線路設(shè)計(jì)方案精選(九篇)

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第1篇：線路設(shè)計(jì)方案范文

關(guān)鍵詞：典型設(shè)

近年來(lái)，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)方面迅速發(fā)展，與此同時(shí)，由于社會(huì)發(fā)展使對(duì)電力的需求量同樣隨之逐漸增大，有關(guān)部門(mén)的預(yù)測(cè)，在2020年的時(shí)候，我國(guó)新增裝機(jī)的數(shù)量將達(dá)500GW。在現(xiàn)階段以及今后相對(duì)當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間以內(nèi)，我國(guó)電網(wǎng)的建設(shè)建設(shè)還有發(fā)展任務(wù)均會(huì)面臨很大的挑戰(zhàn)。規(guī)模如此之大的電網(wǎng)發(fā)展以及建設(shè)，非常有必要對(duì)其實(shí)行集約化的管理形式，使其規(guī)模優(yōu)勢(shì)能夠得到充分的發(fā)揮，同時(shí)使得其資源利用率以及電網(wǎng)工程的管理還有建設(shè)效率都得到顯著提升[1]。

1 110kV輸電線路典型設(shè)計(jì)的內(nèi)容及模塊分類

1.1 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容

輸電線路其最主要造價(jià)是由基礎(chǔ)、導(dǎo)線以及桿塔這三部分構(gòu)成。這其中地形以及地貌會(huì)對(duì)基礎(chǔ)的造價(jià)造成很大的影響，需要充分考慮塔位的具體情況，在實(shí)際情況的基礎(chǔ)之上對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)；而氣象條件、地形條件以及導(dǎo)線截面決定了輸電線路桿塔的設(shè)計(jì)，絕大部分桿塔的結(jié)構(gòu)形式都是能夠通用的。按照上述的這些特點(diǎn)，文章中需要設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容就是針對(duì)某特定氣象條件、地形條件以及導(dǎo)線截面條件下，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化桿塔的典型設(shè)計(jì)。

1.2 設(shè)計(jì)模塊的劃分及其編號(hào)

根據(jù)有關(guān)設(shè)計(jì)模塊分類的一些特定的原則，文章設(shè)計(jì)的110kV輸電線路典型設(shè)計(jì)總共分為15個(gè)模塊（A-O），另外雙回路角鋼塔總共有39種塔型以及單回路總共有39種塔型，最后還有鋼管桿總共18種塔型。

2 典型設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)條件

2.1 導(dǎo)線以及地線

文章設(shè)計(jì)的110kV典型設(shè)計(jì)中使用到的導(dǎo)線結(jié)構(gòu)型式按照GB1179-1999標(biāo)準(zhǔn)來(lái)執(zhí)行。其中導(dǎo)線型式（鋼芯鋁絞線）為L(zhǎng)GJ-300/40和LGJ-240/30，地線型式（鋁包鋼絞線）為JLB1-95。

2.2 絕緣配合

絕緣配合主要考慮以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：

（1）絕緣配合原則

通常情況下線路在絕緣設(shè)計(jì)的時(shí)候主要的考慮對(duì)象還是防止污染，按照工程經(jīng)驗(yàn)，本次設(shè)計(jì)中涉及到的大多數(shù)線路所處的環(huán)境為Ⅱ級(jí)污染區(qū)，所以在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，按照Ⅱ級(jí)污穢區(qū)來(lái)實(shí)施絕緣配合設(shè)計(jì)。對(duì)于同塔雙回路而言，在實(shí)際情況中閃電很有可能同時(shí)雷擊2個(gè)回路，根據(jù)有關(guān)經(jīng)驗(yàn)，需要對(duì)2回路之間的絕緣水平實(shí)施調(diào)整，采取平衡高絕緣配置的形式，采用這種方法可以減小甚至避免由于雷擊攻擊塔頂而導(dǎo)致雙回路同時(shí)出現(xiàn)跳閘事故的發(fā)生。

（2）確定絕緣子片數(shù)

絕緣子片數(shù)的選擇需要按照工頻電壓的泄漏距離以及有關(guān)的規(guī)定來(lái)確定，其中對(duì)于同塔雙回路我們可以采取平衡高絕緣的形式，所以一定要適當(dāng)?shù)脑黾佑嘘P(guān)的絕緣子片數(shù)以確保安全。絕緣子片數(shù)具體如表1所示。

（3）選擇空氣間隙

在選擇空氣間隙的時(shí)候，需要根據(jù)有關(guān)的規(guī)定和規(guī)程來(lái)進(jìn)行選擇，如果是采取平衡高絕緣的形式，那么空氣間隙則需要根據(jù)配合系數(shù)對(duì)其進(jìn)行修正，其中空氣間隙值具體情況如表2所示。

2.3 塔頭布置

對(duì)于單回路直線塔來(lái)說(shuō)，如果是在平地那么使用貓頭型或者酒杯型的塔頭就足夠了，但是如果是在山地上，就必須要考慮到風(fēng)偏開(kāi)方等這些外部的影響因素，基于此可以選擇使用貓頭型。而對(duì)于文章中所提到的貓頭塔，就是指在原有的“寬臉貓”的原型對(duì)邊中導(dǎo)線垂直距離的差值進(jìn)行擴(kuò)大。

3 桿塔結(jié)構(gòu)優(yōu)化

3.1 優(yōu)化塔身隔面

鐵塔在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要根據(jù)有關(guān)的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，在鐵塔塔腿以及塔頂?shù)捻敳繖M截面位置、直接受到扭轉(zhuǎn)力的橫斷面位置以及塔身變坡的橫斷面位置必須要設(shè)置橫隔面以確保安全。在一定條件下，一般而言設(shè)置的橫隔面距離不大于5倍的平均寬度，同時(shí)還要小于4個(gè)主材分段。另外一個(gè)方面橫隔面其幾何形狀對(duì)鐵塔重量也有著顯著地影響，如果塔身的斷面比較小，那么采取十字交叉形式就足夠了。

3.2 優(yōu)化塔身坡度

通常情況下鐵塔重量受塔材布材以及塔身坡度的影響非常之大，而鐵塔的自身重量又會(huì)對(duì)基礎(chǔ)的作用力、斜材的規(guī)格等有著非常顯著地影響。在文章的設(shè)計(jì)中，針對(duì)每一種塔型而言，都是在特定的荷載情況下來(lái)對(duì)其進(jìn)行計(jì)算并設(shè)計(jì)的，對(duì)塔身坡度實(shí)施了多種方案的組合優(yōu)化，對(duì)不同組合塔身的重量都進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算，最后對(duì)所有的計(jì)算重量進(jìn)行比較，從而獲得鐵塔的最佳坡度。

3.3 優(yōu)化節(jié)點(diǎn)連接

節(jié)點(diǎn)構(gòu)造毫無(wú)疑問(wèn)是設(shè)計(jì)過(guò)程中的一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，鐵塔真型在試驗(yàn)的過(guò)程中發(fā)生破壞通常情況下和節(jié)點(diǎn)構(gòu)造不合理有著非常緊密的關(guān)系。文章的設(shè)計(jì)強(qiáng)化了對(duì)鐵塔節(jié)點(diǎn)的連接、連接桿件的夾角、桿件的構(gòu)造長(zhǎng)度、角鋼兩面的連接等很多方面的計(jì)算研究，以此來(lái)確保節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)連接的最優(yōu)化。

3.4 主材布置、節(jié)間優(yōu)化

在確定完鐵塔的塔身的坡度、塔頭的尺寸以及規(guī)劃的高度之后，鐵塔塔身斜材的布置以及主材節(jié)間的布置它們兩者之間是相互影響、相互關(guān)聯(lián)的關(guān)系。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，為了使得主材的受力能夠更加均勻，在計(jì)算的過(guò)程中可以考慮以下兩點(diǎn)：（1）調(diào)整塔身交叉斜材，這樣使得塔身交叉材盡可能少的出現(xiàn)同時(shí)受壓的情況，最好是不出現(xiàn)，毫無(wú)疑問(wèn)這樣可以降低斜材的規(guī)格。（2）對(duì)主材的計(jì)算長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整。選擇構(gòu)件規(guī)格的時(shí)候需要考慮所承擔(dān)的內(nèi)力，另外還要考慮構(gòu)件長(zhǎng)度。如果假設(shè)內(nèi)力保持不變，那么規(guī)格和構(gòu)件的長(zhǎng)度之間是具有正比例的關(guān)系的，調(diào)整同段主材計(jì)算長(zhǎng)度，把那些受力比較大的節(jié)間進(jìn)行壓縮采用這種方式使得主材規(guī)格減小。

3.5 優(yōu)化傳力線路

對(duì)力的傳遞路線進(jìn)行優(yōu)化，不僅可以減小塔重，同時(shí)還會(huì)在很大程度上影響桿塔其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。所以文章中設(shè)計(jì)的110kV輸電線路典型設(shè)計(jì)優(yōu)化了傳力線路。斜材是另外一個(gè)對(duì)塔重有較大影響的重要因素，所以文章在設(shè)計(jì)的時(shí)候在塔頭的適當(dāng)位置配置了”K”型結(jié)構(gòu)斜材，可以減低由于斜材同時(shí)受壓而造成的影響。

4 結(jié)束語(yǔ)

電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行是減小供電成本的最為有效的途徑。選取合適的110kV輸電線路典型設(shè)計(jì)的優(yōu)化方案，能夠獲得良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。電力設(shè)計(jì)者除開(kāi)采用各種管理措施和技術(shù)措施外，還要求結(jié)合電網(wǎng)實(shí)際需求進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以提升輸電線路的輸電以及供電能力。

參考文獻(xiàn)

第2篇：線路設(shè)計(jì)方案范文

關(guān)鍵詞：110kv變電站；AIS與GIS布置方案；對(duì)比分析

中圖分類號(hào)：TM411文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

變電站設(shè)計(jì)的重要部分包括：裝置型式的選擇和配電設(shè)備。隨著配電技術(shù)的進(jìn)步和配電網(wǎng)的發(fā)展，變電站的以上兩個(gè)重要部分得到了很大的提高和改進(jìn)。110kv變電站的配電裝置有四種型式，分別為：戶外支持式管型母線、戶內(nèi)GIS巧配電裝置、戶外GIS巧配電裝置和軟母線AIS配電裝置。在這四種配電型式中，AIS和GIS是實(shí)踐中較常用的布置型式。本文對(duì)110kv變電站戶外AIS與GIS布置方案進(jìn)行對(duì)比分析。

1.AIS與GIS兩種布置方案的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

1.1 AIS布置方案的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

AIS布置方案的優(yōu)點(diǎn)：（1）AIS是一種比較傳統(tǒng)的配電裝置，是敞開(kāi)式的，它的生產(chǎn)技術(shù)比較成熟且在運(yùn)行方面也具有很豐富的經(jīng)驗(yàn)。（2）AIS的外絕緣和設(shè)備外殼為瓷套，投資成本較低[1]。

AIS布置方案的缺點(diǎn)：（1）設(shè)備面積較大。（2）設(shè)備外露的部件較多，容易受到環(huán)境因素的影響。（3）對(duì)系統(tǒng)的可靠和安全運(yùn)行存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 GIS布置方案的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

GIS布置方案的優(yōu)點(diǎn)：（1）GIS的體積小、重量輕、占地面積小。（2）元件處于密封狀態(tài)，受環(huán)境因素的影響較小。（3）操作機(jī)構(gòu)無(wú)氣化和無(wú)油化。（4）具有較高的可靠性。

GIS布置方案的缺點(diǎn)：（1）這種裝置配置了大量的金屬封閉母線，投入成本較高[2]。

2.工程實(shí)例和方案介紹

本工程的站址選在福建省福安市穆陽(yáng)鎮(zhèn)，它距離縣城和鄉(xiāng)鎮(zhèn)的距離分別為25km和2.5km，在302省道的附近。110kv變電站設(shè)置在站址被測(cè)的平地和南側(cè)的山坡。這一站址不屬于農(nóng)業(yè)用地，是負(fù)荷的中心區(qū)域。

工程規(guī)模：（1）110kv部分：本期兩回、終期四回。（2）35kv部分：本期三回、終期六回。（3）10kv部分：本期八回，終期24回。（4）主變壓器部分：本期1臺(tái)110kv50MvA三繞組變壓器、終期一臺(tái)11Okv5OMvA兩繞組變壓器、 終期2臺(tái)110kv50MvA三繞組變壓器。

