毕业设计开题报告.docx
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毕业设计开题报告
题目:
迁安北至土门子段铁路线路设计
学院:
土建学院专业:
土木工程姓名:
高国琛学号:
03231323
文献综述:
一、我国铁路发展概况
铁路作为陆上运输的主力军,在长达一个多世纪的时间里居于垄断地位。
但是自本世纪以来,随着汽车、航空和管道运输的迅速发展,铁路不断受到新的浪潮的冲击。
为了适应社会和经济发展的需要,适应货主和旅客—安全、准确、快速、方便、舒适的要求。
铁路纷纷进行大规模的现代化技术改造,同时改革运输组织工作,积极采用高新技术,在重载、高速运输和信息技术方面取得了新的突破,再加之现代管理和优质服务以及铁路的区域联网、洲际联网,使铁路增添了新的活力,在陆上运输中仍继续发挥着骨干作用,在现代化运输方式中占着重要的地位。
中国铁路建设起步较晚。
1881年,由清政府洋务派的主持修建的唐山至胥各庄铁路,成为中国的第一条铁路。
唐胥铁路自唐山起至胥各庄(今丰南县)止,全长9.7公里。
采用1435毫米的轨距和每米15公斤的钢轨。
这条铁路是为了开发开平煤矿,在清政府洋务派主持下,由开平矿务局负责集资修建。
1886年,成立开平铁路公司,收买唐胥铁路后开始独立经营铁路业务。
开平铁路公司是中国自办的第一个铁路公司。
1887年,唐胥铁路展筑至芦台,1888年展筑至天津,1894年天津至山海关间通车,改称津榆铁路。
1881年6月9日中国制造出第一辆蒸汽机车—叫做“龙号”。
旧中国铁路建设混乱落后,各帝国主义国家在华修建的铁路与官办、商修的铁路标准不一,装备杂乱,铁路的安全状况很差。
1949年,只有2.2万公里的铁路,其中由中国自己修建的铁路不足40%,而且近一半由于战争破坏而处于瘫痪状态,能通车的只有1万km多,并且事故不断。
中华人民共和国成立后,中央人民政府铁道部统一管理全国铁路的运输生产、基本建设和机车车辆工业。
1949年一年共抢修恢复了8278公里铁路。
到1949年底,全国铁路营业里程共达218l0公里。
1966年到1980年,相继建成贵昆、成昆、襄渝、焦枝、太焦、砂通等铁路干线,全国铁路营运里程增加到52479km。
“六五”期间以旧线改造为主,提高了晋煤、豫煤外运能力,加强了沿海港口后方铁路的运输能力。
“七五”期间,开展了“南攻衡广,北战大秦,中取华中”三大战役。
进入20世纪90年代,以京九、南昆和浙赣、兰新复线等12项工程为重点展开的大会战,揭开了铁路历史性大发展新局面。
到2001年全国铁路营业里程已达到7万多公里,是建国初期的3.2倍。
2002年起,开始兴建青藏铁路。
这样,我国各省、自治区、直辖市均有铁路通达,基本形成了横贯东西、沟通南北、联结亚欧、四通八达的铁路运营网络。
目前我国的铁路高速和重载技术的研究和运用与世界发达国家相比,要落后20到30年。
1994年我国建成第一条深广准高速铁路,列车运营速度为160km/h,开行摆式列车最高时速达200km/h。
2003年秦沈高速客运专用线建成,设计运营速度200~220km/h。
1994年12月,我国生产的第一列内燃机车牵引、时速为160公里的准高速列车在广深线正式运营。
2001年我国第一列交流传动动力分散动车组“先锋号”研制成功,试验时速292km,2002年装备国产交直交传动系统的集中动力动车组“中华之星”研制成功,在秦沈客运专线的试验速度达到321.5km/h,拉开了我国高速列车发展的序幕。
