线，曲线要素见表3.4：
表3.4 曲线要素表
编号
R
(m)
α(°)
l0
(m)
ZH
(m)
HY
(m)
QZ
(m)
YH
(m)
HZ
(m)
曲线1
1000
23.0
120
181510.90
181630.90
181772.90
181914.90
182034.90
曲线2
1000
38.0
120
184309.30
184429.30
184700.70
184972.10
185092.10
曲线3
1000
35.0
120
190832.10
190952.10
191198.85
191445.60
191565.60
2、线路的大致走向示意图

图3.2 线路大致走向示意图
第四章 线路中桩坐标计算
第一节 中桩坐标计算的意义
长期以来，线路中桩测设一直是采用放点穿线法放样直线段，切线支距法或偏角法放样曲线段（圆曲线、回旋型缓和曲线）。然而实地确定横断面方向（特别是在缓和曲线上）较为麻烦，工作量大。这种基于交点和测设元素建立各个独立的局部坐标系的中桩测设方法，自动化程度低且与边桩测设分离，已越来越不能满足我国高等级公路建设对线路施工放样精度高、速度快的要求。而建立中桩坐标计算程序，可以计算出各中桩在线路控制坐标系中的坐标。
第二节 中桩坐标计算的方法分析
（一）中桩坐标的计算
根据各个局部坐标系与线路控制坐标系得相互关系，可将各个局部坐标统一起来。下面分别叙述其实现过程。
1、直线上的点P，曲线起点（ZY或ZH），曲线终点（YZ或HZ）的坐标计算如下。
如图4.1所示，设xoy为线路控制坐标系，为圆曲线局部坐标系，则直线段上任一中桩P的坐标为
(4.1)
式（1）中，（，）为交点的线路控制坐标；，分别为P点、点的设计里程；为坐标方位角，可由坐标反算而得。同理有：
(4.2)
(4.3)
式（2），式（3）中（）表示曲线起点ZY或ZH点坐标，（）表示曲线终点YZ或HZ点坐标，T表示圆曲线或缓和曲线切线长。当然曲线起终点（ZY，YZ，ZH，HZ）坐标也可以按直线上点的公式（1）来计算。
2、曲线段点Q的坐标计算。如图4.1（a）所示，由切线支距法公式可知
(4.4)
其中， (4.5)
式（4），式（5）中，R为圆曲线半径；为Q点至点的弧长l所对应的圆心角，有。再由坐标系变换公式可得
(4.6)
式（6）中，f为符号函数，当线路右转时，取“+”；当线路左转时，如图4.1（b）所示，由于为右手系，故取“-”。
3、曲线段上点K的坐标计算。当K