設(shè)計(jì)人員依據(jù)一定的條件進(jìn)行電氣的主接線設(shè)置，并對(duì)全局進(jìn)行布置和設(shè)計(jì)。對(duì)變電站的規(guī)模進(jìn)行規(guī)劃和分析。根據(jù)站址的地理?xiàng)l件和其他方面的因素，制定出設(shè)計(jì)方案。

針對(duì)上述工程，我們提出了兩種方案，分別為：戶外AIS方案和戶外GIS方案。為了能讓這兩種方案具有可比性，本工程以實(shí)際情況為基礎(chǔ)對(duì)其進(jìn)行了調(diào)整，確保這兩種方案在建設(shè)規(guī)模上是一致的。這樣做的目的，是消除這兩種方案之間的差異，使其能進(jìn)行更好的比較。調(diào)整后的兩個(gè)方案的本期及遠(yuǎn)景建設(shè)規(guī)模。如表1所示。

表1 調(diào)整后的兩個(gè)方案的本期及遠(yuǎn)景建設(shè)規(guī)模

3.AIS與GIS布置方案各項(xiàng)指標(biāo)的比較

3.1技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的比較

AIS與GIS布置方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的比較，如表2所示。

表2 AIS與GIS布置方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的比較

3.2技術(shù)條件指標(biāo)的比較

AIS與GIS布置方案技術(shù)條件指標(biāo)的比較，如表3所示。

表3 AIS與GIS布置方案技術(shù)條件指標(biāo)的比較

4.AIS與GIS布置方案指標(biāo)比較結(jié)果的分析

通過(guò)觀察上文中AIS與GIS布置方案各項(xiàng)指標(biāo)的比較結(jié)果，此處我們主要進(jìn)行分析的指標(biāo)是技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。通過(guò)對(duì)兩個(gè)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的觀察和比較，可以以下幾點(diǎn)，分別為：

第一，安裝費(fèi)用。GIS方案雖然用到的設(shè)備種類和數(shù)量較多，安裝費(fèi)用也較高，但是GIS的整體布置方案嚴(yán)謹(jǐn)，其所使用到的主變母線橋等材料比AIS方案少。所以，在安裝費(fèi)用這一方面，AIS方案的安裝費(fèi)用要比GIS方案的安裝費(fèi)用高，大約高出23萬(wàn)元。

第二，建筑費(fèi)用。戶外AIS方案的投入成本比GIS方案要高，其原因是：（1）AIS所占用的面積較大，所以它在建設(shè)中所要用到的土石方量相應(yīng)的就增加了。（2）AIS的場(chǎng)地大，它需要有兩座避雷針?biāo)?，?dú)立設(shè)置。（3）AIS布置方案所用到的鋼材和結(jié)構(gòu)支架較多。（4）GIS布置方案在防火墻等部分的工程量比AIS布置方案要大。通過(guò)分析比較，我們可知AIS方案的建筑費(fèi)用比GIS的建筑費(fèi)用要高出12萬(wàn)元左右[3]。

第三，設(shè)備費(fèi)用。GIS方案所用到的設(shè)備種類和數(shù)量較多，所以它的設(shè)備費(fèi)用要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于AIS方案。在本工程中，GIS方案的設(shè)備費(fèi)用比AIS方案的設(shè)備費(fèi)用高出239萬(wàn)元。

第四，其他費(fèi)用。AIS方案的其他費(fèi)用比GIS方案的其他費(fèi)用要高出64萬(wàn)元。

第五，綜合分析AIS和GIS這兩種方案，我們可知AIS方案的投入資金要比GIS方案的投入資金低140萬(wàn)元左右，而在征地面積和縮短工期等方面，GIS方案有優(yōu)勢(shì)[4]。

結(jié)語(yǔ)

本文從AIS與GIS兩種布置方案的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)、工程實(shí)例和方案介紹、AIS與GIS布置方案各項(xiàng)指標(biāo)的比較及AIS與GIS布置方案指標(biāo)比較結(jié)果的分析四個(gè)方面對(duì)本課題進(jìn)了研究和分析，希望能為我國(guó)相關(guān)領(lǐng)域的研究起到一定的積極作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃歡.國(guó)家電網(wǎng)公司輸變電工程通用設(shè)計(jì)――110kV變電站戶外AIS與GIS布置對(duì)比分析[J].科技信息，2012,29(12)：189-190.

[2]劉振亞.國(guó)家電網(wǎng)公司輸變電工程通用設(shè)計(jì)[J].中國(guó)電力，2012,89(10):789-790.

第3篇：線路設(shè)計(jì)方案范文

【關(guān)鍵詞】10kV輸電線路；設(shè)計(jì)施工；優(yōu)化措施

1 10kV輸電線路的具體設(shè)計(jì)和施工方案

1.1 10kV輸電線路具體設(shè)計(jì)方案

具體的設(shè)計(jì)過(guò)程往往由前期的設(shè)計(jì)階段、初步的設(shè)計(jì)階段、以及最后的定稿階段徹底的把施工圖制定出來(lái)。一般經(jīng)過(guò)這三個(gè)過(guò)程就可以保證輸電線路設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。避免輸電線路存在設(shè)計(jì)缺陷。

前期設(shè)計(jì)階段：在這個(gè)階段主要是一些理論方面的探討，確定工程的可行性，對(duì)工程的可行性進(jìn)行研究，然后確定可行性的報(bào)告。

其一，確定輸電線路的研究對(duì)象，然后明確所要針對(duì)的具體的問(wèn)題。其二，對(duì)線路設(shè)計(jì)的相關(guān)的各個(gè)方面的因素進(jìn)行探討，以完善輸電線路可行性報(bào)告的主要內(nèi)容。根據(jù)輸電線路可能帶來(lái)的社會(huì)以及經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行充分的模擬預(yù)測(cè)，使得投資有依可尋，保證投資方的利益。這就要求在制定可行性報(bào)告的時(shí)候，一定要把握當(dāng)前的具體環(huán)境政策，不允許存在偏差。其三，對(duì)于輸電線路的前景進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)于輸電線路在以后施工和運(yùn)營(yíng)可能存在的具體的問(wèn)題進(jìn)行分析，并且準(zhǔn)備好解決的方案。其四，論證，這是確定輸電線路是否可行的最后一步，也是最關(guān)鍵的一步，這就要求對(duì)輸電線路相關(guān)的各種因素展開(kāi)探討，為輸電線路的具體建設(shè)的實(shí)施提供準(zhǔn)確的可行性的報(bào)告，保證工作前期設(shè)計(jì)工作的順利完成。

初步設(shè)計(jì)階段：有了工程的可行性報(bào)告以后，就可以根據(jù)是否可行，進(jìn)行輸電線路初步設(shè)計(jì)階段，輸電線路初步設(shè)計(jì)是整個(gè)輸電線路設(shè)計(jì)中的核心，輸電線路設(shè)計(jì)的大部分內(nèi)容都是在這個(gè)過(guò)程得以完善實(shí)施的。該階段也是確定各種設(shè)計(jì)原則的階段。

其一，輸電線路的路徑的選擇是輸電線路設(shè)計(jì)中比較重要的一步，對(duì)輸電線路的路徑進(jìn)行選擇的時(shí)候，要先確定幾種可行性方案，在根據(jù)經(jīng)濟(jì)性以及當(dāng)?shù)丨h(huán)境的問(wèn)題進(jìn)行探討，選出最優(yōu)的可行性方案。其二，輸電線路現(xiàn)在大多都是在空中搭設(shè)的，而桿塔又是輸電線路的架設(shè)的基礎(chǔ)，要對(duì)所選擇的線路的經(jīng)過(guò)的地方進(jìn)行科學(xué)考察，確定出適合的桿塔的類型。其三，因?yàn)檩旊娋€路都是高空，且無(wú)遮擋，所以避雷的工作是必不可少的，要根據(jù)資料的規(guī)定，選擇合適的避雷措施，以及配套的絕緣設(shè)備，保證輸電線路在雷雨天氣的正常的運(yùn)行。

最后定稿階段即施工圖設(shè)計(jì)：這個(gè)階段主要是根據(jù)初步設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行具體施工圖的確定，細(xì)化施工的內(nèi)容，使得施工作業(yè)有依可尋。主要的內(nèi)容就是細(xì)化施工圖，對(duì)于施工的材料，設(shè)備，人員的配備等方面進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。同時(shí)對(duì)選定的路線進(jìn)行放線測(cè)量等工作，為輸電線路的施工做好充足的準(zhǔn)備，保證施工工作的順利的進(jìn)行。

1.2 10kV輸電線路的施工方案

由于施工工作的復(fù)雜性，詳細(xì)的施工方案必須的，在保證施工質(zhì)量的同時(shí)也可以提高施工的效率。繪制恰當(dāng)施工施工組織圖，保證施工的順利進(jìn)行。

（1）施工準(zhǔn)備，由于輸電線路的施工時(shí)一項(xiàng)綜合性的施工，由多工種，多樣設(shè)備的配合施工下才能完成。在施工進(jìn)行前對(duì)施工的設(shè)備，材料，技術(shù)做好準(zhǔn)備，這對(duì)施工的質(zhì)量是一種保障。同時(shí)為施工有序的進(jìn)行提供了條件。

（2）施工工序安排，根據(jù)工期，繪制流水作業(yè)圖，抓住主要工序，對(duì)于土石方的開(kāi)挖，桿塔的架立等提供足夠的材料，設(shè)備以及人力，次要工程，在主要的工程資源有剩余的情況下再進(jìn)行施工。不但保證了工期，而且對(duì)施工質(zhì)量的提升也有幫助。

（3）制定工期保障措施。在施工的過(guò)程中，由于種種原因?qū)е鹿て诘难诱`，一定要分析延誤的原因，并趕工期做好相應(yīng)的對(duì)策。例如：可以同時(shí)把大量的人員投入到關(guān)鍵工序上面去，使得關(guān)鍵工序的工期趕上。

2 10kV輸電線路設(shè)計(jì)與施工中的注意問(wèn)題及完善措施

針對(duì)10kV輸電線路設(shè)計(jì)與施工中的注意問(wèn)題，充分的分析了問(wèn)題的關(guān)鍵，并提出了完善的建議，使得輸電線路的建設(shè)有更好的發(fā)展。

2.1 設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)

（1）輸電線路的選擇方面。輸電線路的選擇對(duì)于整個(gè)工程影響都是很大的，它要求設(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)豐富且專業(yè)知識(shí)雄厚。在線路的選擇的時(shí)候，主要考慮的是對(duì)附近環(huán)境影響的最小化，其實(shí)是施工的難易度，再次就是造價(jià)，要避開(kāi)環(huán)境敏感區(qū)域，例如：水庫(kù)，湖泊，農(nóng)田區(qū)域等。對(duì)于桿塔的位子，也要做好經(jīng)濟(jì)的選擇，但是不能影響周圍的交通。

（2）桿塔選型方面?？偝杀局写蟾庞?0%的費(fèi)用是花在桿塔上，因此對(duì)桿塔類型的選擇就顯得特別的重要，一般的情況下可以選擇直線水泥桿，比較節(jié)約些，但是遇到占用農(nóng)田，轉(zhuǎn)彎等情況，要用穩(wěn)定性比較高的角鋼塔，這樣根據(jù)不同的環(huán)境選擇不同類型的桿塔，對(duì)于運(yùn)輸，施工，以及日后的維護(hù)都提供了很大的方便。

（3）抗冰設(shè)計(jì)方面。2008年，由于雪災(zāi)，使得國(guó)家的很多供電系統(tǒng)直接陷入癱瘓，究其原因，主要就是在設(shè)計(jì)的時(shí)候，沒(méi)有充分的考慮抗凍性設(shè)計(jì)。輸電線路并不是怕凍，而是抗壓承載力，抗彎，抗剪承載力不足以支撐過(guò)多的冰雪覆蓋，然后直接導(dǎo)致線路的整體穩(wěn)定性的喪失，最終發(fā)生破壞。當(dāng)?shù)氐亩嗄甑臍夂驐l件是進(jìn)行抗凍設(shè)計(jì)的主要的依據(jù)。所謂抗凍，主要就是防止輸電線路的覆冰，覆冰過(guò)重導(dǎo)致線路斷裂時(shí)輸電線路的主要的受災(zāi)問(wèn)題，因此，對(duì)于不同環(huán)境下的路線的抗凍采用不同的設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，將有效的提升輸電線路的抗凍的能力。