1992年,我国第一条重载铁路大同至秦皇岛全线建成通车,全长653km,单机牵引6千吨,双机牵引1万吨。
当时煤运量为5500万吨/年,2002年年运量达10340万吨/年。
大秦线目前已达到了当时的设计运量,运输能力基本饱和。
而到2010年,大秦线源端地区煤的外运输量达2亿吨/年。
因此大秦线的技术改造和大幅度提高运量势在必行。
开行2万吨列车才能完成运煤任务。
我国铁路运输已基本形成网络,十年前平均客运速度在60~80km/h,货运平均速度低于60km/h。
从1997年至今,我国的主要干线经历了五次大提速,提速的范围基本覆盖了全国较大的城市和大部分地区,再加上已运营的深广准高速线和即将运营的秦沈准高速铁路,将要形成以北京、上海和广州为中心的三个提速圈,提速总里程达1.4万公里,提速干线旅客列车最高时速达160km/h。
2007年4月18日进行第六次大提速,时速120公里以上的线路延展长度将达到22000多公里,其中5300多公里将达到时速200公里。
但是由于国民经济的快速发展,我国的运输能力远远不能满足要求。
运输难、乘车难、速度慢、设施旧和服务差仍然是铁路运输的主要问题。
例如,目前我国铁路每日只能提供9万辆货车车皮,国家需要日装货运量为14万辆,运输能力远远不能满足要求。
预计到2020年,铁路货运需求增加到现在的两倍,客运需求增加3倍,供需矛盾变得更加尖锐。
所以,货运重载化和客运高速化是解决上述问题的有效途径,是国家现代化建设重要经济战略组成部分。
虽然改革开放以来,我国的航空运输和高速公路发展迅速,逐渐从铁路运输中分流了客货运量,并向铁路运输提出严峻的挑战。
但对我国地域辽阔、人口密度大、资源贫乏和可用土地少的国家来说,在任何时候铁路运输是不可代替的。
在“十五”期间,国家修建新线6000km,复线3000km,地方铁路1000公里;总投资3500亿;筹建京沪高速铁路;将在全国建立“八纵八横”铁路网主骨架,形成以北京、上海、广州为中心的提速客运网。
在300~500公里范围内实现“朝发夕至”,1200~1500km范围内实现“夕发朝至”,2000~2500km内实现“一日到达”。
高速列车的运行速度达到200~300km/h,试验速度达到350km/h以上。
在现阶段的“十一五”期间,国家将建设新线17000公里,其中客运专线7000公里;建设既有线复线8000公里;既有线电气化改造15000公里。
2010年全国铁路营业里程达到9万公里以上,复线、电化率均达到45%以上,快速客运网总规模达到20000公里以上,煤炭通道总能力达到18亿吨,西部路网总规模达到35000公里,形成覆盖全国的集装箱运输系统。
基本实现技术装备现代化,运输安全持续稳定,经济效益不断提升。
铁路改革取得明显成效,投资主体多元化取得重大进展,初步建立起适应社会主义市场经济发展的铁路管理新体制。
二、山区铁路选线理论概述
铁路选线设计是整个铁路工程设计中一项关系全局的总体性工作,需要综合考虑设计铁路经行地区的运输、经济、地形与地质条件等方面的问题。
选线工作是复杂和艰巨的,在定线过程中掌握一定的方法和技巧,将给整个选线工作带来事半功倍的效果。
选线设计的主要工作内容有:
1.根据国家政治、经济和国防的需要,结合线路经过地区的自然条件、资源分布、工农业发展等情况,规划线路的基本走向(即方向),选定铁路的主要技术标准。
在城市里,则根据地区的商业或工业发展等情况,来规划线路的走向。
2.根据沿线的地形、地质、水文等自然条件和村镇、交通、农田、水利设施,来设计线路的空间位置。
