A practical treatise on railway curves and location, for young engineers... By William F. Shunk ... pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Scholarly Publishing Office, University of Michigan Library

作者:Michigan Historical Reprint Series

出品人:

页数:136

译者:

出版时间:2005-12-20

价格:USD 16.99

装帧:Paperback

isbn号码:9781425509828

丛书系列:

图书标签:

• 铁路工程
• 曲线设计
• 线路定位
• 土木工程
• 工程测量
• 铁路建设
• 历史工程
• 19世纪工程
• 技术手册
• 青年工程师

《铁路曲线与选线实践指南：面向青年工程师》 引言 在现代交通运输体系中，铁路扮演着至关重要的角色。它不仅是连接区域、促进经济发展的重要动脉，更是承载着无数人员往来和货物运输的生命线。铁路建设的宏伟工程，其核心技术之一便是精准而科学的线路设计。而在这其中，铁路曲线的设计与选线，更是直接关系到列车的运行安全、效率、舒适度以及长期的维护成本。本书便是为有志于投身铁路工程领域的青年工程师们量身打造的实践指南，旨在系统、深入地阐述铁路曲线设计与线路选线的理论基础、关键技术以及实际操作方法。 本书秉持着“实践为本，理论支撑”的原则，力求将枯燥的理论知识转化为解决实际工程问题的强大工具。我们深知，对于初入行的工程师而言，面对复杂的地形、多变的自然条件以及严格的技术规范，往往感到无从下手。因此，本书不仅会详细介绍各种曲线类型及其计算方法，更会着重于如何根据实际情况进行最优选线，以达到安全、经济、环保等多重目标。 第一篇：铁路曲线理论与计算 第一章：曲线的基本概念与分类 曲线的定义与重要性： 详细阐述铁路曲线在改变列车运行方向、连接直线线路、适应地形变化等方面不可替代的作用。强调曲线设计不当可能带来的动力学问题、结构性风险以及运营挑战。 曲线的几何要素： 深入剖析圆曲线、缓和曲线（回旋线）等基本曲线类型，并介绍其关键几何要素，如半径、切线角、弦长、矢高、外距、切距、曲线长等。通过清晰的图示和具体的计算示例，帮助读者建立直观的理解。 曲线的分类： 根据半径大小、几何形状、在线路中的作用等不同标准，对曲线进行分类。例如，按半径分为小半径曲线、中半径曲线、大半径曲线；按几何形状分为单一圆曲线、复曲线、反向曲线等。 第二章：基本圆曲线的计算与设计 圆曲线的几何计算： 系统讲解基于已知参数（如切线角、半径）或未知参数（如点位）的各类圆曲线几何计算方法。包括： 已知点位与切线角，求曲线要素： 详细阐述如何根据已知的两直线段的交点（T点）和它们之间的夹角，以及设定的曲线半径，计算出曲线的起、终点坐标，以及各种几何要素。 已知曲线要素，反求点位： 在实际选线中，有时需要根据已有的曲线参数，确定其在地图上的准确位置。本章将介绍反向计算的方法。 复杂曲线要素的计算： 例如，在曲线内部设置复曲线或反向曲线时，需要进行更复杂的几何推导和计算。 圆曲线的平曲线超高设计： 讲解铁路曲线超高（外轨超高）设计的原理与计算。 超高的目的： 阐述超高是为了抵消离心力，减小轮轨磨耗，提高旅客乘坐舒适度的重要性。 超高计算公式： 介绍用于计算超高值的经验公式和理论公式，并分析影响超高值的关键因素，如设计速度、曲线半径、轨距等。 