2.2 施工中的常見(jiàn)問(wèn)題及處理措施

（1）穿越問(wèn)題。由于輸電線路的架設(shè)過(guò)程中，一般都會(huì)穿越其他的輸電線路，這時(shí)就發(fā)生問(wèn)題了，按照標(biāo)準(zhǔn)，同一地段的輸電線路的高度應(yīng)該都是一樣的，但這就帶來(lái)了問(wèn)題，10kV高壓線路的避雷針與線路導(dǎo)線的電器距必須大于3米。因此只有3個(gè)方法，要么降低桿塔，要么增高桿塔要么加設(shè)避雷設(shè)施，若采用降低桿塔，可能使得桿塔過(guò)低，這樣對(duì)地面的影響較大，不建議采用?；蛘咴诒ＷC對(duì)地面的影響較小的情況下降低桿塔，并且在地下區(qū)域設(shè)置路障。而采用增高桿塔就顯得不經(jīng)濟(jì)，一般實(shí)際工程中很少采用。采用最多的地方，就是在輸電線路的其他地方增設(shè)避雷設(shè)施，這樣可以保證避雷的正常，也可以解決線路交叉的問(wèn)題。

（2）桿塔與沿線公路距離過(guò)近。當(dāng)桿塔與沿線公路較近的時(shí)候，無(wú)法正常的施工，或者強(qiáng)制性施工，可能對(duì)交通帶來(lái)一定的影響，這個(gè)時(shí)候，可以采取把桿塔向外移動(dòng)20m的方式來(lái)解決。

（3）線路跨越公路及房屋。不能采取垂直跨越的方式，因?yàn)檫@樣會(huì)影響交通以及居民的正常的生活。所以解決措施有，跨越公路一定要保證角度大于450，跨越房屋的時(shí)候，控制垂直通過(guò)的路線長(zhǎng)度大于4米。從而減小輸電線路運(yùn)行過(guò)程中對(duì)交通以及居民的影響。

3 結(jié)語(yǔ)

10kV輸電線路的設(shè)計(jì)與施工對(duì)一個(gè)國(guó)家一個(gè)地區(qū)的發(fā)展很重要，輸電線路的的可靠性成了考慮的重點(diǎn)。要保證輸電線路的安全可靠性，就要在輸電線路的設(shè)計(jì)與施工的時(shí)候嚴(yán)格把關(guān)，防止安全隱患。針對(duì)10kV輸電線路的設(shè)計(jì)與施工方案進(jìn)行探討，從輸電線路的現(xiàn)狀出發(fā)，發(fā)現(xiàn)10kV輸電線路的設(shè)計(jì)與施工還存在的問(wèn)題，例如線路的選擇，桿塔類型的選擇，以及穿越其他線路，穿越房屋道路等，對(duì)于這些急需要解決的問(wèn)題，文章都做了具體的回答。

參考文獻(xiàn)：

第4篇：線路設(shè)計(jì)方案范文

關(guān)鍵詞：高速公路；交通標(biāo)線；設(shè)計(jì)方案

中圖分類號(hào)：U238文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、高速公路標(biāo)線的基本概念

(一)高速公路標(biāo)線的定義與設(shè)置原則

高速公路標(biāo)線是指劃在路面上的各種線條、文字、箭頭等交通標(biāo)志，既可以與道路交通標(biāo)志聯(lián)合起來(lái)使用，也可以單獨(dú)使用。能夠提醒駕駛員需要注意的事項(xiàng)、告知行駛安全等，在交通安全中有著十分重要的位置。道路標(biāo)線的設(shè)置同樣遵循一定的原則，首先，要遵循足夠明確的原則，要給行駛?cè)藛T以明確的警告和指示。其次，在設(shè)計(jì)上要遵循我國(guó)公路設(shè)計(jì)與施工標(biāo)準(zhǔn)，要考慮到公路的寬度、行車數(shù)量等因素，在綜合所有因素的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)。最后，需要注意道路標(biāo)線要與道路同步進(jìn)行改造與更新維護(hù)。

(二)高速公路標(biāo)線的特性

不同的公路，在設(shè)置標(biāo)線時(shí)具有不同的特性。例如，高速公路的標(biāo)線就要適合高速行車的需求，在尺寸上要考慮到高速公路不同的車流量以及不同于其他公路的行車速度。道路標(biāo)線還具有一定的可變性，許多標(biāo)志標(biāo)線是可以改變的。比如，在遭遇暴雪、暴雨等較惡劣的天氣狀況時(shí)，標(biāo)識(shí)的顏色也會(huì)有所不同。這樣，就能對(duì)駕駛?cè)藛T給予一定警示。

二、高速公路交通標(biāo)線的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

(一)道路的出口標(biāo)線的設(shè)計(jì)

高速公路出口路基漸變段至匝道楔形端處為事故多發(fā)地，多是因駕駛?cè)朔欠p速停車、突然向外側(cè)變換車道造成交通事故。出口標(biāo)線常規(guī)設(shè)計(jì)方案為:根據(jù)路基漸變?cè)O(shè)置縱向標(biāo)線(3m長(zhǎng)，45cm寬)和三角地帶標(biāo)線(導(dǎo)流線)。優(yōu)化設(shè)計(jì)方案是在常規(guī)設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上，將漸變段的同向車行道分界線設(shè)置為實(shí)線，禁止車輛變換車道，同時(shí)在三角地帶起始處的主線路面增設(shè)直行確認(rèn)導(dǎo)向箭頭。

(二)橋梁路段標(biāo)線的設(shè)計(jì)

(1)曲線段橋梁

曲線段橋梁一直是車輛易發(fā)生側(cè)滑的高發(fā)地，即使圓曲線最小半徑滿足《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD20－2006)中的數(shù)值，在路面濕滑、大霧能見(jiàn)度低、道路結(jié)冰的情況下也易造成車輛偏離正常行車軌跡，為此需增強(qiáng)路面的抗摩擦系數(shù)，在橋梁段每隔50m設(shè)置一組長(zhǎng)度50m彩色薄層鋪裝區(qū)域，極大限度地減少車輛因路面摩擦系數(shù)不足造成的側(cè)滑。多霧地區(qū)的匝道橋易結(jié)冰，也可參考此方案設(shè)計(jì)。

(2)大中型橋梁

長(zhǎng)度等于或大于500m以上的大橋的右側(cè)車行道邊緣線處設(shè)置隆聲帶，鑒于標(biāo)線使用壽命、后期除雪養(yǎng)護(hù)等情況，采用在右側(cè)硬路肩內(nèi)設(shè)置凹槽式隆聲帶的設(shè)計(jì)方案，提醒駕駛?cè)俗⒁庖蚴軅?cè)向橫風(fēng)影響而產(chǎn)生偏離車道的行為。隆聲帶設(shè)置范圍為駛?cè)霕蛄呵?00m至駛出橋梁后50m。隆聲帶在施工時(shí)要注意避開(kāi)橋梁伸縮縫。

(三)長(zhǎng)陡下坡路段標(biāo)線的設(shè)計(jì)

高速公路長(zhǎng)陡下坡路段多出現(xiàn)在山區(qū)中，是指縱坡率超過(guò)3%，且里程連續(xù)超過(guò)2km以上的路段，存在一定安全隱患。長(zhǎng)途疲勞、易瞌睡、有不良習(xí)慣的駕駛者行車在長(zhǎng)下坡路段可能有超速、刮擦護(hù)欄等行為，超載大型車輛由于駕駛?cè)诵枰B續(xù)制動(dòng)，可能使剎車片高溫失效，發(fā)生追尾、沖向路側(cè)護(hù)欄等事故。

為盡可能降低此類事故發(fā)生的幾率，以預(yù)防性為主，可對(duì)此采用如下標(biāo)線優(yōu)化設(shè)計(jì)方案:長(zhǎng)下坡路段每隔300m設(shè)置一組橫向減速措施標(biāo)線(黃色或者紅色薄層鋪裝)，每組五道，每組長(zhǎng)度86m。通過(guò)車體振感和顏色警覺(jué)來(lái)加強(qiáng)駕駛?cè)司栊?，告知提前分段、逐?jí)減速。長(zhǎng)下坡路段車邊緣線處設(shè)置縱向突起式標(biāo)線或凹槽式隆聲帶，目的是使注意力分散或者打瞌睡的駕駛?cè)嗽谄x外側(cè)車行道時(shí)，利用輪胎產(chǎn)生噪聲并引起汽車振動(dòng)發(fā)出警告，從而減少公路單車事故的發(fā)生。

其中內(nèi)側(cè)行車道為超車道(小型車輛居多)，遂左側(cè)車道邊緣線采用縱向突起式標(biāo)線便可提供充分的振感。選用突起式標(biāo)線時(shí)，應(yīng)注意路面排水的問(wèn)題，由于突起式標(biāo)線總厚度在7mm左右，易造成路面積水的現(xiàn)象，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意每隔15m留出10cm的排水口。

右側(cè)行車道客、貨車居多，由于車體質(zhì)量大、車內(nèi)自身噪音大，若采用縱向突起式標(biāo)線振動(dòng)效果不明顯，且重型車對(duì)突起標(biāo)線磨損程度較大，冬季除雪更不便于養(yǎng)護(hù)。故需適當(dāng)?shù)靥岣呗÷晭У恼窀泻图哟笤胍舴重悂?lái)警示駕駛?cè)似x車道的行為。綜上所述，在設(shè)計(jì)中采用右側(cè)硬路肩內(nèi)設(shè)置凹槽式銑刨隆聲帶的方案。

凹槽式銑刨隆聲帶，是在已成型的瀝青混凝土路面上切割出淺槽，形成凹形震蕩隆聲帶。為預(yù)防或緩解路肩路面局面的早期破壞，需對(duì)凹槽進(jìn)行防水封層處理，防水前要先清除凹槽內(nèi)壁上的余渣。防水封層采用改性乳化瀝青進(jìn)行噴灑。凹槽式隆聲帶目前已在我國(guó)多條高速公路采用實(shí)施，南部地區(qū)居多，北方高速公路應(yīng)因地制宜，科學(xué)有效地來(lái)提高路面行車安全性。

(四)隧道的出入口標(biāo)線設(shè)計(jì)

(1)隧道出入口路面

隧道入(出)口前后50m左右范圍內(nèi)的洞內(nèi)外交界處路段，黑白洞效應(yīng)容易給駕駛?cè)诵睦懋a(chǎn)生影響而引發(fā)駕駛?cè)说闹苿?dòng)行為，洞口處于冷熱氣流交鋒處，路面相當(dāng)容易濕滑，這就使制動(dòng)車輛發(fā)生側(cè)滑的概率大大增加，為此需增強(qiáng)路面的抗摩擦系數(shù)，遂在隧道的入(出)口前后的50m范圍的區(qū)域內(nèi)設(shè)置成片的彩色薄層鋪裝，同時(shí)也能通過(guò)色彩的醒目性提高駕駛?cè)说木栊浴?/p>

(2)隧道入口前的硬路肩

進(jìn)入隧道前的路面含有硬路肩(寬度為2．5m或3m)，隧道內(nèi)的路面沒(méi)有硬路肩(僅有50或75cm寬的路緣帶)，為避免車輛在硬路肩非法行駛時(shí)撞上隧道洞壁，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)是在硬路肩內(nèi)施劃黃色導(dǎo)流線，以示車輛禁止駛?cè)胗猜芳?。為增加路?cè)提醒，在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案基礎(chǔ)上可進(jìn)行如下優(yōu)化:右側(cè)車道邊緣線推薦設(shè)置為縱向突起式震蕩標(biāo)線，在第一時(shí)間給予駕駛?cè)艘蚴韬鲴側(cè)胗猜芳绲男袨樘嵝选?/p>

(3)隧道內(nèi)的路緣帶

已建成的隧道內(nèi)檢修道側(cè)壁經(jīng)常有車體刮擦的痕跡，由于視線不良加之路緣帶寬度僅有750mm(或更小)，推薦采用:隧道內(nèi)左、右側(cè)車道邊緣線設(shè)置為縱向突起式雙組分標(biāo)線，通過(guò)使偏離行車道的車輛產(chǎn)生振感并增大噪音來(lái)提醒駕駛?cè)似x車道的行為。

(4)隧道車速控制

為提前告知駕駛?cè)怂淼纼?nèi)行車最高、最低時(shí)速(配合限速標(biāo)志)，可在距離隧道入口前300m的路面上開(kāi)始設(shè)置路面限速標(biāo)記，根據(jù)公路設(shè)計(jì)時(shí)速確定路面文字規(guī)格，表示最低限速值數(shù)字的顏色采用白色，表示最高限速值數(shù)字的顏色采用黃色。