3.研究布置线路上的各种建筑物,如车站、桥梁、隧道、涵洞、路基、挡墙等,并确定其类型和大小,使其总体上互相配合,全局上经济合理。
铁路定线就是在地形图上或地面上选定线路的走向,并确定线路的空间位置。
通过定线,决定各有关设备与建筑物的分布和类型。
这些设备与铁路工程的耗费直接有关,是一项综合工程。
它一般要考虑以下因素:
(1)设计线路的意义和与行政区其它建设的配合关系;
(2)设计线路的经济效益和运量要求;
(3)设计线路所处的自然条件;
(4)设计线路主要技术标准和施工条件等。
铁路定线的基本方法有套线、眼镜线和螺旋线等。
铁路的定线受到自然条件的限制,如:
河谷地区、越岭地区、不良地质地区等。
我国系多山国家,山区丘陵约占国土总面积的65%,因此山区选线是铁路选线中的重点之一。
山区地形复杂,选线难度相对较大,山区选线中应注意以下几个问题:
1.选择合理的限制坡度
限制坡度与铁路等级、输送能力、牵引种类、地形条件以及相邻线路的牵引定数关系密切。
铁路等级越高,则设计线的意义、作用和客货运量越大,更需要有良好的运营条件及较低的运输成本,因此宜采用较小的限制坡度。
输送能力与牵引定数有关,而牵引定数是由限制坡度和牵引种类决定的,所以限制坡度的选择,应根据运输任务,结合机车类型一并考虑。
当铁路等级、输送能力、牵引种类已确定后,限制坡度主要取决于地形条件。
当限坡与自然纵坡相适应时,线路展线少,工程费省,尤其当地形困难时,限坡大小对工程费影响较大。
因此,在山区选线中选择合理的限制坡度至关重要。
当远期运量增加较大时,限制坡度的选择必须结合牵引种类以满足远期输送能力的要求。
限制坡度是影响铁路全局的主要技术标准,它不仅对线路走向、长度和车站分布有很大影响,而且直接影响运输能力、行车安全、工程费和运营费。
因此,在山区选线中应根据铁路等级、运输要求、牵引种类、地形类别和相邻线路的牵引定数综合比选后确定。
2.选择山间较大沟谷进行选线
山区地形复杂,高程变化较大,克服高程障碍是山区选线的难点之一,而利用山间较大的沟谷则能有效的克服这一障碍。
在选择沟谷时,应尽量利用与线路走向基本一致的沟谷,注意寻找两岸开阔、地质条件较好、纵坡较平缓的沟谷。
由于山间沟谷地形一般较为开阔,地质条件较好,又常有河谷阶地可利用,因而填挖方及其他工程量较小,而且沟谷纵坡较为均匀,线路容易适应,在紧坡地段还可利用侧谷进行展线,因此在山区选线中应充分重视。
3.山间沟谷左右河岸的选择
线路所经河谷选定后,还需要进一步研究线路设在河谷的哪一侧。
通常在河谷的两岸,自然条件常有差异,应结合地形、地质、水文、农田及城镇分布情况,选择有利的一岸定线。
山区河谷有利的岸侧,不会始终局限于一侧,因此在选线中应注意及时选择有利的地点跨河改变岸侧。
4.越岭垭口的选择
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。
越岭线路通常是沿通向分水岭垭口的河谷,用足最大坡度定线,并以隧道越过垭口,再沿分水岭另一侧的河谷向下游定线。
选择垭口应遵循高程较低、靠近短直方向、山体较薄、两端引线条件较好的原则。
5.合理处理采空区
我国的山区矿藏非常丰富,矿区的采空区如采煤洞、掏砂洞等,选线时如对此类地区重视不够,工程措施考虑不周,通车后将导致线路建筑产生病害,如路基下沉,桥梁变形,严重危及行车安全。
因此,选线过程中应查明情况,排除隐患。
选线时线路首先应绕避采空区密集地区。