超高设置与过渡： 讲解如何在曲线内外轨之间进行平滑的超高过渡，避免突变引起的冲击。 圆曲线的设计考虑因素： 除了几何尺寸，还需考虑： 线路的坡度： 在曲线上设置坡度与设计速度、超高之间的相互影响。 视距： 曲线设计必须满足最小停车视距和会车视距的要求，本书将详细介绍视距的计算与校核。 邻近曲线的相互影响： 对于复曲线和反向曲线，需要考虑相邻曲线之间的最小距离，以保证行车安全。 第三章：缓和曲线（回旋线）的设计与计算 缓和曲线的必要性： 深入分析直线与圆曲线之间设置缓和曲线的重要性。解释缓和曲线能够逐渐改变曲率，平顺地实现速度、离心力以及轨道的倾斜度变化，从而大幅提升行车平稳性和乘坐舒适度。 缓和曲线的基本原理： 介绍缓和曲线（通常采用回旋线）的数学模型，阐述其曲率随曲线长度呈线性变化的特性。 回旋线计算方法： 基本计算公式： 详细推导和介绍回旋线的各项几何计算公式，包括曲线长、回旋线参数（A）、切线长、外距、矢高等。 联合计算（圆曲线与缓和曲线组合）： 讲解如何将缓和曲线与圆曲线进行连接，计算出整个平曲线的起始点、转折点、终点坐标以及各个几何要素。 超高过渡的设置： 重点介绍缓和曲线在超高过渡中的作用，以及如何根据回旋线的几何特性，实现超高值的平滑变化。 不同类型缓和曲线的设计： 简要介绍一些更复杂的缓和曲线类型及其适用场景（如克洛索曲线）。 回旋线设计实例： 通过实际案例，演示如何根据设计速度、允许超高、最小曲率半径等参数，计算出合适的缓和曲线长度，并绘制出完整的平曲线设计图。 第四章：曲线的动力学分析与安全校核 离心力及其影响： 详细分析列车在曲线中受到的离心力，以及离心力对轨道、车辆和乘员的影响。 安全校核标准： 介绍铁路设计规范中关于离心力的容许值、轨道倾角（超高与超高不足）的限制、轮轨磨耗的计算等安全校核标准。 速度与半径的关系： 深入探讨设计速度、曲线半径与允许超高之间的函数关系，以及如何通过调整这些参数来保证行车安全。 动载荷与冲击： 分析列车在曲线中产生的动载荷和冲击，以及这些因素对轨道结构强度和使用寿命的影响。 平曲线整体协调性： 强调直线、缓和曲线、圆曲线之间的协调配合，避免出现不平顺的动力学响应。 第二篇：铁路线路选线实践 第五章：线路选线的基本原则与方法 选线的目标： 明确线路选线追求的综合目标，包括： 安全性： 保证行车安全，减少交通事故隐患。 经济性： 降低工程造价（土石方、桥梁、隧道、征地拆迁等），减少运营维护成本。 技术可行性： 满足各项技术标准，充分考虑地形地质条件。 环保性： 减少对环境的破坏，保护生态平衡。 服务性： 方便沿线居民出行，带动区域经济发展。 选线的基本原则： 尽量缩短线路长度。 尽量减小线路的坡度（尤其是在山区）。 尽量减少曲线半径，并优先采用较大的曲线半径。 尽量减少工程量（土石方、桥梁、隧道、涵洞等）。 尽量避免不良地质地段。 尽量避免穿越人口密集区、基本农田等敏感区域。 考虑与现有交通网络的衔接。 选线的基本方法： 图上作业法： 利用地形图、遥感影像等资料进行初步选线。 实地勘测法： 结合图上分析，进行现场踏勘，获取更真实的地形、地质、水文等信息。 多方案比较法： 针对同一线路区段，提出多个可行的选线方案，并从技术、经济、环保等方面进行综合评价。 第六章：地形条件对选线的影响与对策 山地选线： 展线技术： 讲解在山区如何通过采用大半径曲线、迂回展线、设置回头曲线、引入隧道或桥梁等方式，来克服高差和陡坡。 土石方平衡： 分析山区土石方量大的特点，强调通过合理选线实现土石方就地平衡的重要性。 边坡稳定： 考虑边坡稳定性和滑坡、崩塌等地质灾害的防治。 