當(dāng)隧道出口臨近立交出口匝道，需在隧道內(nèi)限速車道內(nèi)設(shè)置車行道縱向減速標(biāo)線，通過(guò)車道邊緣線內(nèi)側(cè)菱形塊虛線的設(shè)置，利用駕駛?cè)说囊曈X(jué)效應(yīng)，主觀感覺(jué)到車道變窄、車速過(guò)快的錯(cuò)覺(jué)，從而主動(dòng)降低車速。當(dāng)匝道、分合流交織段等路段需要嚴(yán)格控制駕駛?cè)瞬坏贸傩旭倳r(shí)，可以考慮采用設(shè)置縱向減速標(biāo)線的方案。

(5)隧道內(nèi)車行道標(biāo)線材料

隧道內(nèi)照明設(shè)施并非全路段無(wú)間隙照明，光照條件有限，且灰塵較大，推薦隧道入口前50m、出口后50m和隧道內(nèi)標(biāo)線均采用雙組份標(biāo)線涂料，具有更高的雨夜反光性能。

結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)前的高速公路交通安全方面道路標(biāo)線起著非常重要的作用，當(dāng)前，道路標(biāo)線在我國(guó)的發(fā)現(xiàn)還是有很大的發(fā)展空間以及創(chuàng)新價(jià)值，這就需要我們的相關(guān)人員做好標(biāo)線設(shè)計(jì)的工作，確保其質(zhì)量和效率，為道路的交通安全創(chuàng)造更加良好的行車環(huán)境，確保行使安全。

參考文獻(xiàn)

[1]劉俊權(quán),王保成.溶劑型環(huán)氧道路標(biāo)線涂料的研究[J].科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì).2007(12)

第5篇：線路設(shè)計(jì)方案范文

關(guān)鍵詞：改建 公路路線 設(shè)計(jì)

前言

這些年來(lái)，國(guó)民的經(jīng)濟(jì)發(fā)展快速，現(xiàn)在有很大一部分的公路在通行上和技術(shù)很難滿足發(fā)展的要求，對(duì)于這些公路的改建是必須的，然而這些公路的改建與新建的公路區(qū)別很大，如環(huán)保、景觀設(shè)計(jì)、安全等有很高的要求，所以探究改建公路路線設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)有很重要的意義及前瞻。

一、 改建公路上的最基本特點(diǎn)

（一） 山嶺重丘區(qū)的特點(diǎn)

山嶺區(qū)大部分是山高谷深，地形地質(zhì)非常復(fù)雜，氣候不穩(wěn)定，暴雨多且山洪急，溪流的水位變化很大。舊路的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)較低，彎急且多，坡陡且多，車行視距不足，路基寬度小，路面的路況差，橋涵荷載小、泄洪能力極差，邊坡的穩(wěn)定性差，不完善的構(gòu)造物，臨河路段的線位低。

（二） 平原少丘地區(qū)的特點(diǎn)

平原的地區(qū)地勢(shì)平坦遼闊，溝河密集，可用的土地基本是水田、可耕的旱地，舊路的兩側(cè)居民密集、開(kāi)發(fā)區(qū)和工廠分布，某些舊路直穿城鎮(zhèn)，沿線的地上和地下均布滿有電訊、輸電和能源等設(shè)備。舊路因?yàn)闅v史原因且大多技術(shù)低，路基的設(shè)計(jì)洪水頻率很低，排水上的設(shè)施很不完善，路基窄、路況不良，橋涵荷載非常小，泄洪能力不足，過(guò)鎮(zhèn)的路段大部分成為街道，嚴(yán)重影響車輛通行及行車的安全。

（三）改建公路經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)

工程經(jīng)濟(jì)上改建公路和新建公路存在著一定差異。改建公路從工程的立意上要求工程的勘察設(shè)計(jì)要充分考慮和利用原有的工程設(shè)施，如沿線大中橋與涵洞、高大的防護(hù)設(shè)施、水利上的設(shè)施等，減少工程的造價(jià)，力求技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上合理。

二、設(shè)計(jì)改建公路路線

改建公路和新建公路的設(shè)計(jì)一樣，路線設(shè)計(jì)包括兩方面：1.線形設(shè)計(jì)與路線走向。2.前者是怎樣綜合設(shè)計(jì)平縱橫三方面，是改建公路線形設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。后者指路線的方案選擇，除局部的路段需要比選外，容易確定其他的路段因?yàn)榫€位環(huán)境和舊路的出入不大。

（一） 路線設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)工作是調(diào)查和收集資料

路線設(shè)計(jì)是充分調(diào)查和詳細(xì)論證的比選過(guò)程，設(shè)計(jì)人員接到任務(wù)后應(yīng)收集好有關(guān)資料，資料調(diào)查、收集有如下幾個(gè)方面：1.收集好勘察設(shè)計(jì)的任務(wù)書(shū)、已批準(zhǔn)的工程可行報(bào)告、舊公路技術(shù)的等級(jí)、路網(wǎng)規(guī)劃、沿線設(shè)施上的基本情況、大中橋涵的使用安全情況、路基路面狀況等，另外改建公路的性質(zhì)、使用的任務(wù)、批準(zhǔn)的規(guī)模與建設(shè)主管部門(mén)意見(jiàn)都要明確；2.征求路線起訖點(diǎn)和中間控制點(diǎn)等位置的意見(jiàn)；3.收集沿線城鎮(zhèn)近期和遠(yuǎn)期的規(guī)劃資料，現(xiàn)有的與擬規(guī)劃的電力電訊、水利設(shè)施與地上地下管線、鐵路、公路、地質(zhì)、氣象及水文等資料，沿線的人口、國(guó)民生產(chǎn)總值、當(dāng)?shù)刂返牟牧霞案鞣N資源等經(jīng)濟(jì)資料；4.搜集舊路的基礎(chǔ)資料：包含路基路面的寬度、舊公路技術(shù)指標(biāo)、大中橋荷載設(shè)計(jì)和使用安全的狀況、結(jié)構(gòu)的完好性、路基高度和水位設(shè)計(jì)情況、沿線重要的建筑物、沿線重要的構(gòu)造物狀況等資料。在認(rèn)真分析已有資料的基礎(chǔ)上，從點(diǎn)到面、從面到帶來(lái)確定最好路線方案主要控制點(diǎn)的位置，結(jié)合所在地區(qū)其他的運(yùn)輸布局和沿線自然條件，首先比選紙上定線，選出一個(gè)最初的勘測(cè)方案，然后聽(tīng)取有關(guān)部門(mén)的意見(jiàn)，通過(guò)調(diào)整后再開(kāi)始現(xiàn)場(chǎng)勘察。

（二）設(shè)計(jì)路線主要內(nèi)容

（1） 確定比選局部路線的走向

改建公路路線的走廊一般為舊路的路線方向，只在下面的情形要進(jìn)行比較：1.受到舊路兩旁建筑物的影響，路基寬度和平面等技術(shù)指標(biāo)滿足不了改建后的技術(shù)要求；2.受到城鎮(zhèn)規(guī)劃的限制，此時(shí)的路線設(shè)計(jì)需考慮到城鎮(zhèn)規(guī)劃；3.舊路路線要求的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)低；4.受舊路沿線的電力電訊、水利和能源基礎(chǔ)的設(shè)施、鐵路限制；5.受到大中橋位置的限制等。

（2）設(shè)計(jì)路線規(guī)劃的方案

公路起點(diǎn)、終點(diǎn)及中間須通過(guò)的地點(diǎn),由公路網(wǎng)規(guī)劃所或者國(guó)家有關(guān)部門(mén)根據(jù)建設(shè)的目的而指定，具體路線的定位就是要從種種可能方案中，經(jīng)過(guò)深入的調(diào)查后,綜合的考慮到路線方案擇選的主要因素，選出合理路線方案。路線的方案必須綜合考慮到下面的因素:1.路線在公路、航道、鐵路等交通中的主要作用，沿線水利等建設(shè)配合和用地的情況，以及各沿線城鎮(zhèn)、工礦的規(guī)劃關(guān)系等；2.路線在國(guó)防、政治、經(jīng)濟(jì)上的作用，地方或者國(guó)家對(duì)路線目的使用要求；3.沿線氣象水文、地質(zhì)、地形等自然環(huán)境條件影響；4.路線的長(zhǎng)度、筑路材料的來(lái)源、工程質(zhì)量和施工條件，勞動(dòng)力、工期情況影響?zhàn)B護(hù)、運(yùn)營(yíng)、施工等方面；5.要求的路線技術(shù)級(jí)別和可能達(dá)到實(shí)際的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及影響路線使用的性質(zhì)和任務(wù)，要將路線方案的評(píng)價(jià)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)結(jié)合起來(lái)。

考慮到工程的標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)營(yíng)效益、投資，還需要滿足國(guó)家經(jīng)濟(jì)、政治、國(guó)防要求和潛在社會(huì)的效益。需要符合國(guó)家發(fā)展建設(shè)與結(jié)合天然條件來(lái)進(jìn)行選線，選取合理路線，使工程的費(fèi)用和使用性能統(tǒng)一，并且達(dá)到經(jīng)濟(jì)的舒適，安全的行車迅速以及構(gòu)造物耐久且穩(wěn)定，容易養(yǎng)護(hù)的目的。貫徹國(guó)家規(guī)定的方針政策下，進(jìn)行深入的實(shí)際調(diào)查研究，解決大自然環(huán)境條件下進(jìn)行實(shí)地布線和技術(shù)指標(biāo)兩者之間的矛盾，綜合的考慮都各方面因素，這樣才能最后選定出比較合理路線。選線依據(jù)主要原則是把道路的使用任務(wù)和性質(zhì)，使路線地區(qū)的人民經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r和遠(yuǎn)景的規(guī)劃相結(jié)合起來(lái)，在總體的規(guī)劃指導(dǎo)下認(rèn)真了解和讀懂計(jì)劃任務(wù)書(shū)中的精神，進(jìn)行調(diào)查多個(gè)方面，考慮周全力爭(zhēng)不遺漏并且比較有價(jià)值的設(shè)計(jì)方案。在沒(méi)有增加工程的造價(jià)情況下，提高技術(shù)含量且在相同的技術(shù)含量條件下， 盡最大能力降低工程的造價(jià)。選線布局一定要符合國(guó)家的政策方針，做到路線短捷和保證安全行車。路線上的大中橋地段應(yīng)服從總路線的方向條件下，對(duì)其進(jìn)行綜合考慮。

三、改建公路路線的設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下的幾個(gè)問(wèn)題

（一）不應(yīng)該受舊路方案的限制

改建公路路線的設(shè)計(jì)時(shí)即使基本確定路線的走向，但是實(shí)際設(shè)計(jì)的時(shí)候不應(yīng)該局限于只沿著舊路加寬的固定思維模式中，需要根據(jù)道路的需要等級(jí)及使用的性質(zhì)在大范圍內(nèi)考慮全面，尋找出更合理、更可行的路線設(shè)計(jì)方案。

（二） 需要?jiǎng)討B(tài)選擇最佳的設(shè)計(jì)路線方案

一方面利用三維數(shù)字地模、CAD等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)及多方面的選擇設(shè)計(jì)路線方案，第二方面充分聽(tīng)取多方面的意見(jiàn)，找出影響設(shè)計(jì)路線的不利和有利的因素，適當(dāng)調(diào)整路線設(shè)計(jì)方案，加大設(shè)計(jì)路線的可選性。

（三）需要考慮到環(huán)保因素

在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)的時(shí)候不能一味的追求工程的經(jīng)濟(jì)效益而忽略對(duì)環(huán)境的考慮，要實(shí)行國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展政策的方針，深入的尋找多個(gè)方案，充分考慮到對(duì)環(huán)境的影響，最終選擇最優(yōu)的方案進(jìn)行改建公路路線方案的確定。

結(jié)語(yǔ)

改建公路路線方案設(shè)計(jì)一定要在保證便捷、安全行車、舒適的前提下，應(yīng)該充分考慮到利用已有公路。使運(yùn)營(yíng)費(fèi)用最少，工程數(shù)量最小化，造價(jià)達(dá)最低，并且要有利于施工與養(yǎng)護(hù)。改建公路路線的走向，控制點(diǎn)及布置的選取應(yīng)該以現(xiàn)有的公路為基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn):

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［2］勞動(dòng)經(jīng)濟(jì)專業(yè)知識(shí)與實(shí)務(wù). 北京：中國(guó)勞動(dòng)出版社

第6篇：線路設(shè)計(jì)方案范文

關(guān)鍵詞：國(guó)道；公路改線；選線

中圖分類號(hào)：U418.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

The Alignment Design of the Relocation of the National Highway No.321

Yanshan to Lingui Segment

Jiang Yonghong

（Shenzhen Municipal Administration Design Research Institute Limited Company, Guangdong 518029, China）

Abstract: Combining with the actual situation of the national highway No.321 Yanshan to Lingui segment, this paper carries on the design of highway relocation, puts forward the route layout principle, analyzes the rebuilding route alignment, and compares various programs of local sections by way of describing their advantages and disadvantages respectively, and ultimately determines the recommended program.

