铁路等级的重新划分
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铁路等级的重新划分
杜寅堂
【摘要】铁路等级是铁路线路最重要的技术标准之一,它是确定各级铁路的运输能力和制定相应的技术标准和装备类型的依据.对历届规范等级划分的分析,利用以往的研究课题,运用综合分析的方法,阐述本次<铁路线路设计规范>修订铁路等级划分的依据及纳规建议.
【期刊名称】《铁道标准设计》
【年(卷),期】2005(000)012
【总页数】4页(P6-9)
【关键词】铁路等级;客货运量;设计行车速度;划分
【作者】杜寅堂
【作者单位】铁道第一勘察设计院,兰州,730000
【正文语种】中文
【中图分类】U212.31+2
1 概述
我国疆域辽阔、地形复杂,人口、资源分布和工农业生产布局不均衡,各地区间经济、文化发展水平差异甚大。
不同设计线的经济、文化和国防意义及其在运输系统中的地位和作用不同,运量各异,故有必要将铁路划分为若干等级,有区别地规划各级铁路的运输能力,并制定相应的技术标准和装备类型,以满足不同等级铁路的
运输功能需要。
2 历届规范对铁路等级划分的演变
我国建国以来,除1950年规范采用5级划分外,历次规范都采用3级划分。
历次规范对铁路等级的划分各不相同。
2.1 历届规范对铁路等级划分
1961年7月25日铁基技线(61)字第1985号部令批准《标准轨距铁路设计技术规范》规定,符合下列条件之一者,为Ⅰ级铁路:
(1)在铁路网内有重要意义的国家主要干线,如联系我国主要政治、经济中心,重要城市、具有重要国防意义、通向邻国和在铁路网中起骨干作用的铁路(或区段);
(2)运营第5年重车方向的货运强度(净重)每年大于600万t·km/km;
(3)货运强度(单方向净重)在运营第5年较小,但在运营第10年重车方向的货运强度(净重)每年超过800万t·km/km;
(4)旅客列车高速运行(约140~160 km/h)或在运营第5年每昼夜旅客列车大于7对(包括长途和区间列车)的铁路。
符合下列条件之一者为Ⅱ级铁路:
(1)运营第10年重车方向的货运强度(净重)不小于300万t·km/km;
(2)长途和区间旅客列车在运营第5年每昼夜大于3对。
Ⅲ级铁路—具有地方意义的铁路并所有其他运量较小的铁路,在运营第10年重车方向的货运强度(净重)每年少于300万t·km/km。
所有运营年代均自交付运营时算起。
(1974)交铁基字2960号公布1975年7月1日起试行的《铁路工程技术规范》规定:
Ⅰ级铁路保证全国运输联系,具有重要政治、经济、国防意义和在铁路网中起骨干作用的铁路,远期国家要求的年输送能力大于800万t者。
其含义是:连接我国政治、经济中心,主要城市,贯穿大区之间或数省之间和通往邻国的具有重要政治、经济、国防意义,在铁路网中起骨干作用的铁路。
远期国家要求的年输送能力是指:该铁路在交付运营第10年以后具有远景规模性质的年货运输能力。
Ⅱ级铁路具有一定的政治、经济、国防意义,在铁路网中起联络、辅助作用的铁路,远期国家要求的年输送能力为500万t及以上者。
其含义是:连接我国省、市、自治区的具有一定政治、经济、国防意义,在铁路网中起联络、辅助作用的铁路。
远期国家要求的年输送能力是指:该铁路在交付运营第10年以后具有远景规模性质的年货运输能力。
Ⅲ级铁路为某一地区服务,具有地方意义的铁路,远期国家要求的年输送能力小于500万t者。
远期国家要求的年输送能力是指:该铁路在交付运营第10年以后具有远景规模性质的年货运输能力。
1986年7月1日施行中华人民共和国国家标准《铁路线路设计规范》(GBJ90—85)规定:
Ⅰ级铁路铁路网中起骨干作用的铁路,远期年客货运量大于或等于15Mt者。
其含义是:连接我国政治、经济中心,主要城市,贯穿大区之间或数省之间和通往邻国的具有重要政治、经济、国防意义,在铁路网中起骨干作用的铁路。
远期(交付运营后第10年)年客货运量为重车方向,每对旅客列车上下行各按0.7 Mt货运量折算。