隧道与桥梁的应用： 讲解隧道和桥梁在山区线路中的作用，以及其选址应考虑的因素。 平原与丘陵选线： 填挖方控制： 关注平原地区填挖方量的平衡，避免不必要的弃方或超挖。 水文条件： 考虑河流、湖泊、湿地等对线路选线的影响，以及涵洞、桥梁的设计。 交通阻隔： 尽量减少对现有交通道路、河流等的阻隔，合理设置跨越方式。 沿海与湿地选线： 地基处理： 关注软土地基的承载力问题，需要采用桩基、加固等措施。 海水侵蚀与盐碱化： 考虑沿海地区的特殊环境因素。 环境保护： 减少对湿地生态系统的影响。 第七章：工程技术参数与选线约束 设计速度： 阐述设计速度是影响曲线半径、超高、视距等一系列技术参数的关键因素。 最小曲线半径： 详细介绍不同等级（如国铁、地方铁路、工业支线）和不同地形条件下的最小曲线半径规定。 最小坡度与最大坡度： 讲解线路坡度限制的要求，以及在山区如何通过爬坡减速区（坡顶、坡底）来解决。 最小视距： 再次强调满足不同视距（停车视距、会车视距）的要求，尤其是在有遮挡的曲线地段。 限界要求： 考虑列车通过桥梁、隧道、站场时的限界要求，以及在曲线中限界外扩的问题。 轨道净距： 在复线或多线布置时，需要考虑轨道之间的净距，尤其是在曲线地段。 第八章：选线中的综合技术经济评价 工程造价估算： 介绍估算土石方工程、桥梁、隧道、涵洞、路基、轨道、站场、征地拆迁等各项费用的基本方法。 运营成本分析： 考虑列车运行阻力、牵引能耗、车辆磨耗、轨道维修、人员工资等运营成本。 技术经济指标比较： 学习运用各种技术经济指标（如单位里程造价、全寿命周期成本、投资回收期等）来评价和比较不同的选线方案。 敏感性分析： 分析关键参数（如设计速度、土石方单价、桥隧比例等）变化对方案经济性的影响。 环境保护评价： 评估不同选线方案对环境可能造成的负面影响，以及相应的环保措施成本。 第九章：实际选线流程与案例分析 选线工作流程： 线路方案设计： 在收集资料、踏勘现场的基础上，初步确定几条可能线路方案。 工程地质勘察： 对初步确定的线路方案进行详细的地质勘察，获取准确的地质参数。 工程量计算与概算： 对各方案进行详细的工程量计算和工程造价估算。 方案比选与优化： 综合技术、经济、环保等因素，进行方案的优劣分析，并进行优化调整。 初步设计： 确定最终的线路方案，并绘制初步设计图纸。 案例分析： 山区铁路选线案例： 选取一个典型的山区铁路建设案例，详细分析其在复杂地形条件下，如何通过曲线设计和展线技术，实现安全、经济的线路选择。 平原地区考虑环境影响的选线案例： 分析一个在平原地区，如何在满足工程技术要求的同时，最大程度地减少对农田、河流、村庄等环境的干扰。 城市近郊线路选线案例： 探讨在城市周边，如何处理复杂的交通、管线、人口密度等问题，设计出既满足运营需求又与城市环境和谐共存的线路。 结语 铁路曲线设计与线路选线是铁路工程中极具挑战性也极具成就感的环节。它不仅需要扎实的理论知识，更需要丰富的实践经验和敏锐的工程判断力。本书力图为青年工程师们搭建一座连接理论与实践的桥梁，希望通过对书中内容的深入学习和消化，能够帮助各位在未来的职业生涯中，能够独立、自信地面对各类铁路选线和曲线设计任务，为中国乃至世界的铁路事业贡献自己的力量。 本书内容涵盖了从基本的曲线几何计算到复杂的线路选线策略，从理论原理到实际应用，并辅以丰富的案例分析。我们相信，这本书将成为青年工程师们案头的必备工具书，伴随他们一起成长，一同为建设更安全、更高效、更美好的交通运输网络而努力。

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