Keywords: national highway; highway relocation; route selection

1 概述

國(guó)道321線東起廣東廣州，途徑貴州、廣西至四川成都，全長(zhǎng)2220km，是中國(guó)南部重要橫向交通動(dòng)脈。既有的國(guó)道321線雁山至臨桂段處于桂林境內(nèi)，長(zhǎng)32.14km，途徑桂林市區(qū)范圍內(nèi)雁山區(qū)、象山區(qū)、臨桂新區(qū)等，貫穿桂林市區(qū)。大量的過(guò)境交通給城區(qū)增加了很大的交通壓力，嚴(yán)重干擾了城市的生產(chǎn)和生活，管理工作交叉、交通阻塞現(xiàn)象嚴(yán)重，同時(shí)也對(duì)過(guò)境交通產(chǎn)生交通安全、行車舒適性、油耗和車損加重等影響，社會(huì)效益明顯下降，嚴(yán)重制約著當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展，也嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)氐耐顿Y環(huán)境和旅游城市形象。為了達(dá)到桂林市交通網(wǎng)絡(luò)的合理布局，緩解321國(guó)道雁山至臨桂段交通壓力，減少過(guò)境交通對(duì)桂林市區(qū)的干擾，同時(shí)為了加速臨桂新區(qū)與雁山新區(qū)的建設(shè)、保護(hù)及發(fā)展廣西桂林會(huì)仙喀斯特國(guó)家濕地公園，桂林市政府計(jì)劃將國(guó)道321線雁山至臨桂段改線。

2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及路線布設(shè)原則

2.1 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)項(xiàng)目的性質(zhì)及功能、項(xiàng)目所在區(qū)域的自然環(huán)境和社會(huì)環(huán)境、交通量預(yù)測(cè)結(jié)果以及與本項(xiàng)目相連接道路的標(biāo)準(zhǔn)，以交通部《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01-2003）及《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D20-2006）的有關(guān)規(guī)定為依據(jù)，確定本項(xiàng)目全線采用雙向四車道一級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)車速80km/h。

2.2 路線布設(shè)原則

路線布設(shè)主要制約因素包括相關(guān)城市規(guī)劃、地形地質(zhì)條件、現(xiàn)狀高壓走廊、繞城高速公路、會(huì)仙濕地公園、已建成漓江學(xué)院及沿線村莊等。根據(jù)本項(xiàng)目必須具備的功能，為了避開(kāi)不利因素，結(jié)合城市規(guī)劃、地形地物及地質(zhì)條件并注重土地的保護(hù)和利用等主要原則，在滿足規(guī)范要求的前提下，提出路線平、縱面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循的原則：

（1）路線布設(shè)時(shí)應(yīng)結(jié)合區(qū)域現(xiàn)狀和規(guī)劃路網(wǎng)，處理好區(qū)域主要干線公路的銜接，使整個(gè)區(qū)域干線骨架公路布局合理，合理選擇本項(xiàng)目對(duì)周邊用地服務(wù)功能的實(shí)現(xiàn)方式。

（2）結(jié)合相關(guān)城市用地規(guī)劃并本著少占盡耕地、良田和經(jīng)濟(jì)林、少拆遷的原則，充分調(diào)查研究沿線主要控制點(diǎn)，路線應(yīng)盡可能從組團(tuán)邊緣或通過(guò)，避免對(duì)用地造成嚴(yán)重分隔。

（3）重視環(huán)境保護(hù)，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展的原則。結(jié)合沿線地質(zhì)情況，盡量避開(kāi)穿越環(huán)境敏感區(qū)，避免高填深挖，以對(duì)環(huán)境破壞最小為目標(biāo)。

（4）路線布設(shè)應(yīng)盡可能順直、短捷、縮短建設(shè)里程，應(yīng)根據(jù)地形、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，選擇合理的隧道位置和橋梁位置，降低工程造價(jià), 提高社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

（5）對(duì)橋涵、立體交叉、通道進(jìn)行合理布設(shè)，既要適應(yīng)地形、地質(zhì)及水文等條件，又要盡可能地為社會(huì)服務(wù)。

（6）結(jié)合既有路網(wǎng)布局、橋梁、隧道等大型構(gòu)造物以及地形、地物、地質(zhì)條件等因素，綜合考慮線形安全、順捷、均衡、經(jīng)濟(jì)、合理，并進(jìn)行多方案的比選。

3 路線走向、主要控制點(diǎn)

3.1 路線走向

本項(xiàng)目將分流部分現(xiàn)狀國(guó)道321線過(guò)境交通，也為雁山及臨桂兩區(qū)提供便捷的聯(lián)系通道。根據(jù)桂林市政府對(duì)項(xiàng)目建設(shè)的設(shè)想，結(jié)合桂林市作為旅游城市的城市特點(diǎn)，改線工程同時(shí)也是通往會(huì)仙濕地公園、廣西園藝博覽園等景區(qū)的旅游通道。因此，本項(xiàng)目整體路線走向十分明確，線位走廊基本清晰。

道路起點(diǎn)位于國(guó)道321線樁號(hào)K594+300處，即雁山新區(qū)中心大道與國(guó)道321線的交叉口，起點(diǎn)段沿雁山科教園至已建成的漓江學(xué)院南側(cè)，結(jié)合會(huì)仙濕地公園的開(kāi)發(fā)和建設(shè)，在馬面立交東側(cè)上跨繞城高速，設(shè)置575米長(zhǎng)隧道穿過(guò)旗山，之后沿道村、面村、山夾里東側(cè)山腳布線，從陳家、隆家村西側(cè)繞過(guò)后沿西干渠東側(cè)，與萬(wàn)福路相交后沿臨桂區(qū)金水路、榕山路線位接回國(guó)道321線樁號(hào)K626+440處，路線大致呈南北走向，路線總長(zhǎng)31.01km。項(xiàng)目地理位置見(jiàn)圖1.

圖1 項(xiàng)目地理位置圖

3.2 主要控制點(diǎn)

項(xiàng)目主要的控制點(diǎn)有起點(diǎn)與國(guó)道321線的連接、現(xiàn)狀220V高壓走廊、路線跨越繞城高速公路的控制點(diǎn)、旗山隧道的位置、陳家、隆家等現(xiàn)狀村莊以及路線跨越西干渠的控制點(diǎn)。

4 路線方案比選

本項(xiàng)目整體路線走向明確，因此本次設(shè)計(jì)所列舉出的比較方案為局部路段的線位比較，包括建設(shè)項(xiàng)目起點(diǎn)的選擇、上跨繞城高速段及道村至萬(wàn)福路段。

4.1 起點(diǎn)

根據(jù)雁山新區(qū)現(xiàn)狀及規(guī)劃成果，起點(diǎn)的具置可有兩種選擇：

方案一：雁中路和321國(guó)道的交叉口，若以該點(diǎn)為起點(diǎn)，結(jié)合城市規(guī)劃，改線工程的起始段必須經(jīng)過(guò)在建雁山區(qū)政府及已建成廣西師范大學(xué)校區(qū)，對(duì)政府辦公秩序和環(huán)境均有較大影響。且路線經(jīng)過(guò)廣西師范大學(xué)門(mén)口，對(duì)學(xué)校的辦學(xué)環(huán)境和教學(xué)都將有較大的影響，對(duì)出入學(xué)校的學(xué)生和出入政府的工作人員安全都有較大威脅，這是本起點(diǎn)方案的明顯劣勢(shì)。將主要過(guò)境交通引入該區(qū)域內(nèi)，會(huì)造成321國(guó)道改離了桂林市的舊區(qū)，又重新引入新區(qū)之嫌，顯然是不可取的。但該起點(diǎn)方案與以下的方案二相比，可少改4.5公里321國(guó)道，這是該方案的最大優(yōu)點(diǎn)。

方案二：中心大道與321國(guó)道的交叉口，該起點(diǎn)方案可以完全避開(kāi)在建雁山區(qū)政府及已建成廣西師范大學(xué)校區(qū)，給政府辦公和大學(xué)的教學(xué)創(chuàng)造一個(gè)良好的環(huán)境和條件，不存在人員安全問(wèn)題，同時(shí)與規(guī)劃結(jié)合得也較好，并且線位處于規(guī)劃區(qū)邊緣，廣西園藝博覽園的出入交通也非常方便，與方案一相比，即便是多改4.5公里的321國(guó)道，也應(yīng)該是值得和合理的。

4.2 上跨繞城高速段

圖2 上跨繞城高速段路線方案比選圖

本段路線走向提出兩個(gè)方案進(jìn)行比選。

推薦方案（A線）：在馬面立交東側(cè)上跨繞城高速，路線長(zhǎng)6.23km，需設(shè)置1.38km長(zhǎng)支線進(jìn)入會(huì)仙濕地公園。此方案優(yōu)點(diǎn)包括線形指標(biāo)高，路線較短，主線一次上跨繞城高速，工程規(guī)模小，與會(huì)仙濕地距離較遠(yuǎn)，對(duì)濕地生態(tài)環(huán)境無(wú)影響。

比選方案（B線）：兩次上跨繞城高速，從馬面立交西側(cè)、規(guī)劃會(huì)仙濕地公園邊緣穿過(guò)，路線長(zhǎng)6.72km。此方案靠近會(huì)仙濕地，促進(jìn)濕地公園的開(kāi)發(fā)建設(shè)，與桂林政府設(shè)想一致。但此方案線形指標(biāo)低，繞行距離長(zhǎng)，工程規(guī)模較大，視野景觀不好，較長(zhǎng)路段靠近會(huì)仙濕地，對(duì)濕地生態(tài)環(huán)境影響較大。

4.3 道村至萬(wàn)福路段

圖3 道村至萬(wàn)福路段路線方案比選圖

本段路線走向提出三個(gè)方案進(jìn)行比選。

推薦方案（A線）：

路線在陳家南側(cè)上跨西干渠，繞過(guò)陳家、隆家村西側(cè)后沿西干渠東側(cè)布線，在巖門(mén)底接上現(xiàn)狀沙石路至黃家接萬(wàn)福路。路線長(zhǎng)7.37km。此方案建設(shè)條件較好，拆遷較少，道路的建設(shè)可結(jié)合西干渠改造做景觀帶。其缺點(diǎn)在于占用現(xiàn)狀農(nóng)田多，對(duì)沿線村莊生產(chǎn)生活影響較大。

比選方案（C線）：

路線從李矮村東側(cè)通過(guò)，以開(kāi)挖方式穿過(guò)陳家東側(cè)的山體（山頂標(biāo)高214m），然后沿犁頭山、大連山、粉頭山、南山西側(cè)山腳布線至南村東側(cè)接萬(wàn)福路。路線長(zhǎng)7.82km。此方案占用農(nóng)田少，不對(duì)現(xiàn)狀村莊與村莊、村莊與農(nóng)田之間造成分隔，但路線長(zhǎng)，需遷移高壓線塔2處，爆破開(kāi)挖山體對(duì)自然環(huán)境影響較大。

比選方案（D線）：

路線經(jīng)過(guò)陳家西側(cè)后與湘桂鐵路并行，沿規(guī)劃的湘桂鐵路堆場(chǎng)東側(cè)布線至萬(wàn)福路。路線長(zhǎng)7.06km。此方案路線較短，線形較好，與鐵路并行，過(guò)境交通對(duì)城市干擾小。但靠鐵路一側(cè)不能與城市道路銜接，與萬(wàn)福路交叉口距離鐵路-萬(wàn)福路交叉口太近。

5 結(jié)語(yǔ)