山区选线的一般顺序应首先结合运量以及相邻线路的技术标准,确定设计线路的主要技术标准,其中对线路方案影响较大的限制坡度的选择应结合运量、相邻线路的限制坡度、铁路等级、牵引种类和地形条件等因素综合比选后确定;然后,在小比例尺地形图上,根据线路走向、地形、地质等条件在大面积范围内寻找适合的河谷和越岭位置;最后,再根据地形、地质等条件对沟谷的左右岸侧进行选择,并对不良地质地段适当绕避。
总之,山区地形复杂,在选线过程中还有很多因素影响线路走向,为使线路方案经济合理,实践中必须结合实际情况,全面客观的分析各种相关因素,最终满足运输要求和经济发展的需要。
随着国民经济和国防建设事业的发展,今后还需要在山区修建铁路,山区越岭铁路选线的研究仍是重要课题,因此认真总结山区铁路选线的经验和教训,提高选线技术水平和技巧,对于加速我国的铁路建设是有积极意义的。
在政治、经济和国防条件确定之后,铁路选线的目标就是要选出这样一条线路,它具有较大的运能、良好的技术条件,必须使线路短直、工程量小、造价低,维修养护方便、运营效益好。
为了满足这些条件,在山区就必须设法克服沟谷岭峰相连的困难地形。
这些困难地形往往是控制线路走向的关键,也是影响线路平面,纵断面以及其他技术条件的重要因素。
主要参考文献:
[1]铁路“十一五”规划(GB50090-2006).
[2]GB50090-2006,铁路线路设计规范[R].
[3]易思容.铁路选线设计[M].成都:
西南交通大学出版社,2002.
[4]西南交通大学-牵引动力国家重点实验室.世界铁路发展状况[J].
[5]宋欣.复杂山区铁路选线[J].铁道勘察,2005
(1).
[6]伍洲明.山岳地区铁路选线的体会[J].铁道运营技术,2006(7)。
[7]朱槐柏.几种山区地形铁路选线要点及方法探讨[J].铁道勘测与设计,2003(6).
[8]李红卫.浅谈山区铁路选线中的几个问题[J].山西建筑,2004(7).
[9]鲍雪银,王禹.山区铁路线路方案的优化[J].铁道标准设计,2006(5).
[10]穆藩蒲.山区铁路选线的研究[J].铁道建筑,1994(6).
[11]地方铁路设计准则[S].1988.
[12]设计文件编制办法[M].北京:
中国铁道出版社,2001.
[13]铁路工程设计技术手册-铁路线路[K].北京:
中国铁道出版社,2004.
[14]铁路工程设计技术手册-站场与枢纽[K].北京:
中国铁道出版社,2004.
[15]秦皇岛山神庙至辽宁刀尔登铁路预可行性研究报告[Z].北京:
北方交通大学勘察设计研究院,2000年5月.
研究方案:
1.理论基础
铁路选线设计是整个铁路工程设计中一项关系全局的总体性工作,需要综合考虑设计铁路经行地区的运输、经济、地形与地质条件等方面的问题。
选线工作是复杂和艰巨的,在定线过程中掌握一定的方法和技巧,将给整个选线工作带来事半功倍的效果。
选线设计的主要工作内容有:
(1)根据国家政治、经济和国防的需要,结合线路经过地区的自然条件、资源分布、工农业发展等情况,规划线路的基本走向(即方向),选定铁路的主要技术标准。
在城市里,则根据地区的商业或工业发展等情况,来规划线路的走向。
(2)根据沿线的地形、地质、水文等自然条件和村镇、交通、农田、水利设施,来设计线路的空间位置。
(3)研究布置线路上的各种建筑物,如车站、桥梁、隧道、涵洞、路基、挡墙等,并确定其类型和大小,使其总体上互相配合,全局上经济合理。
2.研究方法
充分利用国家和行业资料,结合铁路建设的长远规划,进行调查,掌握需要的论证材料,采用定性和定量相结合的分析方法,运用电算技术行分析计算和图表绘制工作,最终提交科学、客观、公正的研究成果。
