铁路既有线提速改造中的主要问pager=168_170

第16卷　增刊石家庄铁道学院学报V o l116　Supp1 2003年7月 JOU RNAL O F SH I J I A ZHUAN G RA I L WA Y I N ST ITU TE Ju l12003铁路既有线提速改造中的主要问题赵国祝1,　何向国2,　彭　华3(11中铁十三局集团四公司,黑龙江哈尔滨　150008;21铁道部第三勘察设计院站场枢纽设计处,天津　300142;　31北方交通大学土木建筑工程学院,北京　100044)摘要:对铁路既有线提速线路中线路、轨道、路基和桥涵工程等站前工程中存在的一些主要问题进行了分析,提出了相应的解决对策。

关键词:提速改造;既有线;对策中图分类号:U212　文献标识码:A　文章编号:100623226(2003)S120164203铁路既有线提速是目前我国铁路发展的主要方向之一,它可缓解我国铁路运输紧张状况,提高铁路客、货运输效率。

其不同于传统的新建铁路建设,又加上在我国起步较晚,尚无大量成功经验可供借鉴。

对既有铁路的提速,其有关的技术要求和技术标准也相应提高。

在正确评估既有铁路的现有设备状况的基础上,确定相应的提速目标值,经济、合理地对线路、路基、桥涵、通信信号等工程进行改造,使其满足提速后列车的安全舒适运行要求[1,2]。

为满足提速要求,需要进行线路平面(纵断面)新建、改建,针对由此引起路基新(改)建、既有桥涵接长、桥涵改建、路基加固、更换道碴、更换轨枕等工程问题进行探讨。

1　速度目标值只有对提速后的速度目标值确定后,才能进行线路、路基、桥涵等专业设计。

速度目标值确定的原则应该是保证提速后列车安全运行(安全),投资尽量少(经济),设计和施工方案合理可行(合理)。

确定其值时一般考虑以下因素:既有铁路目前的设计行车速度;既有铁路各种设备目前的技术标准及相应状态;拟定提速后列车运行组织形式(客货混行或只有客运);拟定的投资规模。

在上述因素中,既有线路目前的设计行车速度是最主要的决定因素,根据国内外已有的铁路提速改造情况,建议当既有铁路目前的最高运行速度为80km h、120km h、160km h时,提速改造后的最高运行速度为120km h、140～160km h、200km h。

2　线路主要技术标准根据选定好的提速目标值和列车运行组织形式,以及既有铁路线路的技术标准,首先需要确定改造后线路的技术标准。

主要确定以下参数。

①铁路等级:目前我国提速改造的线路主要还是针对 级铁路,提速后仍为 级铁路。

②正线数目:单线铁路可改造成双线,双线铁路可维持不变,或修建第三线。

③限制坡度:如能满足提速后的要求,不要改变限制坡度,以避免线路高程变动较大。

④最小曲线半径:针对提速改造后的列车运行速度等参数的要求,确定改造后的最小曲线半径,将既有线的小曲线半径增大。

⑤牵引种类:主要依据改建后列车运行组织形式,是客货混行或只有客运,则选择电力牵引或内燃牵引。

⑥机车类 收稿日期:2003203212作者简介:赵国祝　男　1970年8月出生　工程师型:根据选用的牵引种类和运输要求,选用相应的机车类型。

⑦到发线有效长:尽量维持既有,以避免引起站场的大规模改造。

⑧闭塞类型:我国干线铁路采用的为自动闭塞,对其改造,保证其满足提速要求。

⑨线间距:对于双线铁路,线间距应满足列车安全汇车的要求。

一般直线地段线间距:时速200km 为414m ,时速160km 为412m ,时速120km 为410m 。

曲线地段线间距加宽按《铁路线路设计规范》(GB 50090299)执行。

既有线路线间距不满足上述要求时,需要加大。

βκ竖曲线:时速160km 及以上地段,坡度差大于等于1‰设竖曲线,竖曲线半径为15000m ;时速140km 及以下地段,坡度差大于等于3‰设竖曲线,竖曲线半径为10000m 。

3　轨道工程需要确定以下内容:①线路形式:对于提速目标V ≤140km h 线路,采用普通线路;140km h <V ≤160km h 线路,采用区间无缝线路;160km h <V ≤200km h 线路,采用跨区间无缝线路。