公路改線工程中路線走向的確定十分重要。國(guó)道321線雁山至臨桂段的新通道與城市規(guī)劃的雁山新區(qū)、臨桂新區(qū)密切相關(guān)，它的建設(shè)需和城市路網(wǎng)、周邊城市規(guī)劃用地以及沿線環(huán)境相互協(xié)調(diào)。綜合考慮相關(guān)城市規(guī)劃、地質(zhì)、地形條件等路線方案制約因素，在基本確定的起終點(diǎn)位置基礎(chǔ)之上，確定路線的所有可行方案，進(jìn)行同深度比選，據(jù)此確定本項(xiàng)目的推薦方案。本項(xiàng)目的實(shí)施將對(duì)緩解現(xiàn)狀國(guó)道321線雁山至臨桂段的交通壓力、減少過(guò)境交通對(duì)桂林城區(qū)的影響、加速桂林世界旅游名城的建設(shè)起到重要作用。

參考文獻(xiàn)：

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第7篇：線路設(shè)計(jì)方案范文

關(guān)鍵詞：線路工程設(shè)計(jì)壁厚強(qiáng)度穩(wěn)定性

中圖分類號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1、工程概況

大港埕海油田埕港輸油輸氣管線起點(diǎn)為埕海1-1人工島，輸油管線終點(diǎn)為大港油田公司原油儲(chǔ)運(yùn)庫(kù)，輸氣管線終點(diǎn)為大港輸氣首站。管道全線包括5座站場(chǎng)、1座截?cái)嚅y室和2座收發(fā)球筒區(qū)，其中輸油管線站場(chǎng)分別為：埕海1-1人工島、莊一聯(lián)合站、埕海聯(lián)合站和大港油田公司原油儲(chǔ)運(yùn)庫(kù)，全長(zhǎng)約 48.4km；輸氣管線站場(chǎng)分別為：埕海1-1人工島、埕海聯(lián)合站和大港輸氣首站，全長(zhǎng)約 51.7km。

2、線路用管

用于輸送流體的鋼管主要有無(wú)縫鋼管、直縫埋弧焊鋼管、直縫電阻焊鋼管以及螺旋縫埋弧焊鋼管等。以下為幾種鋼管的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比：

2.1螺旋縫埋弧焊鋼管

螺旋縫埋弧焊鋼管具有受力條件好，止裂能力強(qiáng)，剛度大，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，但因其焊縫較長(zhǎng)，出現(xiàn)缺陷的概率要高于直縫管；在制作過(guò)程中，焊縫呈一條空間螺旋線，焊縫質(zhì)量不如直縫管容易控制；國(guó)內(nèi)外螺旋縫鋼管一般均不擴(kuò)徑，從而在管材內(nèi)部存在殘余應(yīng)力，使得鋼管在使用時(shí)，易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。我國(guó)目前能夠生產(chǎn)219 1420、壁厚4mm17.5mm之間的系列螺旋縫埋弧焊鋼管。

2.2直縫埋弧焊鋼管

直縫埋弧焊鋼管因其焊縫長(zhǎng)度短，出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的概率小。直縫埋弧焊鋼管中的UOE鋼管成型過(guò)程和焊接過(guò)程分開(kāi)進(jìn)行，從而使焊縫質(zhì)量可靠性強(qiáng)，焊后鋼管通常要進(jìn)行擴(kuò)徑，這就基本消除了管材內(nèi)部的殘余應(yīng)力，提高了鋼管的強(qiáng)度和韌性指標(biāo)，此外鋼管幾何尺寸嚴(yán)格穩(wěn)定，切割后易組裝，彎制成彎管時(shí)，焊縫放在彎曲中性面上，焊縫受力小，便于加工彎頭、彎管，而且防腐層質(zhì)量容易保證，價(jià)格要明顯高于螺旋縫鋼管。

2.3無(wú)縫鋼管

無(wú)縫鋼管是通過(guò)冷拔（軋）或熱扎制成的不帶焊縫的鋼管，冷拔（軋）管管徑為5200，壁厚為0.2514mm。熱軋管管徑為32630，壁厚為2.575mm。管道工程中，管徑超過(guò)57的管道常選用熱軋無(wú)縫鋼管,無(wú)縫鋼管與螺旋縫鋼管和直縫電阻焊鋼管比較，具有橢圓度大、壁厚偏差大、生產(chǎn)成本高和單根管長(zhǎng)度短等不利點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)壁光滑、承壓高，外防腐層質(zhì)量易于保證。

2.4直縫電阻焊鋼管

直縫電阻焊鋼管是通過(guò)電阻焊接或電感應(yīng)焊接形成的鋼管，焊縫一般較窄，余高小，較螺旋縫鋼管焊縫處防腐層減薄量小。在小口徑管線上應(yīng)用比較廣泛，具有焊縫平滑，外形尺寸精度高、防腐層質(zhì)量容易保證等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是因焊接的特殊性，易產(chǎn)生未焊透等缺陷。

對(duì)于大直徑的石油長(zhǎng)輸管道，常用直縫埋弧焊鋼管和螺旋縫埋弧焊鋼管。無(wú)縫鋼管和直縫電阻焊鋼管生產(chǎn)的直徑比較小，一般用于公稱直徑小于500mm的管道。對(duì)于本工程輸氣管道設(shè)計(jì)壓力為2.5MPa和4.0MPa，管徑為Φ323.9mm、Φ406.4mm和Φ508mm，輸油管線設(shè)計(jì)壓力為4.0MPa，工藝管線管徑為Φ273.1mm和Φ323.9mm，保護(hù)管管徑為Φ406.4mm和Φ457mm，國(guó)產(chǎn)直縫電阻焊鋼管和螺旋縫埋弧焊鋼管在技術(shù)及制管質(zhì)量上均能滿足要求，且二者價(jià)格相差無(wú)幾，鑒于本工程工期要求，推薦輸油輸氣管線均采用直縫電阻焊鋼管。

3、管線壁厚計(jì)算

3.1輸油管線壁厚

（1）埕海1-1島進(jìn)海路末端至埕海聯(lián)合站輸油管線

管線管徑為φ323.9，根據(jù)計(jì)算可知該段管線最大總壓力損失為256m，因此設(shè)計(jì)壓力定為4.0MPa，由于管線沿線多途經(jīng)鹽池、蝦池、泄洪區(qū)以及河流等沿海地區(qū)，自然條件十分復(fù)雜，因此管線設(shè)計(jì)系數(shù)選取0.6 ，并根據(jù)《輸油管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50253-2003)壁厚計(jì)算公式計(jì)算可得該管徑的理論壁厚為3.72mm，考慮管線途經(jīng)沿海地區(qū)土壤腐蝕性比較強(qiáng)，因此管線腐蝕余量按3mm考慮，管線計(jì)算壁厚為6.72，因此選擇φ323.9x7.1滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）埕海聯(lián)合站至大港油田公司原油儲(chǔ)運(yùn)庫(kù)輸油管線

管線管徑為φ323.9，經(jīng)計(jì)算可知管線最大總壓力損失為323m，所以設(shè)計(jì)壓力定為4.0MPa，由于管線沿線多途經(jīng)鹽池、蝦池、泄洪區(qū)以及河流等沿海地區(qū)，自然條件十分復(fù)雜，因此管線設(shè)計(jì)系數(shù)選取0.6 ，并根據(jù)《輸油管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50253-2003)壁厚計(jì)算公式計(jì)算可得該管徑的理論壁厚為3.72mm，考慮管線途經(jīng)沿海地區(qū)土壤腐蝕性比較強(qiáng)，同時(shí)由于埕海4-1平臺(tái)原油酸值較高，因此管線腐蝕余量按3mm考慮，管線計(jì)算壁厚為6.72，因此選擇φ323.9x7.1滿足設(shè)計(jì)要求。

3.2輸氣管線壁厚計(jì)算

按《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50251-2003），管道壁厚計(jì)算公式為：

δ=P?D/（2σSφFt）

式中：δ―鋼管計(jì)算壁厚（cm）；P―設(shè)計(jì)壓力（MPa）；D―鋼管外徑（cm）；σS―鋼管的最小屈服強(qiáng)度（MPa）；F―強(qiáng)度設(shè)計(jì)系數(shù)，一級(jí)地區(qū)取0.72，二級(jí)地區(qū)取0.6，三級(jí)地區(qū)取0.5；φ―焊縫系數(shù)，取1.0；t―溫度折減系數(shù)，取1.0。

根據(jù)管線工藝參數(shù)計(jì)算，設(shè)計(jì)壁厚選取7.1mm。

4、管道強(qiáng)度和穩(wěn)定性校核

4.1管道的強(qiáng)度校核

受約束的埋地直管段由內(nèi)壓和溫度引起的軸向應(yīng)力按下式計(jì)算：

σL = Eα(t1－t2) +μσh

σh =Pd/2δn

按最大剪應(yīng)力強(qiáng)度理論計(jì)算的當(dāng)量應(yīng)力σE應(yīng)符合下式要求：

σE=σh－σL＜0.9σs

式中：σL - 管道軸向應(yīng)力，拉應(yīng)力為正，壓應(yīng)力為負(fù)，MPa；μ - 泊桑比，宜取0.3；σh - 由內(nèi)壓力產(chǎn)生的管道環(huán)向應(yīng)力，MPa；P - 管道設(shè)計(jì)內(nèi)壓力，MPa；d - 管子內(nèi)徑，cm；δn - 管子公稱壁厚，cm；E - 鋼材的彈性模量，MPa；取2.06×105MPa；α- 鋼材的線膨脹系數(shù)，℃-1；取1.2×10-5℃-1；t1 - 管道下溝回填時(shí)溫度，取10℃；t2 - 管道的工作溫度，℃；氣管線取20℃ ，油管線取60℃；σs - 管材的最低屈服強(qiáng)度，MPa。

4.2管道的剛性

根據(jù)國(guó)內(nèi)外的研究結(jié)果，一般認(rèn)為只有當(dāng)管子直徑與厚度比D/δ>140時(shí)，才會(huì)在管子正常運(yùn)輸、鋪設(shè)、埋管情況下出現(xiàn)圓截面失穩(wěn)。經(jīng)過(guò)計(jì)算，本工程用管的直徑與厚度比遠(yuǎn)小于140，因此，鋼管不會(huì)出現(xiàn)圓截面失穩(wěn)問(wèn)題。

4.3徑向穩(wěn)定性

根據(jù)《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50251－2003)要求，對(duì)穿越公路的無(wú)套管管段、穿越用的套管及埋深較大的管段，均應(yīng)按無(wú)內(nèi)壓狀態(tài)驗(yàn)算在外力作用下管子的變形，驗(yàn)算公式：

Δx≤0.03D

Δx=ZKWDm3/(8EI+0.061EsDm3)

W=W1+W2

I=δn3/12

第8篇：線路設(shè)計(jì)方案范文

 

（XXX市政投資開(kāi)發(fā)有限公司）

 2018年11月

 

第一章   項(xiàng)目概況

 

一、項(xiàng)目名稱：XXX新區(qū)紫金路延長(zhǎng)線配套用房及市政道路建設(shè)項(xiàng)目

二、建設(shè)性質(zhì)：新建              

三、建設(shè)單位：XXX市政投資開(kāi)發(fā)有限公司

（一）法人代表：XXX

（二）聯(lián)系電話：XXX

（三）聯(lián)系地址：XXX新區(qū)審計(jì)局五樓 

（四）郵    編：XXX

四、建設(shè)地點(diǎn)：XXX紫金路延長(zhǎng)線（園丁小區(qū)農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)商住樓旁）。 

五、建設(shè)時(shí)間：開(kāi)工時(shí)間：2019年1月；竣工時(shí)間：2019年4月                

六、建設(shè)規(guī)模及內(nèi)容：1.XXX新區(qū)紫金路延長(zhǎng)線空地范圍內(nèi)建蓋小區(qū)配套設(shè)施：項(xiàng)目規(guī)劃用地1351平方米，總建筑面積732.34平方米。項(xiàng)目建成后預(yù)計(jì)有20間商鋪。本項(xiàng)目為臨時(shí)性房屋建筑。2.地塊周圍市政道路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)：擬建8米寬市政道路56.2米，9米寬市政道路70.4米。項(xiàng)目的實(shí)施旨在提高周邊小區(qū)居民生活質(zhì)量及小區(qū)配套設(shè)施建設(shè)，為周邊生活小區(qū)居民提供便利；

七、項(xiàng)目投資概算及資金籌措方案

1．投資概算：項(xiàng)目概算總投資230萬(wàn)元，其中：    。

2．資金籌措方案：由公司自籌。            

 

第二章   項(xiàng)目概況

 

