1、华东交通大学毕业设计（论文）目录摘要Abstract第一章 既有线路提速概述 .11.1铁路实 施大提速的必要性 .21.2提速的重要性 .21.3我国既有线路 提速概况 .31.4我国铁路提速的特殊性和复杂性 .31.5铁路大提速的经济效益和社会效益 .41.6提速线路主要技术问题及对策 .5第二章 线路对轨道结构的要求 .62.1线路轨道结构的要求 .62.1.1稳定的轨道结构 .62.1.2平顺的运行表面 .62.1.3良好的轨道弹性 .72.1.4可靠的轨道部件 .72.2 轨道结构选取的原则 .72.2.1轨道结构的类型 .82.2.2钢轨的选取原则 .92.2.3轨枕的选取原则 .
2、102.2.4扣件的选取原则 .112.2.5碎石道床的选取原则 .122.3 轨道结构选取 .132.3.1 轨道结构类型选取 .132.3.2 钢轨的选取 .132.3.3 轨枕的选取 .132.3.4 联接零件的选取 .132.3.5 道床的选 取 .13第三章 轨道结构强度检算 .173.1 计算资料 .173.2轨道各部件强度检算 .173.2.1 机车通过曲线的允许速度的确定 .17王远:提速线路轨道工程设计3.2.2 钢轨强度检算 .173.2.3轨枕的弯矩检算 .203.2.4 道床顶面应力的检算 .213.2.5 路基面道床压力的检算。 .21第四章、平面改建设计 .224.
3、1 平面测绘 .224.1.1 平面测绘原理 .224.1.2 既有线某曲线测绘结果 .234.2 渐伸线原理 .244.2.1 渐伸线的线型 .244.2.2 计算渐伸线长度的公式 .254.2.3 拨距的大小和方向 .264.2.4 拨距计算的步骤 .274.3 既有曲线渐伸线长度的计算 .274.3.1 计算公式的推导 .284.4拨距计算 .304.4.1 计算条件 .304.4.2 拨距计算的步骤 .304.4.3 拨距的大小和方向 .304.4.4 测量曲线拨距计算 .31第五章 既有线改建纵断面设计 .335.1纵断面设计特点及原则 .335.1.1 设计特点 .335.1.2设
4、计原则 .345.1.3改建既有线纵断面设计注意事项 .345.2纵断面设计要求 .355.3纵断面设计步骤 .365.3.1放大纵断面图的设计方法 .365.3.2纵断面设计方法 .375.4 运用 Excel 进行拉坡设计 .425.4.1 利用 Excel 设计纵断面的坡度 .425.5 放大纵断面图的绘制 .445.5.1 纵断面的设计资料和数据的输入 .44华东交通大学毕业设计（论文）5.5.2绘制放大纵断面图 .45第六章 提速道岔平顺性分析及改善方案 .466.1 国内道岔的发展 .466.2 提速道岔结构 .496.2.1 道岔类型 .496.2.2 单开道岔构造 .506.2
5、.3 提速道岔的结构特点 .566.3 列车过岔不平稳的一般原因分析 .576.4 道岔几何不平顺及刚度不均性分析 .586.4.1 道岔竖向几何不平顺分析 .586.4.2 道岔轨道刚度不均性分析 .586.5 提速道岔技术升级与优化 .596.5.1 高速道岔技术简述 .606.5.2 改进提速道 岔平面线型 .606.5.3 实现提速道岔轨道刚度均匀化 .626.5.4 全面优化提速道岔结构 .636.5.5 全面推广应用复合套管新技术 .656.5.6 采用新型电务转换装置 .656.6 迅速全面提升各主型提速 道岔整体技术水平 .64第七章 提速道岔检测系统 设计 .657.1提速道
6、岔监测系统的研究背景及意义 .667.2高速铁路道岔监测系统的国内外现状 .677.3 提速道岔监测系统需求分析 .677.3.1 系统定义 .677.3.2 轨道状态参数监测 .687.4 提速道岔监测系统结构 .737.4.1系统设计原则和标准 .737.4.2系统的数据传输方式 .747.4.3 监测系统体系结构 .757.5 道岔现场监测单元的软件设计 .797.5.1系统分析和软件设计原则 .797.5.2系统初始化 及用户使用界面设计 .82附录：提速道岔检测系统部分界面代码 .91王远:提速线路轨道工程设计1主界面源代码： .912道岔设置界面源代码： .973实时监控界面源代码
