鐵路線路縱斷面

鐵路線路縱斷面,根據中線平面位置反映的地面標高，繪製鐵路線中線的地形縱斷面，然後在上面設計坡度線，即得出線路縱斷面圖（見鐵路線路平面圖b）。為保證坡度的可行性，縱斷面設計必須和平面設計緊密配合，互相協調，逐段地交替進行。線路縱斷面的設計對鐵路工程指標或運營指標都有重要影響。

基本介紹

• 中文名：鐵路線路縱斷面
• 外文名：Section of railway line
• 取得方式：根據中線位置設計坡度線
• 作用：獲取鐵路坡度高低
• 目的：有針對性的施工
• 學科：交通工程

簡介

根據中線平面位置反映的地面標高，繪製鐵路線中線的地形縱斷面，然後在上面設計坡度線，即得出線路縱斷面圖。為保證坡度的可行性，縱斷面設計必須和平面設計緊密配合，互相協調，逐段地交替進行。線路縱斷面的設計對鐵路工程指標或運營指標都有重要影響。

縱斷面設計

縱斷面設計的基本內容包括：坡度、坡段長度、坡道的連線。
坡度的坡率在中國以千分率表示，即指1000米水平距離的線路上升或下降的以米計的高度。縱斷面由各種坡度的坡道所組成。

鐵路線路縱斷面

限制坡度

對單機牽引起著限制牽引重量的坡度。在一個區段內限制坡度一定是最長最陡的坡道。設計線路縱斷面時，限制坡度是最重要的技術標準之一。在一定機車類型下,列車牽引重量是以限制坡度為依據的,所以它能影響鐵路的輸送能力。

計算公式

牽引重量（噸）的計算公式如下：
式中是機車的計算牽引力(牛)；是機車的計算重量（噸）；ó和孋分別為機車和車輛的平均單位基本阻力(機車和車輛在平直道上前進時必須克服的阻力牛/ 噸)；是限制坡度值（‰）。
限制坡度的選定是選線工作中的一個核心問題。選定限制坡度有兩個基本條件：一是地形，二是運量。運量是考慮限制坡度標準的前提，地形則是決定限制坡度標準的根據。在地形複雜的自然環境中，如何正確處理好運量和大自然的關係，以取得最佳的經濟效果，是線路縱斷面設計中一項頭等重要的任務。
在山區選線時，線路的坡度應力求和線路走向的自然縱坡相吻合，經過努力後所定出的鐵路線，自然坡度仍較大時，其最後無法避免的阻力，可以選用適當的機車予以克服。這樣，一方面順從自然定坡，另一方面借重型機車，以補救不足，就可以得出一條經濟合理的鐵路線。按照限制坡度接近自然坡度的方式所設計出來的線路縱斷面，其工程量最小，線路最短。

鐵路線路縱斷面

均衡坡度

線上路設計中，上下行方向的限制坡度，一般是一致的。但是有些線路上，上下行兩方向的貨運量差別很大而又較穩定時，在地形條件也合適的情況下，則可按重、輕車方向分別採用不同的限制坡度，即輕車方向的最大坡度可大於重車方向的限制坡度，以節省工程量。這種，按輕車方向設計的最大坡度，稱為均衡坡度。

加力坡度

按照平均自然坡度設計縱斷面時，有時會遇到突然升高的越嶺地段，就需要設計超越限制坡度的加力坡度。加力坡度就是加掛輔助機車把列車推挽上坡的一段特殊的坡道。
在中國鐵路上有不少加力坡度的實例。較著名的有1909年修通的京張鐵路以 33.33‰的“之”字坡通過了險峻的八達嶺，還有20世紀40年代抗日戰爭時期修通的黔桂鐵路，以27‰的坡度通過了桂黔兩省分界處的鳳凰山脈。1949年以後修建的鐵路中，有於1952年修通的天蘭線，在跨過隴山時採用20‰的坡度；1953年興建的蘭新線，在穿越烏鞘嶺的路段中採用了20‰的坡度；1956年修通的鷹廈線，在通過武夷山和戴雲山時分別採用了20‰及22‰的坡度；1957年修通的寶成線，在穿越秦嶺時採用了30‰的坡度等等。

動能坡度

利用列車在高速運行中所儲備的勢能以克服超過限制坡度的特殊坡度稱為動能坡度，用來克服不太長的局部困難地段，是單機牽引區段內的最陡的坡度。在縱斷面上的適當地段，布置一段必要長度的下坡或平道，以保證列車在達到相當速度以後順利地通過動能坡度。

一般坡度

凡是小於限制坡度的所有坡度，不影響鐵路運輸能力，均可列入一般坡度。一般坡度又可分為無害坡度和有害坡度。無害坡度的坡率較小，列車下坡運行時不需要制動，運營費用最省。有害坡度較無害坡度陡，列車下坡運行時，需要制動，運營費較大。

最大坡度的折減

線上路縱斷面上，如遇到平面曲線和坡道重疊時，要考慮曲線阻力的影響。又如在較長的隧道內（400米以上），由於軌面潮濕,線路維修較困難,使輪軌間粘著係數降低,因而減少了輪周牽引力。同時，列車在隧道內運行時，空氣阻力也有所增加。為了保證列車按計算速度通過這些地段而不致減少牽引重量，都必須相應地減緩坡度。
有道碴的橋樑可放在任何縱斷面上。不鋪道碴的鋼橋，應儘量放在平道上，因為在坡道上的鋼軌容易產生縱向移動，造成病害，不利於行車安全和養護工作。隧道處的縱斷面，可設定單向坡或人字坡，坡度一般不小於3‰,以利於排水。但人字形坡通風不良，採用內燃機車或蒸汽機車牽引時，機車排出的廢氣或煤氣會污染隧道內的空氣，影響旅客及乘務人員的健康，故宜用單向坡。不過，人字坡對施工是有利的，需要時也可採用。車站原則上應設在平道上；如地形困難，不可避免時，也可設在坡道上；但應保證下列條件：①列車能起動；②停放的單獨車輛或列車不致溜走；③在車站範圍內縱斷面的平順性。因此，站內坡度一般不得超過2.5‰,以保證列車起動。只有在地形條件十分困難，對不辦理調車或列車摘車等作業的中間站，其到發線可準許設在陡於2.5‰的坡道上,但坡度的最大值，不得超過區間限制坡度減去起動附加阻力的數值。
在縱斷面上相鄰變坡點間的距離稱為坡段長度。從運營觀點上，最好把縱斷面設計成儘量長的同一坡度。以減少變坡點。為了減少土石方工程，相反地，變坡點要和地面起伏相配合，因而有時出現過多的變坡點,使坡段長度縮短。於是在設計縱斷面時,有必要規定坡段的最短長度。中國1975年公布的《鐵路工程設計技術規範》所規定的坡段最短長度為500～250米，視設計線的遠期到發線的有效長度而定。
也稱豎曲線,即在相鄰坡道處,為了使列車能平順地運行，要用豎曲線把兩個坡道連線起來。豎曲線有兩種類型：一種是圓弧形，中國規定在坡度代數差大於3‰（Ⅰ、Ⅱ級鐵路）和4‰（Ⅲ級鐵路）時要分別加入半徑相應為 10000米及5000米的圓弧形豎曲線。另一種是拋物線形，是根據縱斷面連線情況（凸形或凹形）按規定的變坡率連線。凹型斷面的變坡率要比凸形的小一半，即凹型豎曲線的敷設要比凸形的長一倍。英、美、加等國均採用拋物線形豎曲線。中國部分鐵路也採用過。