3.研究步骤
(1)基本内容:
本线路拟建从迁安北至土门子段铁路,按120km/h新建线标准设计,航空线距离约70km。
近期为交付运营后第十年,远期为交付运营后二十年。
认真查找资料,了解铁路设计的特点和原则,认真阅读设计规范,参考秦皇岛山神庙至辽宁刀尔登铁路和秦沈客运专线铁路设计等相关工程,针对实际情况选择技术标准和线路走向。
线路走向方案经济比选,初拟线路比选,综合评价并推荐线路走向作详细设计。
确定主要技术标准。
利用导向线法和试探法进行纸上定线,编制规划纵断面及概略定线,计算设计坡度和线路平面,确定线路位置。
线路局部方案比选,平纵断面优化设计,尤其是桥隧地段。
对陡坡进行必要的横断面定线。
设计通过能力。
工程设计图纸绘制,配套建设及施工方法探讨与建议。
计算土石方,主要工程量和控制工程情况,工程费,运营费,绘制技术经济指标表。
(2)针对铁路选线的特点,结合铁路线路设计的基本要求,根据地形情况,合理选定铁路线路,确定运营模式。
根据最终结论,论述铁路修建的必要性和可行性。
4.预期成果
(1)主要技术标准
限制坡度:
12‰,
最小曲线半径:
800m
到发线有效长度:
450m
牵引种类:
内燃
正线数目:
单线
最小坡段长:
400m
(2)完成的工作
①设计说明书:
详细的地形分析,线路走向方案推荐原因;线路平面位置和沿线高程控制的说明。
说明主要技术标准选取原因;各限制坡度、加力牵引坡度、曲线、夹曲线、缓和曲线预留、最小曲线半径使用情况说明;桥梁、隧道方案比选说明。
②线路平纵断面图
5.设计线路在国民经济与路网中的意义和作用研究
(1)设计线路的地理位置
本研究线路起点为河北省迁安市迁安北站,向北经过建昌营镇,向北延伸至青龙县萧营子镇、青龙镇,向南经马圈子镇后到达终点土门子乡,该线位于河北东部紧邻辽宁,全长约70公里。
该线起点迁安北站至曹妃甸站的现运营铁路全长约119公里,基本位于沿海平丘地区,从迁安北站至土门子站约70公里新建铁路则大部分进入燕山山脉东部山区,地形起伏较大,地形地质条件较为复杂,主要河系为都源河,南河,沙河,青龙河及其支流,该线地理位置突出,位于联接河北、东北、辽宁西北部以及扩散到内蒙东南部并构成该地区吸引范围内的又一短捷入海通道,具有战略地位。
(2)在国民经济与路网中的意义和作用
①构成唐山市北部新的短捷入海通道
本线南接我国北方重要港口唐山市并与京唐港和曹妃甸港连通,北与山刀铁路土门子车站接轨与锦承、京承铁路沟通,吸引范围从河北省东部、北部地区扩大到辽宁西部以及内蒙东部和南部地区,区域面积近20万平方公里。
该线建成将填补秦皇岛北部无铁路的空白,不仅使青龙、迁安二县市,远至辽宁西部、内蒙东部、南部广大地区直接与港口城市唐山市联系起来,构成一个新的南北走向短捷入海通路,根本解决唐山地区铁路干线南北弱、东西强的路网配置局面,真正形成唐山市北通道,构成我国北部地区的又一“大陆桥”,使区域路网配置更加合理。
②实现开发西部地区战略部署加速少数民族地区经济迅速发展
a.本线行经地区位于秦皇岛市北部的河北省山区和老区等少数民族地区,该地区多年来由于交通不便(近年公路基础设施建设有了较大发展),制约了国民经济发展,但本地区自然资源丰富,蕴藏大量铁、煤、石灰石以及取之不尽的大理石、花岗岩、河砂等优质建筑材料,已经探明仅青龙满族自治县柞兰杖子铁矿远景储量达2.4亿吨,大宗货物的运输依靠现有公路,不仅成本高,而且运力有限。