7、： .984道岔显示界面源代码： .101华东交通大学毕业设计（论文）- 1 -第一章 既有线路提速概述1.1铁路实施大提速的必要性1. 国民经济发展需要铁路大提速我国正处在新一轮经济增长周期，国民经济发展势头迅猛，对交通运输的需求与日俱增，迫切需要铁路提供强有力的运输支持。但铁路运输目前的紧张状况对国民经济发展形成了严重的“瓶颈”制约，而且这种状况将随着经济增长显得更加突出。解决铁路运输的“瓶颈”问题，近期必须从实际出发，走内涵扩大再生产之路，立足现有基础扩充运力，尽最大努力挖掘运输能力，提高运输效率，扩大运输能力。 2. 提速是企业生存发展的客观要求铁路作为国民经济和社会发展的重要基础设施
8、，经过多年的发展，虽然资产和实力比较雄厚，但是历史包袱沉重，设备陈旧老化，技术装备落后。加快科技进步，提高服务质量，改善旅客的乘车环境，是“人民铁路为人民”的服务宗旨的具体体现。1997 年以来，铁路运输收入年均增长 100 多亿元，但每年的赢利微乎其微。实施大面积提速调图，将进一步增强铁路的市场竞争能力和自我发展能力，提高铁路的经济效益，使铁路在竞争激烈、变化迅捷的市场经济中，不断调整、掌握主动、适应挑战，为铁路跨越式发展创造良好的经营环境。随着经济发展和社会进步，广大旅客货主对运输质量，特别是快捷性、舒适性提出了更高的要求。通过连续六次大面积的提速调图，不断提高铁路运输质量，进一步缩短了客
9、车旅行时间，增开的夕发朝至、直达特快列车、大宗货物直达列车等，进一步适应了旅客货主高质量的运输需求，提高人们的生活质量。3. 提速是增强铁路市场竞争能力的有效手段随着市场经济的发展和人民生活水平的不断提高，人们对运输快捷、便利、舒适的要求日益提升。通过连续六次大规模的提速，铁路在适应市场需求方面取得了重大突破。全路以提速为支持，以市场为导向，开发了快速列车、夕发朝至列车、旅游列车、假日列车、行包专列、 “五定”班列等运输新产品，较好地满足了旅客货主的需求，大大增强了铁路运输的市场竞争能力，不仅巩固扩大了铁路在中长途运输中的优势，而且在短途运输市场竞争中，也取得了一些王远:提速线路轨道工程设计-
10、 2 -主动。1997 年提速调图后，直通客运量大幅度增长，旅客周转量持续攀升，运输收入不断创历史新高。1999 年全路提前一年实现扭亏；2000 年继续扩大扭亏成果，实现了盈利目标。同时，广深准高速铁路的建成，为实施大规模提速储备了技术，积累了经验。先后在沪宁、京秦、沈山、郑武等繁忙干线及铁科院环行试验基地多次成功地进行了提速试验，取得了多项试验成果，掌握了与旅客列车时速 160200公里等级相适应的一整套技术。事实证明，提速大大加快了技术创新的步伐，每一次大提速，铁路技术创新都迈上了一个新台阶；同时，技术进步的加快也为实施提速提供了强大的支持。4. 提速促进了铁路技术装备水平的提高铁路提速
11、首先需要改造与行车相关的设备，需要自行投入巨大的资金。提速前，大部分线路使用的是 25 米或 50 米长的短钢轨，这既降低了旅客的舒适度，也容易对钢轨、车轮、轴承等造成损害。提速后，线路全部采用无缝钢轨，目前最长的无缝钢轨已经达到 30 公里。在基础线路改造中，小曲线半径线路要全部改造成大半径曲线或直线，更换的提速道岔全部为新型大号码道岔，具有电动操作、平稳、快速等特点。1.2提速的重要性运输速度是一个带有根本性的问题，没有速度上的优势，在当前市场竞争浪潮中，就会失去竞争的基础，就会处于不利的局面。1995 年 6 月 28 日，铁道部部长办公会议决定:“提速是提高旅客列车及货物列车的运行速度
