鐵路貨運(yùn)系統(tǒng)的新建工程通常包括路線改變、坡度修正或通向新工業(yè)的軌道。在選線中唯一要考慮的事項(xiàng)是以帶有最小環(huán)境損害的最低成本獲得所要的目標(biāo)。因?yàn)槠露然驑蛄航Y(jié)構(gòu)大概將是可以被改變的唯一項(xiàng)目,所以應(yīng)當(dāng)最大限度地利用現(xiàn)有的政府地形圖和地質(zhì)圖。如果包括相當(dāng)大的軌道數(shù)量,制作(攝影測(cè)繪)航空等高線圖可能是合乎需要的,首先以大比例布置一條或更多可能的路線,然后以小比例沿著每條路線直至達(dá)到估計(jì)的分級(jí)程度。
在可以選定位置之前必須確立最大坡度和曲率。坡度表示成矢高與距離的百分?jǐn)?shù)比值(1%的坡度上升1ft/100ft)。曲率是100ft的弦對(duì)著的圓心角(度)。坡度和曲率都控制到最小值是理想的,但是一個(gè)更低的坡度和曲率幾乎總是意味著提高的工程費(fèi)用以及有時(shí)更長(zhǎng)的時(shí)間。應(yīng)當(dāng)對(duì)若干具有不同坡度和曲率的線路作研究,同時(shí)應(yīng)考慮到每年對(duì)工程費(fèi)用的資產(chǎn)持有費(fèi)和預(yù)期的列車運(yùn)行的預(yù)算成本。通過這些研究,可以選出引起最小成本的坡度和曲率。應(yīng)當(dāng)進(jìn)行行程時(shí)間的計(jì)算,并且在做出決策時(shí)給予考慮。
必須及早決定軌距。在美國(guó)(及很多其他國(guó)家)標(biāo)準(zhǔn)的軌距是4ft8.5in,在軌道兩條鋼軌的軌頭內(nèi)側(cè)低于軌頂5/8in處進(jìn)行測(cè)量。如果設(shè)備將與其他具有標(biāo)準(zhǔn)軌距的鐵路相互交換,應(yīng)當(dāng)使用這個(gè)軌距。機(jī)車、車廂和機(jī)械化工具一般是按照這個(gè)軌距進(jìn)行制造。
也必須選定鐵路的橫斷面。對(duì)于帶有底碴、道碴和頂部放有軌道的路基的頂部,推薦采用最小車道頂點(diǎn)寬度24ft。對(duì)于側(cè)線和多重軌道,推薦軌道中線之間的最小距離是15ft。在路堤上,邊坡應(yīng)當(dāng)至少是,土壤中1:1.5,松散巖石中1:0.5,堅(jiān)石中1:0.25(圖)。
用于直線單軌的典型的道床和道碴橫斷面
注:頂碴,大約3700yd3/mi;底碴,大約4900yd3/mi(包括15%的收縮)。
當(dāng)航空測(cè)量技術(shù)與沿著所選路線的物理定位控制點(diǎn)一起使用時(shí),使用最少的野外勘測(cè)就可以完成初步的和最終的設(shè)計(jì)。使用為路線設(shè)計(jì)開發(fā)的計(jì)算機(jī)程序,工程師能夠準(zhǔn)備設(shè)計(jì)圖并確定土方工程的數(shù)量。將控制點(diǎn)聯(lián)系到局部坐標(biāo)系中也有助于鐵路用地信息的發(fā)展。不過,沿著路線的樹木繁茂區(qū)可能在地面標(biāo)高中引起一些誤差,以及遮蔽一些對(duì)設(shè)計(jì)的成功很關(guān)鍵的特征。因此,在最終定線已經(jīng)選定之前親自踏勘是明智的。在施工開始之前,應(yīng)當(dāng)進(jìn)行最后的測(cè)量以物理定位控制點(diǎn)和定線并打樁界定,為工程承包商提供充足的信息。
1城市間的系統(tǒng)
規(guī)劃中的高速鐵路系統(tǒng)將需要新的專用鐵路用地或?qū)ΜF(xiàn)有鐵路路線實(shí)質(zhì)地改進(jìn)加強(qiáng)。對(duì)于新的HSR系統(tǒng),在路線選擇中有很多需要考慮的因素。這些包括易控制的定線和剖面,電力來源,施工的環(huán)境影響以及任何平面交叉的避免。
2通勤及城市高速鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)
對(duì)于這些較短路線的選線由許多因素的決定。因?yàn)檫@些系統(tǒng)服務(wù)于公民,一條連接活動(dòng)中心、最接近最大數(shù)量的人的路線將是首選的。這可以通過考慮以下各項(xiàng)來完成:
對(duì)現(xiàn)有土地使用的保養(yǎng),包括較大的工作區(qū),居住區(qū),公共機(jī)構(gòu)(醫(yī)院、學(xué)校、教堂、娛樂和其他公共設(shè)施),以及運(yùn)動(dòng)嘗動(dòng)物園、公園和其他文化及休閑區(qū)。