另外还有祖山、都山、冷口温泉等多处天然旅游资源待开发。
预计本线建成后远期货运量可达500万吨/年,客运发送量可达60万人次/年(单向),很大程度上解决了本线经行地区的客货运需求。
b.该线由于构成路网通路,除沿线经行地区的矿石等大宗货物外,远至内蒙、辽宁外运粮食以及畜牧产品等亦转而吸引至此出海捷路,对当地经济协作区的发展进一步创造了条件。
c.故本线的建成,必将拉动经行地区青龙、迁安等县市特别是河北东部、南部少数民族地区经济的快速增长,从而将彻底改变贫困老区、山区等少数民族地区的根本面貌,解决由于受交通等基础设施制约资源开发和区域优势的发挥,极大改善投资环境,是符合当前我国重点开发西部地区的伟大战略决策。
③改善唐山市区域经济格局,促进港口发展
唐山地区由于受自然条件、历史基础以及开发效益的差异;形成生产力偏集于近海平丘地区、而北部山区则相对落后的经济格局,该线建成将转变为由沿海向内地山区老区推向的布局,进一步缩小地区经济差异,使唐山市有一较大资源优势,拓展了经济发展空间,更加促进沿海重要经济区域的发展。
由于唐山市北部拥有丰富自然资源的蒙、满少数民族地区有了新的短捷入海通道,货源增加使唐山市码头更具有活力。
④青龙满族自治县老区贫困山区直接受益
全长约72公里的铁路,其中青龙县境内约占80%左右,青龙满族自治县位于河北省东北部燕山东麓、古长城北侧,西靠宽城满族,自治县,以长城为界,南至迁安、抚宁、东北部与辽宁省建昌县、凌源市为邻,西南距北京225公里,东南距秦皇岛市110公里,隶属于秦皇岛市,是老革命根据地,对革命做出过很大贡献,地理位置处在环京津、渤海经济圈中,自然资源非常丰富,具有一定的经济优势和发展潜力,是待开发的处女地。
由于该县地处山区,虽然近年公路有一定的发展,但仍远不适应当前飞速发展的经济形势,在一定程度上影响了地方经济的发展,因此几十年来一直处于较贫穷落后的状态、资源也不能转化为经济优势,由于本路的建设,交通条件得到根本改善,不仅大宗货物可由铁路运输,而且改善了公路运输紧张状态,为扩大引进外资创造了基础条件。
⑤促进旅游事业的发展
除众所周知的旅游胜地北戴河、承德等,青龙满族自治县拥有祖山、都山、冷口温泉等众多的旅游景点,该路建成将会大大促进旅游事业的发展。
⑥缩短运输距离、节约能源
大宗货物由此通道运输,相比公路运输缩短了200-250公里运距,降低了企业生产成本,促进经济增长,由于减少直通货物的绕道运输,也为国家节省了能源。
综上所述,本线的建设,将对唐山市的进一步改革开放,经济全面的发展,特别是对行经地区青龙县、迁安市等山区、老区少数民族的彻底脱贫致富以及构成入海新通道后,其吸引范围内的河北东部、北部区域的政治经济文化进一步发展都会产生深远影响。
毕业设计(论文)进度安排:
序号
毕业设计(论文)各阶段内容
时间安排
备注
1
查找资料,了解铁路设计的特点和原则
3.13~4.1
2
论述铁路修建的必要性和可行性
4.2~4.8
3
线路方案经济比选,确定主要技术标准
4.9~4.15
4
设计坡度和线路平面,确定线路位置
4.16~4.29
5
线路局部方案比选,平纵断面优化设计
4.30~5.3
6
通过能力计算
5.4~5.15
7
工程设计图纸绘制
5.16~5.20
8
计算工程量,工程费,绘制经济指标表
5.20~5.25
9
撰写论文
5.25~6.4
指导教师意见:
指导教师签名:
审核日期:
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