12、，倡导一种高质量的服务精神，积极参与运输市场的竞争。 ”这是一个极具战略意义的决策。提速对铁路之所以重要，首先表现为它是铁路在市场经济中求得生存与发展的必由之路，再不提速，铁路在市场经济中所占的份额将越来越少，这决不是全国人民所希望看到的。提速能促进铁路加快实现“两个根本性转变” 。目前，全国各个企业都在按照党中央提出的要求，实现“从传统的计划经济体制向社会主义市场经济体制的转变，从粗放型向集约型的经济增长方式转变” 。铁路要真正迈向市场经济，提速恰恰是最关键的一步。提速是铁路科技进步的体现。历史告诉我们，社会科技每前进一步，运输速度就登上一个台阶。各国铁路旅客列车的旅行速度，是衡量铁路运输技
13、术水华东交通大学毕业设计（论文）- 3 -平的重要指标，在相当程度上反映一个国家铁路的水平。从这个角度分析，提速就是铁路科技进步迈出的一大步。提速也是社会进步的重要标志。速度是社会进步的窗口，在商品经济社会中，运输速度更具有明显的社会性。它不仅能促进商品的流通和经济的发展，而且还能影响人类的文明和生活水平的提高。更由于铁路在我国运输行业中起骨干作用，所以，铁路提速将会大大降低我国全社会的运输总成本。从这个意义上说，铁路提速确实是我国社会进步的一个重要标志。1.3我国既有线路提速概况随着我国经济持续快速协调健康地发展，运输市场需求将进一步增长，铁路运输将面临更加严峻的挑战。解决铁路运输的“瓶颈”
14、问题，需要加快铁路建设，扩大路网规模，推进技术装备现代化，挖掘运输潜力，提高运输效率，扩大运输能力，尽最大努力减少对国民经济和社会发展的制约。自 1997 年以来，我国铁路连续进行了六次大面积提速，基本形成了“四纵四横”的提速网络，使我国铁路提速网络总里程超过 16000 公里，超过 6400 公里的铁路开行时速 160 公里及以上的旅客列车，同时，部分货运列车速度也相应提高。这是中国铁路落实科学发展观、适应国民经济持续快速、协调、健康发展要求所做出的重要战略抉择。但是相对于 7 万多公里的铁路营业里程，已经提速的线路只占铁路总里程的 18.1%。因此，铁路既有线提速空间依然广阔。1.4我国铁
15、路提速的特殊性和复杂性目前我国铁路营业里程居世界第三位，完成的货物发送量和客运周转量居世界第一位，货运周转量居世界第二位。我国铁路营业里程虽然只占全世界的6%，但却完成了全世界铁路工作总量的将近四分之一，运输密度为世界之最，铁路运输效率非常高。京沪、京广、京哈、京九、陇海、浙赣等六大铁路主要干线的运输能力已经饱和，长期处于超负荷运转状态。以京沪线为例，这条铁路以占全国铁路 2%的营业里程，完成了全路 10%的旅客周转量和将近 8%的货物周转量，是世界上客货运输最繁忙的干线。中国铁路具有世界上最高的运输强度，运输能力高度饱和，在线路上客货共线运行，不同等级列车混跑。在高强度的运输中，不同等级列车
16、的速度、密王远:提速线路轨道工程设计- 4 -度、重量对于运输组织、轨道结构、信号系统和牵引动力等技术和装备的要求截然不同，实施提速所面临的情况十分复杂，处理不好不仅会降低效率，还会给行车安全带来严重影响。我国铁路是客货共线，不同种类列车共线运行，客货争占线路能力的问题十分突出。实施提速，快速的客车要不断越行慢行的货车，必然造成列车密度的下降，列车速度与密度相互影响。重载列车对线路的破坏力大，而快速客车则对线路的平顺性要求很高。 列车的“重量、密度、速度”是扩能提速提效中相互关联的三个重要因素。长期以来，我国铁路进行技术装备更新的扩能改造都是遵循提高列车重量和增加行车密度的原则，对列车速度的储
17、备能力不足。实施提速，原先的“重量、密度、速度”的匹配关系不能适用。列车速度提升的影响，不仅涉及到行车组织，而且关系到铁路各方面的基础设施，线路轨道标准、牵引动力、车辆性能、机车车辆制动能力、行车安全设施、道口防护等各个方面都必须进行提速改造。在中国的铁路上实施提速工程，是对铁路原有运输模式的重大突破，是从“大重量、高密度、中低速度”的运输模式向“快速度、大重量、高密度”运输新模式的重大转变。这一转变在中国和世界铁路发展史上都是极为罕见的。中国铁路大提速必然打破原有的运输模式，通过科学的管理、先进的技术装备和高效的运输组织，探索出一条具有中国特色的、实现列车速度、密度、重量最佳匹配的既有线提速
