第一版前言
近十几年来,有两个方面的发展值得注意。一方面是高速铁路、重载铁路、城市轨道交通、新型轨道交通蓬勃发展,相应的设计理念、设计标准有了很大程度的提升,需要把这些最新成果总结、反映到教材中来;另一方面,与铁路有关的学校和专业数量迅速扩大,据统计,目前全国招收土木工程类专业学生的高校已超过450所,招收交通运输等相关专业或铁道工程、城市轨道工程相关专业方向的学校也越来越多。两种需求加在一起,迫切需要一本既能反映铁路建设、研究的最新成果,又能满足高校培养铁道工程人才需求的铁路线路设计方面的教材。
近年来,经本书主编与其他原铁路高校的多位专家的努力,目前全国土木工程学科专业指导委员会已将铁道工程列为土木工程专业的一个方向,起草并颁布了土木工程专业规范的相应内容。根据新的专业规范,铁路线路设计是该方向的一门重要专业课。
本书依据全国土木工程专业教学指导委员会和交通运输与工程学科教学指导委员会制订的相应专业规范编写。与其他类似教材相比,本教材具有如下特色。
首先是课程名称。铁路线路设计类的教材最早曾被称为铁路设计,后来大部分被称为铁路选线设计。作者采用铁路线路设计,原因有三:第一,本课程教材中一般包括线路规划、选线、定线、线形、车站、能力加强等内容,选线只是其中一部分内容,不能包括全部内容;第二,与这门课关系最密切的各铁路勘测设计院一般不设选线处,而设线路处,线路处的业务就是该门课程的内容;第三,各铁路局设工务处,其主要工作是既有线的养护维修,包括线形、能力加强等线路设计的内容,而真正的选线工作却很少,即铁路局也基本不用选线这个名称。故作者认为,该教材被称作铁路线路设计是比较合适的,当然也可称之为铁路线路或线路工程。
其次是章节安排。本教材与其他类似教材相比,章节做了比较大的调整,主要是提出并贯彻了线路设计由面到带、由带到线、由线到段、由段到点这样的理念,使得设计能够由粗到细、由泛到精。具体编写思路为,在绪论之后,首先介绍铁路运量与运能,这是全书之纲,即设计能力必须满足运量需求,贯穿于全书之中;重点介绍了铁路选线与总体设计(由面到带)、铁路定线(由带到线)、铁路线形(由线到段)、铁路车站(由段到点);简要介绍了铁路能力加强,将新线设计的基本理论与方法灵活运用到既有铁路能力加强与改建设计中;最后介绍了磁浮铁路、直线电机地铁、直线电机独轨等新型轨道交通的线路设计特点。
第三是章节内容。其重大改动是将大部分教材中的平纵断面设计一章的名称改为铁路线形,主要考虑到这一章的内容主要谈的是线形、设计参数及取值标准,这些内容与传统意义上的设计是不同的,故称作铁路线形比较合适,铁道部颁布的《高速铁路设计规范》也已称作线形。在该章内容的编排顺序上,将原先在线路平面一节中的铁路限界、外轨超高、轨距加宽等内容抽出来,再加上路基横断面等内容新组成了线路横断面一节,并且将其放在线路平面之前介绍,这一方面使得平纵横断面线形结构更加完整,另一方面也使曲线半径等参数的确定可以直接采用横断面中外轨超高的分析计算结果。还新增了线路空间线形一节,这部分内容较新颖,是未来的发展方向,但目前未必十分成熟,希望能给读者增加空间线形的意识和认识。
第四个特色是在铁路选线与总体设计一章中适当强化了规划的内容,并按照交通规划、线网规划、铁路选线、总体设计、主要技术标准的顺序编排,使得逻辑结构更为合理。
第五个特色是将高速铁路、重载铁路、城市轨道交通等内容融合到各个章节。这尤其是在铁路线形一章中体现得比较充分,比如在介绍线形基本原理后重点介绍普通铁路线形,之后再介绍上述多种铁路线形,包括线路设计参数标准及取值范围,以便读者能够加以对照,加深认识。
第六个特色是增加了直线电机铁路一章,介绍了高速磁浮铁路、中低速磁浮铁路、直线电机地铁、直线电机独轨等新型轨道交通的发展、基本原理及线路设计特点,为将来直线电机铁路的大发展奠定基础。这么全、这么新的内容目前在其他相关教材中是不多见的。
第七个特色是根据国家要求,增加了近些年强制推行的建设项目安全评价的有关内容,这是铁路建设项目及铁路线路设计亟需加强的内容。
考虑到有些学校该门课程比铁道工程的其他专业课(如铁路轨道、铁路路基、铁路车站)开课早,而铁路线路课程设计中要用到这些课程的知识,故本教材在第五章和第六章中补充了一些相关知识,这可算是本教材的第八个特色。这些内容可根据需要选讲选学。
最后一个特点是,教材内容按照建设项目的新建(第二~第六章)、改建(第七章)、扩建(第八章)的顺序编写,这就使得教材内容的逻辑性更强。
其他方面也做了较多、较大的调整和改善。目的是想编出一本有特色、高水平的铁路线路设计教材。
本教材由北京交通大学魏庆朝教授担任主编,参加编写的有魏庆朝(第一章,第三章第二~五节,第五章、第八章)、白雁(第二章)、梁青槐(第三章第一节)、万传风(第四章、第七章)、陈建春(第六章)、时瑾(第九章)。田宜丰、涂洪亮、刘涛同学绘制了书中的部分插图。
本书受国家自然科学基金(C09A300270)项目资助。本书在编写时参考了很多相关教材、专著、规范(手册)和资料,在此对有关编著者表示衷心感谢!
由于铁路发展迅速,本教材在编排和内容上难免有不足之处,恳请读者批评指正,以便再版时更正。
编者
2011年10月