线路圆曲线半径_缓和曲线长度和线间距标准制定依据的介绍

收稿日期:20040524

作者简介:王厚雄(1938—

),男,研究员,1959年毕业于唐山铁道学院选线设计及铁路航空勘察专业。

线路圆曲线半径、缓和曲线长度和

线间距标准制定依据的介绍

王厚雄

(铁道科学研究院铁道建筑研究所　北京　100081)

摘　要:着重介绍《新建时速200公里客货共线铁路设计暂行规定》(以下简称《暂规》

)中3个主要线路平面设计标准的拟定原则,计算方法和参数选择的思路。《暂规》期望,这些思路有助于提高线路平面质量,使线路有可能达到“少维修”的水平,从而满足新建时速200km 客货共线铁路安全、舒适和不间断运营的要求。

关键词:时速200km 铁路;客货共线铁路;线路圆曲线半径;线间距;缓和曲线长度 中图分类号:U412134 文献标识码:C 文章编号:10042954(2004)07003304

《新建时速200公里客货共线铁路设计暂行规定》基于我国铁路设计和运营实践多年经验教训,对线路

主要平面设计标准的拟定原则、计算方法及参数选择

方法,作了不同于99版国标《铁路线路设计规范》

(以下简称《线规》

)的一些改动。这些改动与前苏联铁路设计规范(СНИПⅡ3976)和欧盟国家铁路设计思路基本接轨[1]。编制者期望,由这些改动得出的相关设计标准,配合线路、轨道、路基和桥梁等设计标准,有助于提高时速200km 铁路的线路设计质量,在符合安全适用、技术先进、经济合理的前提下,有可能使线路达到“少维修”水平,从而满足新建时速200km 客货共线铁路安全、舒适和不间断的运营要求。国外多年运营实践表明,“少维修”是时速200km 以上高速铁路所必需具备的基本条件之一。

由于新建时速200km 客货共线铁路在我国属开创性工程,既无试验数据可以利用,也无运营实践经验可遵循,故本次编制的相关规定只能是暂时性的,有待今后深入研究、实践观测和修订完善。1　线路圆曲线半径

111　圆曲线半径的划分及选用原则

(1)推荐半径

在定线选择圆曲线半径时,应优先选用推荐半径。

这一原则可保证线路具有良好的平面条件,从而提高客货列车通过曲线的运行品质,使线路与列车间保持良好的匹配关系,实现线路“少维修”的目标。

(2)最小半径和括号中最小半径

在困难条件下允许采用最小半径,但强调了慎用原则,以期降低最小半径的出现频次,使线路养护维修工作的难度和工作量控制在适度范围之内;在特殊困难条件下,经技术经济比选,方可采用括号中最小半径,严格控制其出现频次。《暂规》期望,线路中出现括号中最小半径只是个别的现象,使线路养护维修工作,

在建议采用的养护维修体制(包括维修方式、维修时间和维修设备等)下,能够控制在可以接受的范围之内。如果括号中最小半径选用偏多,线路养护维修工作有可能出现忙于应付的局面,致使影响铁路的正常运营,甚至埋下行车事故的隐患。

(3)限速半径

在更为困难的条件下,需经技术经济比选和鉴定审批,才能选用限速半径,其选用原则更为苛刻,并要着重考虑其分布,以及对路段速度的影响等诸多因素。

(4)最大半径和括号中最大半径

历版《线规》选用半径由大至小这个提法有局限性,不够完善。运营实践和理论分析均表明,曲线半径大到某一程度,线路养护维修工作十分困难,甚至超出线路养护维修能力范围,致使线形难以保持,成为轨道不平顺的隐患。因此,需对曲线半径给出上限值。《暂规》建议,在困难条件下,慎用最大半径,控制其出现频次;在特殊困难条件下,经技术经济比选方可采用括号中最大半径,严格控制其出现频次。在经济发达地区,受地物设施的限制,经技术经济比选后,可能不得不考虑采用大于括号中最大半径的特大半径,但必须经鉴定审批后方可采用。

(5)在推荐半径与最小、最大半径之间的半径

这类曲线半径不属推荐使用范围,也不属慎用之列,设计人员可视具体情况灵活选用,但不能优先

・设计标准・

选用。

112　推荐半径R的取值范围

(1)计算公式

R=1118V2max-V2h

h q+h g

　(m)(1)

式中　V max———旅客列车最高运行速度,km/h;