鐵路用地的可用性,成本中一項(xiàng)重要因素。利用現(xiàn)有的鐵路用地、未開發(fā)空地和公眾所有的土地和街道的備選定線方案將最小化購(gòu)置成本和對(duì)住宅及商業(yè)的重新布置。
對(duì)未來預(yù)期的公共和私人工程的當(dāng)前規(guī)劃和提議。
已提議的交通的影響,包括對(duì)環(huán)境、噪聲、所經(jīng)過的社區(qū)、安全以及增強(qiáng)社區(qū)發(fā)展的機(jī)會(huì)。
對(duì)于城市高速鐵路運(yùn)輸線路,采用比城市間客運(yùn)和貨運(yùn)線路更陡的坡度是可能的,盡管這里最小化的實(shí)際坡度將能提供運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。對(duì)于水平曲線,彎曲度應(yīng)當(dāng)保持到可行的最小值。允許的最大曲率將取決于要求的行駛速度,提供的超高量以及滾動(dòng)設(shè)備的特點(diǎn)。也應(yīng)當(dāng)對(duì)將運(yùn)行在地鐵中的車廂的長(zhǎng)度給予考慮,因?yàn)榍越銳,所需的寬度就越大(由于突出),隧道建筑的成本就越高。
對(duì)于一個(gè)城市高速鐵路運(yùn)輸系統(tǒng),已經(jīng)確定了以下軌道標(biāo)準(zhǔn):
切線:理想的最小長(zhǎng)度500ft,絕對(duì)最小值75ft;在車站延長(zhǎng),超過站臺(tái)的長(zhǎng)度100ft。
曲率:對(duì)于主干線軌道,理想的最小半徑是1000ft;對(duì)于車場(chǎng)軌道,250ft;對(duì)于在圓形隧洞中的軌道,最小軌道半徑是1000ft。
在切線和1°或更大的彎曲之間應(yīng)當(dāng)使用螺旋線或過渡曲線,除了在車場(chǎng)中或低速軌道中之外;在復(fù)合曲線之間也應(yīng)當(dāng)使用。
坡度:車站之間的最大值是3.5%,貫穿車站以及在終端備用線是0.3%,其他備用線及車場(chǎng)內(nèi)是水平的,恒定的縱斷面坡度最小長(zhǎng)度是500ft。
在坡度變化之間應(yīng)當(dāng)使用豎曲線,最小曲線長(zhǎng)度為所連接的坡度的代數(shù)差的100倍,但是不小于200ft。在豎曲線和水平曲線組合以及出現(xiàn)超過1in的不平衡超高的地方,長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)加倍。
如果沒有含最小切線長(zhǎng)度或高地的兩條連接滑行道所需的長(zhǎng)度中較大的一個(gè),不應(yīng)當(dāng)使用反曲線。
超高應(yīng)當(dāng)是對(duì)所允許的速度的當(dāng)量,最大值4in。對(duì)于需要多于4in高度的速度,高達(dá)1.5in的不平衡高度是允許的。
3鐵路用地
對(duì)于城市間的客運(yùn)和貨運(yùn)線路,鐵路用地應(yīng)當(dāng)與軌道的數(shù)量和路塹、路堤和取土坑的坡度相適應(yīng)。除非線路位于人口稠密地區(qū)或土地費(fèi)用很高,軌道每側(cè)應(yīng)當(dāng)?shù)玫街辽?0ft寬度的鐵路用地,也應(yīng)當(dāng)為可能需要的任何車站及車場(chǎng)設(shè)施留出余地。
接收、分類和出發(fā)車場(chǎng)的位置主要受到運(yùn)行要求的控制。同時(shí),在具有不同坡度限制的區(qū)域之間也提供車常使用柴油發(fā)電機(jī)以及為避免調(diào)車而延遲的需要,從起點(diǎn)到終點(diǎn)操縱同一輛列車通常是更好的,如果情況說明,可在中間增添或去掉柴油機(jī)部件。
在人口稠密地區(qū),城市高速鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)在地鐵中、在平面上或在高架結(jié)構(gòu)中是有利的。工程費(fèi)用,施工對(duì)商業(yè)和旅行的影響以及長(zhǎng)期維護(hù)費(fèi)用和運(yùn)輸系統(tǒng)對(duì)商業(yè)和旅行的影響,應(yīng)當(dāng)在確定系統(tǒng)的最佳鐵路用地中給予考慮,這個(gè)系統(tǒng)是為服務(wù)于一個(gè)特殊地區(qū)的大量客運(yùn)而選用。
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