Ⅱ级铁路铁路网中起骨干作用的铁路,远期客货运量小于15Mt者;或铁路网中起联络、辅助作用的铁路,远期客货运量大于或等于7.5 Mt者。
远期(交付运营后第10年)年客货运量为重车方向,每对旅客列车上下行各按
0.7 Mt货运量折算。
Ⅲ级铁路为某一区域服务具有地区运输性质的铁路,远期年客货运量小于
7.5 Mt者。
远期(交付运营后第10年)年客货运量为重车方向,每对旅客列车上下行各按
0.7 Mt货运量折算。
1999年7月1日施行中华人民共和国国家标准《铁路线路设计规范》
(GB50090—99)规定:
Ⅰ级铁路铁路网中起骨干作用的铁路,远期年客货运量大于或等于20 Mt者。
其含义是:在路网中担当客货运输主力,连接经济发达地区或经济大区的国家重要运输大通道;远期(交付运营后第10年)年客货运量为重车方向的货运量与由客车对数折算的货运量之和。
1对/d旅客列车按1.0 Mt年货运量折算。
Ⅱ级铁路铁路网中起骨干作用的铁路,远期客货运量小于20 Mt者;或铁路网中起联络、辅助作用的铁路,远期客货运量大于或等于10 Mt者。
远期(交付运营后第10年)年客货运量为重车方向的货运量与由客车对数折算的货运量之和。
1对/d旅客列车按1.0 Mt年货运量折算。
Ⅲ级铁路为某一区域服务具有地区运输性质的铁路,远期年客货运量小于
10 Mt者。
远期(交付运营后第10年)年客货运量为重车方向的货运量与由客车对数折算的货运量之和。
1对/d旅客列车按1.0 Mt年货运量折算。
2.2 沿革及现状简介
我国从开始修建铁路到1949年全国解放,共修建铁路2.2万km。
由于当时整个国家处于半殖民地半封建的时期,全国各地由帝国主义列强按照自己的势力范围修建的铁路技术标准很低,设计标准各不相同,甚至轨距也不一致,以致建国初期铁路技术装备的标准十分混乱,严重阻碍国民经济和社会生产力的发展;同时也给铁路运输、设计、施工、制造、养护、维修等部门造成了极大的困难。
为迅速改变铁
路技术标准极为混乱的局面,以适应解放初期社会生产的恢复与今后国民经济和社会生产力发展的需要,建国以来铁道部逐步制定和修订了全国统一的铁路工程设计标准规范。
这些标准规范对铁路等级的划分除1950年《铁路建筑规程〔草案〕》划分为5级外,1952年~1999年5个版次规范的等级均划分为3级,但各版规
范在名称上列为同一等级的,其内容含义却并不相同,等级划分标准也是不同的。
实践证明,各届规范等级划分的标准与当时的国民经济发展水平是相互适应的。
随着我国国民经济的发展和国家要求的铁路运输能力的逐步提高,铁路等级划分的界值的制定也在相应提高。
1961年规范为8 Mt和3 Mt,1975年规范为8 Mt和
5 Mt,1985年规范为15 Mt和7.5 Mt,1999年规范为20 Mt和10 Mt。
3 划分铁路等级的依据
(1)线路意义及路网作用
我国地域辽阔,南北相距5 500 km,东西相距5 200 km,东部地区经济发达,
资源相对贫乏;中西部地区资源丰富,而经济相对落后;总体上各地经济文化发展水平差异较大。
经济落后的广大中西部地区,开发程度低,交通落后;铁路路网覆盖面小,结构不完善;运输能力及技术装备水平薄弱。
随着西部大开发战略的实施,广大的中西部地区必将成为铁路路网建设的重点区域;但在开发初期的一定时期内,铁路的客货运量仍然不会很大,而拟建铁路的路网作用和线路意义重大。
如正在建设的青藏铁路,规划建设的兰渝线、中吉乌铁路、临哈线、库尔勒至格尔木线等,均为西部铁路的路网骨架,应按Ⅰ级铁路标准修建。
实践证明,多数设计线的调查运量并不十分准确,若仅以客货运量划分铁路等级,在设计具体的线路时,难于确定其等级,造成线路技术装备与实际运输要求不相称。
又因铁路在内陆运输中占有重要位置,为了发展经济,在部分待开发、但客货运量不很大的地区修建一定等级的铁路必将带动本地经济的快速发展,诱发社会客货运量的持续增长,进而提高铁路运输的经济效益。
鉴于这些情况,将线路意义和路网
作用也作为划分铁路等级的一项重要因素。
按修建铁路的作用和意义划分铁路等级必然与国家对全国各地区经济发展的规划相联系。