V h———货物列车平均运行速度,km/h;

h q———欠超高,mm;

h g———过超高,mm。

(2)参数选择

V max取200km/h;V h取100km/h。

h q,“少维修”是取值的主要依据。h q的下限值,目前只能参考广深准高速铁路的养护维修经验,即h q 不大于60mm,曲线属于易于养护维修范围,故h q的下限值取55mm;h q的上限值,根据广深线经验,取35mm。

h g,“少维修”同样是h g取值的主要依据。h g取值范围具体考虑的依据有:我国繁忙干线铁路多年运营经验;《线规》规定,一般地段最小半径的允许过超高值30mm。综合分析后建议,h g下限值取25mm。其值约为h q取值之半;据此关系,h g上限值建议取15mm。

(3)推荐半径的建议范围

将上述各参数建议取值代入式(1),计算取整后,推荐半径上、下限值分别取7000m和4500m。113　最小半径R min和括号中最小半径(R min)

(1)计算公式

当R=R min时,式(1)可转换为

R min=1118V2max-V2h

h q+h g

　(m)(2)

(2)[h q+h g]的选择

如果取欠、过超高之和的允许值[h q+h g]等于欠超高允许值[h q]与过超高允许值[h g]之和,即[h q+ h g]=[h q]+[h g],则式(2)就和历年各版《线规》计算R min的公式相同。这个公式存在的问题是:与R min对应的超高值是唯一的。运营经验表明,这个超高值不能适应实际的运营的要求。工务部门按照《铁路线路维修规则》(以下简称《维规》)规定,根据实际运行列车的加权均方根速度设置超高,多年运营实践表明基本合理。按《维规》设置的超高往往低于《线规》给出的超高值,两者之间存在一个差值Δh。其值在线路不同地段有所差别,在不同运营阶段也会有所出入。为了使R min标准能够适应日后运营的要求,《暂规》建议

[h q+h g]=[h q]+[h g]-Δh　(mm)(3) [h q],广深线多年养护维修的经验是,h q>90 mm,曲线线路难于养护维修。因此,从线路养护维修层面考虑,[h q]的取值区间宜为(60mm)、[90mm]。用乘坐舒适度试验结果,检验这一范围,准高速列车的90mm和60mm欠超高所对应的乘坐舒适度与普速客车的75mm和58mm欠超高所对应的乘坐舒适度相当[2]。可以预期,新型时速200km客车的性能将优于时速160km准高速列车。因此,养护维修对[h q]的要求严于乘坐舒适度的要求。综上分析,《暂规》建议,最小半径和括号中最小半径的[h q]值分别取70mm和90mm。

[h g],1996年德、法、日等6国专家对我国《高速铁路线桥隧设计参数的研究》报告评议时,德国专家介绍,德国客货共线高速铁路过超高控制在50～60 mm,其养护维修工作量很小。据了解,运行其上的货车牵引定数小,轴重轻,通过总重少;我国繁忙干线几十年的运营经验是,50～60mm过超高养护维修工作量大。据此,《线规》规定,Ⅰ级干线一般条件和困难条件下最小半径的[h g]分别为30mm和50mm;广深线运营经验表明,以客运为主的铁路,其[h g]取值可比《线规》取值适度放大。新建时速200km客货共线铁路的特点在总则第11015条文说明中有详细论述:“客运量所占比重大,但又有一定数量的货物列车和速度较低的跨线列车运行。”由此可以看出,它的特点不同于德国客货共线高速铁路,更不同于我国的繁忙干线铁路,相比之下,似与广深线较为近似。据此《暂规》建议,最小半径和括号中最小半径的过超高允许值取40 mm和60mm,是否合理有待实践检验。

Δh,理论分析表明,Δh涉及因素较多。可以根据这些因素绘制出一组图表,问题是,其中涉及的运营时实际的加权均方根速度在编制规范时难以确定,从而无法利用这组图表选取合理的Δh值。故《暂规》转而采用现场调研方法。《暂规》建议,最小半径和括号中最小半径的Δh值分别取10mm和20mm。

依据上述各项建议值,可以得到[h q+h g]的建议值:最小半径,100mm;括号中最小半径,130mm。

(3)最小曲线半径建议值

将各参数代入式(2),求得最小曲线半径为3540 m;括号中最小曲线半径为2723m。按跨线货物列车平均速度80km/h检算3500m和2800m半径,检算结果列于表1。

检算结果表明,最小半径可取3500m,括号中最小半径可取2800m。

・设计标准・