18、挖潜改造之路。1.5铁路大提速的经济效益和社会效益1. 通过提速提高铁路经济效益据统计，铁路经过 6 次大提速后，客车平均运行速度提高了 25%，特快列车最高时速提高到了 140160 公里，广州-深圳最高时速已经达到 200 公里。铁路经过六次大提速后，开行了“夕发朝至”列车、 “城际列车”等快速列车，使距离 2000 公里左右的城市，一天即可到达。在提速的同时，安全正点率、服务质量也在明显提高，做到了提速与提高服务质量同步进行。提速后的铁路客流大幅度攀升。据统计，提速后客流年均增长百分之六点八，超过了公路、航空和水运的增长速度。客票收入年均增长率为 20%。铁路在与航空、公路、水运竞争中的
19、优势越来越得以显现，增强了铁路的市场竞争能力和自我发展能力，提高了铁路的经济效益，为铁路跨越式发展创造了良好的经营环境。华东交通大学毕业设计（论文）- 5 -2. 铁路大提速使整个社会受益铁路大提速不仅仅是列车速度的提高，同时全面提高了工作效率和质量，提高了管理水平，缩小了与世界先进水平的差距。1993 年以前，人们出门 80%靠坐火车，铁路是人们外出选择的主要运输工具。20 世纪 90 年代以来，我国客运市场逐步形成铁路、公路、民航三方竞争的局面，铁路在竞争中，市场份额逐步下降。1994 年铁路客运量降至最低点。1996 年，公路客运量首次超过铁路。随着京沈、京沪高速公路的全线贯通，全国国道
20、主干线已建成过半，高速公路网正在形成。北京沈阳、北京上海、成都重庆、广州深圳、济南青岛等大城市间，都可通过高速公路出行。高速公路的快速发展，使运输市场竞争更加激烈，也给铁路运输带来巨大的压力。同时，广大旅客货主对运输质量和服务质量，特别对快捷性和舒适性提出了更高的要求。铁路实施提速调图，进一步缩短了客车的旅行时间，开行“夕发朝至”列车、直达特快列车，增加大宗货物直达列车等，适应了旅客货主对铁路运输高质量的要求。通过五次大提速，铁路在许多方面有了明显的改进和提高，使整个社会从中受益。3. 提速促进了安全基础的加强几年来，为了实施提速，全路完成了大量的提速基础工程。更换提速道岔、型轨枕、优质道碴，
21、改造小半径曲线、平交道口，延展无缝线路长度，在线路两侧设封闭栅栏，推广大型养路机械，整治线桥隧病害，使线路基础得到了明显加强。购置配备新提速机车客车，更换 202、206 型转向架。改进检修手段，提高检修能力和水平，使移动设备的性能和质量得到了明显提高。推广应用一批功能先进的监控装备、检测设备，加强了对移动设备和固定设备的动态监控和检测。加强人员培训，提高了职工适应提速需要的技能。4. 提速推动了运输改革全路以提速为契机，积极调整生产，撤并一批行车站段，改革客车乘务制度，实现了减员增效。提速也促进了经营方式的转变， “我开车，你来坐”的封闭型生产组织方式发生了变化，运输企业开始注重研究市场，按
22、照市场需求来配置运力资源、调整产品结构。几年业运行图编制工作不断改进，推动了运输组织的改革，优化了运力资源的配置，挖掘了运输潜力，提高了运输效率。1.6提速线路主要技术问题及对策既有线提速改造是个系统工程，运输、机务、工务、电务等各专业的改造王远:提速线路轨道工程设计- 6 -应综合考虑、合理匹配。提速工程对铁路线路而言就是克服轨道的薄弱环节、提高其技术标准。文章下面将从提速线路轨道结构类型的选取、轨道强度检算、曲线拨正计算、纵断面拉坡设计、提速道岔优化及监测等方面进行讨论和研究。第二章 线路对轨道结构的要求2.1线路轨道结构的要求钢轨结构由钢轨、轨枕、连接零件、道床、防爬器、轨距拉杆、道岔等所组成。它支撑和引导列车车轮，直接承受竖向、横向和纵向力的作用。轨道结构应该保证机车车辆在规定的最大荷载和最高速下运行时，具有足够的强度、稳定性和合理的修理周期。2.1.1稳定的轨道结构在高速铁路条件下，轨道结构的设备和材料有了比较大的加强，轨道各部件的静力强大已不是对