一般来讲,联通国家大经济区(包括连接和跨越国家大经济区),在路网中起骨干作用的铁路,对于促进经济区间的经济、文化交流及发展将起重要作用,特别是对于经济较为落后的地区,更具有开发的意义,这类铁路都将成为我国铁路网中的骨干铁路。
因此,应按Ⅰ级铁路修建。
联通经济发达地区的铁路是指联通沿海经济发达地区或具有较强经济实力的大城市(如直辖市、大工业城市等)的铁路,这类地区经济发达、人口众多,客货运量往往都很大,故应一次修建双线铁路或至少按一次修建双线铁路设计。
连接重要城市的铁路一般是指连接省会或经济发达的地级市的铁路,如果该铁路本身运量就较大,年客货运量达到Ⅰ级铁路界值,当然修建为I级铁路;但如青海、西藏等经济不发达的省会或地级市,其年客货运量较小,但考虑到线路意义及路网作用,也可修建为Ⅰ级铁路。
连接国家较大城市的铁路是指连接一般地级市的铁路,这类铁路在路网中起联络、辅助作用,可修建为Ⅱ级铁路。
为某一地区或企业运输服务的铁路,在路网中为支线或企业专用铁路,这类铁路可按近期年客货运量大小确定为Ⅲ级或Ⅳ级铁路修建。
(2)客货运量
划分铁路等级的因素,各国不尽相同,大体上有货运量(或货运密度、货运强度、
输送能力)、旅客列车对数、旅客列车速度、轴重、线路意义(作用、性质)等。
我
国历届规范基本是根据客货运量、线路意义来确定。
这是因为修建铁路的主要目的是满足运输需求,将运量作为划分铁路等级的主要因素是理所当然的。
按客货运量划分铁路等级,是当前世界各国广泛采用的分级方法。
如美国以年货运密度、每昼夜客车对数以及年车辆发送量将铁路划分为4个等级;英国、法国及
日本按年客货通过总重和行车速度将铁路分为若干个等级;俄罗斯1995年规范按
线路意义和重车方向运营第10年的换算货运量将铁路等级划分为特别繁忙干线、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 5个等级(高速线除外)。
各级铁路有一个适度的、经济合理的运输能力范围。
如果铁路不分等级,都按最高年客货运量制定技术标准和选定技术装备,对于较低运量的铁路来说,就存在部分能力储备,也就是投资积压。
铁路等级划分得越多,能力储备就越小,投资积压越小,经济效益越好。
然而,分级过多,级间运量和意义、作用差别不大,以致造成等级难以划准,且随着运量的增长,等级变更频繁;等级划分过少,又会造成投资积压多,经济效益不佳。
因此,划分铁路等级的原则应该使设计线的运输能力在满足远期年客货运量或国家要求的年输送能力前提下,既不可因储备过大而造成大量的投资积压,也不致因储备不足而引起频繁的扩能改造。
我国建国以来,除1950年规范采用5级划分外,历次规范都采用3级划分。
本次修订,根据铁道部科学研究院研究论证结论,建议采用4级划分。
铁路的等级可以全线一致,也可以按区段确定。
线路较长,行经地区的自然、经济条件及运量差别很大时,也可按区段确定等级。
但应避免同一条线上等级过多或同一等级的区段长度过短,使线路技术标准频繁变更。
原规范规定远期为交付运营后第10年,铁路等级根据其在铁路网中的作用、性质和远期运量划分。
本次规范修订调整了设计年度,近期为交付运营后第10年,远期为交付运营后第20年,如仍根据其在铁路网中的作用、性质和远期运量来划分铁路等级,则将会使确定的铁路等级偏高,加大建设投资;且远期预测运量受国家产业结构及布局、科学技术水平、各种产业政策等因素的影响较大,预测结果有较多的不确定性,与近期相比粗细程度要差,按远期运量确定的铁路等级,可能会使建设标准偏高,造成投资积压较多。
因此,考虑到近期运量准确程度更高,建议本次规范修订,新建和改建铁路(或其区段)的等级,应根据其在铁路网中的作用、性质、旅客列车设计行车速度和近期客货运量确定。
划分各级铁路的临界运量系采用铁道部科学研究院铁建所完成的《铁路等级划分研究》的结论。
该研究采用“能力储备系数法”,根据1995年度全国主要区段客货运量和运营长度累计百分比相关统计资料为基础,经过技术经济分析,确定各级铁路间的年客货运量分界值。
研究成果表明:划分等级为4级时,3个界值平均值分别为20.2、14.3、6.3 Mt。