由于XXX園丁小區(qū)農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)商住樓已建成投入使用，因此為進(jìn)一步提高和完善小區(qū)功能，方便廣大住戶生活，根據(jù)新城區(qū)總體建設(shè)規(guī)劃，結(jié)合小區(qū)實(shí)際情況，經(jīng)公司研究，擬在XXX新區(qū)紫金路延長(zhǎng)線空地范圍內(nèi)建蓋小區(qū)配套設(shè)施以及地塊周圍市政道路等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。地塊為XXX地塊，由我公司負(fù)責(zé)建設(shè)。公司為有限責(zé)任公司。經(jīng)營(yíng)范圍為：承擔(dān)縣城老城區(qū)及新區(qū)市政建設(shè)等項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)、投資及管理，包括道路交通、供排水、電力、學(xué)校、醫(yī)院、菜市場(chǎng)等基礎(chǔ)配套設(shè)施項(xiàng)目的融資、投資和經(jīng)營(yíng)管理；扶貧項(xiàng)目開(kāi)發(fā)投資。

 

第三章  建設(shè)規(guī)模、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、建設(shè)方案及進(jìn)度計(jì)劃

一、項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容

1.XXX新區(qū)紫金路延長(zhǎng)線空地范圍內(nèi)建蓋小區(qū)配套設(shè)施：項(xiàng)目規(guī)劃用地1351平方米，總建筑面積732.34平方米。項(xiàng)目建成后預(yù)計(jì)有20間商鋪。本項(xiàng)目為臨時(shí)性房屋建筑。2.地塊周圍市政道路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)：擬建8米寬市政道路56.2米，9米寬市政道路70.4米。項(xiàng)目的實(shí)施旨在提高周邊小區(qū)居民生活質(zhì)量及小區(qū)配套設(shè)施建設(shè)，為周邊生活小區(qū)居民提供便利。

二、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及工程建設(shè)方案

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》

《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》

《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》

《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》

《城鎮(zhèn)道路工程與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》

《城鎮(zhèn)道路路面設(shè)計(jì)規(guī)范》

三、進(jìn)度計(jì)劃

為確保本項(xiàng)目有計(jì)劃有步驟地組織實(shí)施，按期完成建設(shè)任務(wù)，作項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度安排如下：

（一）第一階段： 2018年11月–2018年12月完成實(shí)施方案編制審批等前期工作。

（二）第二階段：即項(xiàng)目實(shí)施階段，2019年1月–2019年4月，完成項(xiàng)目建設(shè)任務(wù)。

（三）第三階段：2019年5月完成項(xiàng)目的驗(yàn)收工作。

 

第四章  投資概算及資金籌措

一、投資概算

本項(xiàng)目概算總投資為230萬(wàn)元，分項(xiàng)投資如下：

1、紫金路延長(zhǎng)線配套用房建設(shè)預(yù)計(jì)投資200萬(wàn)元；

2、地塊周圍市政道路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)預(yù)計(jì)投資30萬(wàn)元。

二、資金籌措

本項(xiàng)目概算總投資230萬(wàn)元；

資金籌措方案為：公司自籌。 

第五章  環(huán)境保護(hù)及安全生產(chǎn)方案

 

一、環(huán)境保護(hù)目標(biāo)及措施

 貫徹環(huán)?！叭瑫r(shí)”方針，即環(huán)境治理設(shè)施應(yīng)與項(xiàng)目的主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投入使用，遵循“預(yù)防為主、防治結(jié)合、綜合治理”的環(huán)保原則，做到技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、效益顯著，盡可能使建設(shè)對(duì)周邊環(huán)境降低到最小影響。

排除噪音及粉塵污染。項(xiàng)目在施工過(guò)程中，可能因施工機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生一定的噪音及粉塵，從而造成對(duì)周邊環(huán)境的低度污染。因此，要求施工隊(duì)伍依據(jù)對(duì)周圍環(huán)境的影響程度加以防范，變更附近的生活環(huán)境的作業(yè)時(shí)間，對(duì)于噪音大的機(jī)械設(shè)備增加隔音裝置，對(duì)粉塵多的部位要采取噴水除塵處理，采取振動(dòng)較小的施工方法，確保施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境不受污染。

二、安全生產(chǎn)

（一）安全要求

項(xiàng)目單位要嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家安全生產(chǎn)法規(guī)，并與施工單位簽訂安全、環(huán)保相關(guān)合同，切實(shí)做到“安全第一”。使用搬運(yùn)等機(jī)構(gòu)設(shè)備，在開(kāi)工前應(yīng)加強(qiáng)安全生產(chǎn)培訓(xùn)，操作時(shí)嚴(yán)格按照操作規(guī)程，杜絕責(zé)任事故發(fā)生。要注意降塵降噪，以保護(hù)工人的身心健康。認(rèn)真貫徹“安全第一，預(yù)防為主”的方針，確保項(xiàng)目經(jīng)營(yíng)符合職業(yè)安全衛(wèi)生的要求，保障職工在勞動(dòng)中的安全健康，嚴(yán)格執(zhí)行勞動(dòng)部《建設(shè)項(xiàng)目勞動(dòng)安全衛(wèi)生監(jiān)察規(guī)定》。在所有用電設(shè)備和設(shè)施處落實(shí)完善安全措施，以確保操作員安全生產(chǎn)。崗位操作人員應(yīng)熟悉設(shè)備技術(shù)性能，定期檢查，安全操作。

（二）防范措施

根據(jù)國(guó)家有關(guān)勞動(dòng)安全衛(wèi)生政策規(guī)定，本項(xiàng)目擬采用的勞動(dòng)安全防范措施有：

1．粉塵的防范措施

工作過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生少量的粉塵，長(zhǎng)期接觸會(huì)影響身體健康，造成不良影響，為了防止產(chǎn)生的粉塵累積，在施工作業(yè)中可采取灑水降塵和通風(fēng)措施。

2．墜落意外傷害防范措施

在施工過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)施工地段基礎(chǔ)開(kāi)挖的觀察，防止滑坡、高空墜落物對(duì)人體的傷害，對(duì)危險(xiǎn)地段和部位要切實(shí)采取防護(hù)措施加強(qiáng)安全防范工作。

3．人身防護(hù)措施

嚴(yán)格管理生產(chǎn)勞動(dòng)過(guò)程中易燃、易爆物品的使用，根據(jù)工作環(huán)境特點(diǎn)配備各種必要的防護(hù)用具和勞保用品。

4．安全教育

對(duì)所有工人要進(jìn)行安全教育，施工過(guò)程中，安全標(biāo)識(shí)、標(biāo)志設(shè)置要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)安放設(shè)置，并有專人負(fù)責(zé)，保證其運(yùn)行、使用的可靠性。

 

第六章  節(jié)能措施

 

節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境是我國(guó)的基本國(guó)策之一。為了使建設(shè)項(xiàng)目得到有效節(jié)約并合理利用資源，應(yīng)始終貫徹節(jié)約資源、保護(hù)資源的原則。根據(jù)國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家建設(shè)部等有關(guān)部門(mén)的規(guī)定，在項(xiàng)目選址、設(shè)備、設(shè)施選型、建筑設(shè)計(jì)、施工、材料、能源等必須考慮節(jié)能高效問(wèn)題。

 

第七章  招投標(biāo)方案

 

一、招投標(biāo)依據(jù)

（一）《中華人民共和國(guó)招標(biāo)投標(biāo)法》；

（二）《工程建設(shè)項(xiàng)目招標(biāo)范圍和規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定》（中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展計(jì)劃委員會(huì)第3號(hào)令）；

（三）《工程項(xiàng)目自行招標(biāo)試行辦法》；

（四）《云南省建設(shè)工程招標(biāo)投標(biāo)管理?xiàng)l例》；

（五）《玉溪市房屋建筑和市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目招標(biāo)投標(biāo)管理規(guī)定》

（十）XXX建設(shè)工程招投標(biāo)管理制度。

二、招標(biāo)組織原則

（一）嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家及云南省招標(biāo)制度；

（二）遵循公開(kāi)、公平、公正和誠(chéng)實(shí)信用的原則，保證招標(biāo)人平等、便捷地獲取招標(biāo)信息，嚴(yán)格評(píng)標(biāo)規(guī)定，保證評(píng)標(biāo)活動(dòng)的公正性。

 

第八章  效益分析

 

一、經(jīng)濟(jì)效益

項(xiàng)目建成后預(yù)計(jì)有20間商鋪，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益25萬(wàn)。

二、社會(huì)效益

提高周邊小區(qū)居民生活質(zhì)量及小區(qū)配套設(shè)施建設(shè)，為周邊生活小區(qū)居民提供便利；地塊周圍市政道路建成后，方便車輛行駛，有效的避免堵車，降低了交通事故發(fā)生的概率。

 

第九章  組織管理措施

 

一、項(xiàng)目資金管理

加強(qiáng)資金管理，建立會(huì)計(jì)制度，項(xiàng)目資金實(shí)行專戶管理、?？钍褂?，并加強(qiáng)審計(jì)和監(jiān)督，嚴(yán)格經(jīng)費(fèi)的使用支出。

二、項(xiàng)目建設(shè)管理

嚴(yán)格工程建設(shè)程序，實(shí)行項(xiàng)目行政首長(zhǎng)負(fù)責(zé)制，加強(qiáng)工程質(zhì)量管理，嚴(yán)把技術(shù)質(zhì)量關(guān)。

三、項(xiàng)目后續(xù)管理

加強(qiáng)后續(xù)工程管護(hù)。項(xiàng)目建成后，建立相應(yīng)的后續(xù)工程管理辦法，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行跟蹤問(wèn)效，并接受監(jiān)督部門(mén)和上級(jí)的監(jiān)督檢查。

四、項(xiàng)目檔案管理

第9篇：線路設(shè)計(jì)方案范文

關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)竊聽(tīng); 鏈路協(xié)議; AES算法; 時(shí)鐘協(xié)議; 加密協(xié)議

中圖分類號(hào):TN919-34文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1004-373X(2010)21-0086-03

Design and Implementation of Data Link Safety Protocol against Wiretapping

MAO Xi-long1, CAI Biao2, FENG Chao3

(1. School of Computer, National University of Defense Technology, Changsha, 410073 China;

2. Logistics Department, CAPF Anhui Contingent, Hefei 230031, China

3. CAPF Guangzhou Commanding Academy, Guangzhou 510440, China)

Abstract: The precondition of software and hardware packet capture techniques is to set up network connection, and then to recover the correct clock and data stream. Aiming at the wiretapping in network, a data link protocol (including clock protocol and encryption protocol) with secure transmission is proposed and implemented. The inserted structure is adopted in the protocol, which need not change the network topology and driver software, is easy to extend, and fits to ethernet physical devices with different layer, speed and medium. The protocol units can be combined and complemented on user end and switchboard end.

Keywords: network wiretapping; link protocol; AES algorithm; clock protocol; encryption protocol

0 引 言

網(wǎng)絡(luò)竊聽(tīng)是一把雙刃劍,一方面各國(guó)政府常用來(lái)防范恐怖襲擊、監(jiān)視非法資金交易,另一方面黑客和一些情報(bào)機(jī)構(gòu)也用來(lái)非法獲取機(jī)密信息。據(jù)統(tǒng)計(jì)[1],全球約20秒就有一次計(jì)算機(jī)入侵事件發(fā)生,約1/4的網(wǎng)絡(luò)防火墻被突破,約有70%以上的網(wǎng)管人員報(bào)告機(jī)密信息泄露。與各種網(wǎng)絡(luò)攻擊手段相比,網(wǎng)絡(luò)竊聽(tīng)更加隱蔽,是目前威脅計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的主要問(wèn)題之一,它通過(guò)監(jiān)聽(tīng)、分析數(shù)據(jù)流來(lái)竊取敏感信息。2008年2月在DEFCON公司,兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)安全研究院演示了如何利用BGP協(xié)議竊聽(tīng)和篡改未加密的數(shù)據(jù),用他們自己的網(wǎng)絡(luò)對(duì)這家公司的全部流量進(jìn)行重新路由,在該公司不知情的情況下將流量送到目標(biāo)地址。2008年6月18日,瑞典議會(huì)通過(guò)了一項(xiàng)竊聽(tīng)法案,允許監(jiān)控所有的跨國(guó)通信,包括竊聽(tīng)和檢查郵件,而不用申請(qǐng)法庭許可。2008年9月9日,美國(guó)國(guó)會(huì)參議院表決通過(guò)新的竊聽(tīng)法案,取代“國(guó)外情報(bào)檢查法”,為反恐需要可以對(duì)一方在境外的國(guó)際間通信進(jìn)行未經(jīng)法庭授權(quán)的竊聽(tīng),并對(duì)參與實(shí)施的通信公司予以法律豁免。從1997年至今,我國(guó)的銀行、證券等機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相繼遭到無(wú)數(shù)次攻擊。因此,如何做到既安全快速傳遞信息,又不泄漏機(jī)密信息,成了國(guó)家和企業(yè)要害部門(mén)重點(diǎn)考慮的安全問(wèn)題之一。

無(wú)論是軟件竊聽(tīng)技術(shù)還是硬件捕包技術(shù),前提是建立穩(wěn)定的鏈路連接,才能恢復(fù)出正確的報(bào)文流,所以可以設(shè)計(jì)特定速率的報(bào)文流保證連接的專用性;其次,可以對(duì)專用鏈路上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密處理。利用通用的以太網(wǎng)物理層器件,建立新的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議來(lái)有效防范網(wǎng)絡(luò)竊聽(tīng),安全地傳輸數(shù)據(jù)正是本文研究的內(nèi)容。

1 協(xié)議關(guān)鍵技術(shù)

以太網(wǎng)物理層負(fù)責(zé)MAC層和物理介質(zhì)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與收發(fā)工作,由PCS、PMA和PMD三個(gè)子層組成[2]。

以太網(wǎng)物理層器件一般分為兩類,即PHY和Tranceiver。PHY完成了整個(gè)物理層的功能,而Tranceiver芯片只完成數(shù)據(jù)的串并轉(zhuǎn)換和時(shí)鐘恢復(fù),相當(dāng)于PMA子層以下的功能。以太網(wǎng)物理層器件的核心功能是以一定的鏈路速率傳輸以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)的報(bào)文,實(shí)際上對(duì)報(bào)文內(nèi)部的負(fù)載數(shù)據(jù)并不敏感,具體的協(xié)議處理由MAC層完成。因此在安全性要求較高的鏈路中,可以采用插入式的結(jié)構(gòu),從時(shí)鐘和加密技術(shù)兩個(gè)方面實(shí)現(xiàn)新的網(wǎng)絡(luò)鏈路協(xié)議,并使得這種協(xié)議技術(shù)具有很好的安全性能。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 鏈路協(xié)議原理和結(jié)構(gòu)

從圖1可以看出,協(xié)議實(shí)現(xiàn)的硬件單元結(jié)構(gòu)獨(dú)立,兩端都是傳輸介質(zhì),可以根據(jù)需要組合使用,既易于在用戶端實(shí)現(xiàn),也易于在交換機(jī)端實(shí)現(xiàn)。

1.1 時(shí)鐘協(xié)議

在以太網(wǎng)物理層,PCS子層以參考時(shí)鐘為基準(zhǔn),將MAC層來(lái)的字節(jié)流連續(xù)生成code-groups,再由PMA子層將數(shù)據(jù)和時(shí)鐘進(jìn)行融合后下送至鏈路上等待接收方接收,接收方使用相同的時(shí)鐘頻率就能夠進(jìn)行時(shí)鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù),收到正確的報(bào)文。這就為采用特定頻率參考時(shí)鐘構(gòu)造不同于標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)傳輸速率的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議提供了可能,只要收發(fā)雙發(fā)的頻率一致、滿足精度要求,就可以實(shí)現(xiàn)鏈路同步、自協(xié)商和時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)。

一般說(shuō)來(lái),由于物理層器件最高工作頻率的限制,鏈路參考時(shí)鐘頻率只能降低,不能升高。這種方式會(huì)降低鏈路傳輸速率,但不改變報(bào)文的幀結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。與標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)鏈路傳輸速率相比,存在以下關(guān)系:

fl/fs=Bl/Bs

(1)

式中:fl是改變后的參考時(shí)鐘頻率;fs是改變前的參考時(shí)鐘頻率。Bl是改變后對(duì)應(yīng)的鏈路速率;Bs是改變前對(duì)應(yīng)的以太網(wǎng)傳輸速率。

圖1所示的結(jié)構(gòu)顯示了在整個(gè)協(xié)議硬件單元中,時(shí)鐘變換模塊與加密解密模塊協(xié)同工作時(shí)的串聯(lián)關(guān)系。

1.2 加密協(xié)議

數(shù)據(jù)加密是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息安全最可靠的技術(shù),能有效防范各種網(wǎng)絡(luò)竊聽(tīng)技術(shù)。AES 算法的特點(diǎn)是輪變換基本一致、并行執(zhí)行效率高、加密強(qiáng)度大,通過(guò)查表操作和組合邏輯即可完成,因此易于FPGA實(shí)現(xiàn)。

N輪AES算法主要流程如圖2所示。加密過(guò)程包括以下步驟[3]:

(1) 給定一個(gè)明文,將狀態(tài)初始化,并進(jìn)行輪密鑰加操作;

(2) 對(duì)前N-1輪中的每一輪,依次進(jìn)行字節(jié)代替、行移位、列混合和輪密鑰加操作;

(3) 對(duì)N輪(最后一輪)進(jìn)行字節(jié)代替、行移位和輪密鑰加操作;

(4) 將最后狀態(tài)中的內(nèi)容定義為密文輸出。

輪函數(shù)是AES算法的核心,對(duì)輪函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化可以實(shí)現(xiàn)AES算法的優(yōu)化。輪函數(shù)中的字節(jié)代替實(shí)際上是一種查表運(yùn)算,其結(jié)果與字節(jié)所在的具置無(wú)關(guān);行移位只是字節(jié)在位置的調(diào)整,所以字節(jié)代替和行移位可優(yōu)化成一次查表操作。列混合中的多項(xiàng)式相乘操作可轉(zhuǎn)換成兩個(gè)二維數(shù)組相乘的形式,因此也可由查表操作代替。由此可知,AES算法中輪函數(shù)可以被合并成一組查表和異或操作。

圖2 AES加解密流程圖

解密過(guò)程與加密過(guò)程的區(qū)別在于輪函數(shù)次序不同,不過(guò)都可以利用代數(shù)性質(zhì)優(yōu)化成查表和異或操作。

本文采用的AES_128算法的數(shù)據(jù)和密鑰寬度為128 b,每次加密或解密需要10輪運(yùn)算,用Verilog HDL語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)時(shí)需要12個(gè)時(shí)鐘周期才能得出運(yùn)算結(jié)果。單引擎AES算法如果需要達(dá)到千兆鏈路的速率,要求核心工作頻率至少為93.75 MHz。由于AES算法組合邏輯較多,一般中低端FPGA器件難以達(dá)到這樣的工作頻率,當(dāng)鏈路速率提高時(shí),必須采用并行AES算法。并行AES_128算法的性能與鏈路速率存在以下關(guān)系:

M×f×WCy≥Bs

(2)

式中:M為算法引擎套數(shù);f為算法核心工作頻率;W為算法數(shù)據(jù)寬度,這里為128;Cy為單次運(yùn)算耗費(fèi)的時(shí)鐘周期,這里為12。

2套并行AES_128引擎實(shí)現(xiàn)千兆速率報(bào)文加解密的結(jié)構(gòu)如圖3所示。

千兆速率的明文加密流程如下:

(1) 每隔16拍形成一組128 b的明文寫(xiě)入發(fā)送分派FIFO,實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘域轉(zhuǎn)換;

(2) 發(fā)送明文分派邏輯將待加密的明文交替寫(xiě)入加密引擎1和加密引擎2;

(3) 將2套加密引擎形成的密文進(jìn)行聚合,寫(xiě)入發(fā)送聚合FIFO,再次完成時(shí)鐘域轉(zhuǎn)換;

(4) 形成125 MHz/8 b的發(fā)送密文,依照千兆接口時(shí)序,送往外部鏈路。解密流程與加密流程類似。

圖3中的結(jié)構(gòu)很容易擴(kuò)展,也很容易插入數(shù)據(jù)通路,以適應(yīng)不同類型、不同速率的鏈路,如POS,ATM等等。鏈路報(bào)文的幀首不能進(jìn)行加密和解密運(yùn)算,否則物理層芯片無(wú)法識(shí)別。

圖3 雙引擎AES_128算法并行加密解密結(jié)構(gòu)

2 協(xié)議安全性

常用的軟件捕包技術(shù)包括Sniffer,Tcpdump和Wireshark等,前提是鏈路建立連接,驅(qū)動(dòng)程序才能接收到正確的報(bào)文。常用的硬件捕包技術(shù)的前提是恢復(fù)正確的鏈路時(shí)鐘和數(shù)據(jù)流,然后才能對(duì)報(bào)文進(jìn)行協(xié)議分析和內(nèi)容檢查。

改變鏈路參考時(shí)鐘頻率實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,可以有效抵御軟件捕包技術(shù),代價(jià)是降低了鏈路使用效率。鏈路加密協(xié)議可以有效抵御軟件捕包和硬件捕包技術(shù)。AES算法結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用寬軌跡策略,具有抗差分和線性密碼分析兩種特性,易于FPGA實(shí)現(xiàn)。近年來(lái),一些差分和線性密碼分析的變體,可以成功破解輪數(shù)少的AES算法,但對(duì)于全部10輪的AES_128算法均是失敗的[4]。在現(xiàn)在和未來(lái)一段時(shí)間內(nèi),AES算法對(duì)當(dāng)前攻擊手段來(lái)說(shuō)都是免疫的[5]。

3 連通性和性能測(cè)試

基于以上兩種關(guān)鍵協(xié)議設(shè)計(jì)了PCI網(wǎng)卡和交換機(jī)原型,并在這些原型上進(jìn)行了連通性和性能測(cè)試。

對(duì)時(shí)鐘協(xié)議的測(cè)試結(jié)果表明,無(wú)論物理層和MAC層是否在同一個(gè)芯片內(nèi)處理,也不管速率是否為100 Mb/s或1 000 Mb/s,傳輸介質(zhì)是否為光纖或雙絞線,都可以采用特定頻率參考時(shí)鐘構(gòu)造不同傳輸速率的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議。

由于鏈路協(xié)議已發(fā)生改變,性能測(cè)試無(wú)法采用常規(guī)的協(xié)議測(cè)試儀器進(jìn)行,只能進(jìn)行對(duì)比測(cè)試。圖4和圖5表明了兩臺(tái)主機(jī)在Windows XP操作系統(tǒng)下,將鏈路置為100 MHz全雙工模式,采用文件共享方式,傳輸一個(gè)大小為6 344 184 762 B的文件,參考時(shí)鐘分別為20 MHz和標(biāo)準(zhǔn)值25 MHz時(shí),10次傳輸?shù)慕y(tǒng)計(jì)結(jié)果。

圖4 鏈路參考時(shí)鐘為20 MHz,傳輸時(shí)間統(tǒng)計(jì)圖

圖5 鏈路參考時(shí)鐘為標(biāo)準(zhǔn)值25 MHz,傳輸時(shí)間統(tǒng)計(jì)圖

對(duì)比圖4和圖5的結(jié)果可以看出,鏈路參考時(shí)鐘降低為標(biāo)準(zhǔn)值的80%時(shí),平均傳輸速率為標(biāo)準(zhǔn)速率的7648%,與公式(1)的結(jié)果吻合。

對(duì)雙引擎AES_128并行算法的測(cè)試結(jié)果表明,采用一片EP2C35F672C6的低端FPGA,核心工作頻率為58.3 MHz時(shí),可以滿足1 000 Mb/s傳輸速率和最小報(bào)文間隔的要求,較好地實(shí)現(xiàn)了運(yùn)算速度和成本之間的平衡。

4 結(jié) 語(yǔ)

與軟件捕包技術(shù)相比,硬件捕包技術(shù)接觸的數(shù)據(jù)更加低層,更難以防范。從圖1所示的結(jié)構(gòu)可以看出,借助通用的以太網(wǎng)物理層器件,FPGA完成了標(biāo)準(zhǔn)鏈路到安全鏈路之間的轉(zhuǎn)換。這種方式不改變網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),也不需要開(kāi)發(fā)新的驅(qū)動(dòng)程序,可重構(gòu)性好?？梢赃m應(yīng)不同層次、不同速率和不同介質(zhì)的物理層器件?？蓴U(kuò)展的并行AES_128算法結(jié)構(gòu)可以適應(yīng)不同體系結(jié)構(gòu)和更高速率鏈路的要求。

參考文獻(xiàn)

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