一条铁路线的运量包括客运量和货运量两个方面,为了统一量度标准可以根据旅客列车占用通过能力的系数将客车对数换算为货运量。
目前,列车重量普通货物列车一般3 000~4 000 t,重载货物列车5 000 t,快运货物列车一般不大于1 500 t,根据1995年统计资料,我国铁路货物列车平均牵引质量为2 600 t,与1984年
相比,增加600 t,相当于每5年增加200 t,2001年我国铁路货物列车平均牵
引质量为2 676 t,随着新线建设及货运量的增长,货物列车平均牵引质量还将缓慢上升,若取牵引质量按3 000 t计算,一对旅客列车相当于年货运量1.0 Mt。
(3)旅客列车设计行车速度
行车速度是铁路运输质量的重要标志之一,关系到铁路的运输能力和机车车辆运用等一系列运营指标,也关系到工程投资、机车车辆购置费、客货在途损失、列车能时消耗、运输成本、投资效益等一系列经济指标。
行车速度受机车功率,机车车辆构造,线路平、纵断面与轨道标准,通信信号设备水平,运输调度,行车组织等一系列因素的制约,也对这些设备标准产生一定影响。
最高行车速度是确定线路平面最小曲线半径、缓和曲线长度、夹直线和圆曲线最小长度以及竖曲线半径等标准的主要技术参数,也是确定轨道类型的主要依据之一。
因此,行车速度是铁路综合技术指标,是体现铁路技术装备、技术标准、运营管理水平的重要标志,是铁路重大技术政策之一。
随着社会主义市场经济的发展,人民物质文化生活水平的提高,时间价值观念的增强,人们对提高列车速度、节约旅行时间的要求日益强烈。
同时,铁路面对其他运
输方式的激烈竞争,提高行车速度也是谋求自身发展的需要。
近10多年来铁路技术装备水平和机车车辆技术的进步也为提高行车速度提供了物质基础。
1994年广深准高速铁路开通运营,1996年以来,全国主要干线经过多次提速后,相继开行快速列车,运营最高速度已达140~160 km/h,随着秦沈客运专线的建成,通过工程实践,掌握了修建250 km/h铁路的线路、桥涵、路基、轨道等配套技术,试运行速度已超过200 km/h。
根据铁道部制定的规划,到2020年建成总规模达到30 000 km的快速客运网,客货共线铁路的旅客列车最高时速达到140~200 km。
为适应在2020年前我国全面建设小康社会的要求,铁路把“扩大路网规模,完善路网结构,提高路网质量”作为今后铁路发展的主攻方向。
以货运为主的铁路,提高铁路运输质量的含义主要是提高其货运通过能力;以客运为主的铁路,提高铁路运输质量的含义主要是提高其旅客列车设计行车速度;对于客货共线运行的铁路应两者兼顾。
因此,在划分客货列车共线运行铁路等级时,尚应考虑旅客列车设计行车速度。
轴重是确定设计荷载标准的主要依据。
目前,我国铁路一般为21~23 t,25 t轴重的大型低动力货车正处在研制阶段,预计将来会有所发展。
但由于我国客货列车共线运行铁路上的车辆运用是全国性的,并非限定在某一区段线路上使用,轴重大小对各级铁路的影响是相同的,故按轴重划分铁路等级意义不大。
4 结论及建议
(1)划分铁路等级的依据应包括线路意义和路网作用、旅客列车设计行车速度和年客货运量,新建铁路宜划分为4级。
按线路意义和路网作用划分:
Ⅰ级铁路铁路网中起骨干作用的铁路,其含义是在路网中担当客货运输主力,连接经济发达地区或经济大区的国家重要运输大通道;
Ⅱ级铁路铁路网中起联络、辅助作用的铁路;
Ⅲ级铁路为某一地区或企业服务,具有地方运输性质的铁路;
Ⅳ级铁路为某一地区或企业服务的支线铁路、企业专用铁路。
(2)等级划分的客货运量界值参照铁道科学研究院铁建所完成的《铁路等级划分研究》的结论并作适当修正,各级铁路的划分界值宜为20、10 Mt和5 Mt。
经计算,此时的“能力储备系数”为28%。
参考文献:
[1]GB50090—99,铁路线路设计规范[S]。
[2]龚增进,黄建苒,张宝义。
铁路等级划分研究[J]。
铁道标准设计,1998(4)。
[3]王兆成。
中长期铁路网规划研究[M]。
北京:中国铁道出版社,2004。
[4]铁建设(2003)76号,新建客货共线铁路设计暂行规定[S]。