②钢轨:目前我国提速改造的线路正线主要采用60kg m 轨,提速后仍为60kg m 轨,在设计中要考虑既有钢轨的利旧问题。

③轨枕、扣件和垫板:普通线路按相应设计规范选取;区间无缝线路,宜选用 型枕(1840根 km )和弹条 型扣件;跨区间无缝线路宜选用 型枕(1667根 km )和弹条 型扣件,轨下垫板采用60210217型号橡胶垫板。

④道床:对提速目标V ≤140km h 地段,按《铁路线路设计规范》(GB 50090299)的要求,采用新一级道碴,有碴桥面道床厚度不小于25c m 。

单线碎石道床顶面宽313m ,碴肩宽40c m ,碴肩堆高15c m ,道床边坡为1∶1175;提速目标140km h <V ≤160km h 地段,单线碎石道床顶面宽314m ,碴肩宽40c m ,碴肩堆高15c m ,道床边坡为1∶1175;160km h <V ≤200km h 线路,单线碎石道床顶面宽315m ,碴肩宽40c m ,碴肩堆高15c m ,道床边坡为1∶1175。

⑤道岔:对限制列车速度的正线道岔应更换为满足要求的提速道岔,正线道岔一般均需采用可动心轨提速道岔。

4　路基工程路基作为轨道的基础,随着我国既有铁路的提速改造,对路基的技术要求和技术标准也相应提高,具体包括:路基基床表层不能满足提速后行车要求时,即基床表层强度不够时,需要进行基床表层加固;在小半径加大、线间距加宽及双绕提速地段的路堤需要帮宽或新建,为了增强新老填土的整体稳定性,接触面必须采取强化措施,对新旧路堤过渡地段也需认真处理。

对路堤帮宽地段和新旧路堤过渡地段,需要研究提速路基的动力特性,提出保证路基的强度和稳定性的工程措施。

对于既有线路基工程,首先要对其状况进行评估,以确定在相应的条件下是否需要采取加固的处理措施,测试的主要技术手段和装备有:地质雷达、重(轻)型动力触探、核子密度湿度仪、地基系数K 30。

加固基床表层的方法主要有水泥土挤密桩法和换填基床表层法。

既有路基(不改建地段)基床表层承载力不满足设计要求时,采用水泥土挤密桩进行加固;例如,如基床设计承载力为190kPa (即提速目标值为200km h ),水泥土挤密桩可设计为:桩径0126m ,纵向按枕距、横向间距015～016m ,当原承载力为110～130kPa 时桩长112m ,当原承载力为140～150kPa 时桩长110m ,成桩后要求桩身28d 无侧限抗压强度≥1M Pa ,桩身干密度≥118g c m 3,桩身含灰比为10%。

由于桥梁和路基轨道的轨下支承条件不同,其轨道刚度及变形也不同,致使路桥连接部分常产生轨道折角不平顺,当列车以较高速度通过路桥连接段时,将产生动轮载的较大变化,车辆振动加大,影响行车平稳性和舒适性。

对既有桥涵过渡段也可采用水泥土挤密桩桩长逐步过渡的办法,使线路的刚度逐步过渡。

5　桥涵工程由于轨道结构不平顺的存在,列车在线路上运行将产生一定的振动,使桥梁上的车体、钢轨、梁体本身和墩台形成一个整体的振动体系。

对桥梁来说,主要产生的是竖向和横向的振动,其振幅随列车速度的增561增刊 赵国祝等:铁路既有线提速改造中的主要问题 661石　家　庄　铁　道　学　院　学　报第16卷加而增大,列车提速后,应从桥梁的动强度、脱轨安全度以及舒适度等3个方面来判断一座桥梁的使用性能,而不能仅采用冲击系数来考虑桥梁的动力响应。

一般说来,随着列车运行速度的提高,特别是对高速铁路,其主要由刚度控制,而不是强度控制。

既有铁路桥梁的主要问题集中在横向刚度不足,对既有线上无横向联系的并置梁进行加固,即在梁跨两端和跨中增设横隔板,保证其共同受力,对跨度大于12m的钢筋混凝土双梁桥进行横向加固,以加强这些桥两片梁之间的横向联系,从而提高整体性,对采用板式橡胶支座的中小跨度桥梁进行支座横向限位,增加其横向稳定性。

如桥跨结构病害严重,无法改造的建议更换为满足要求的新梁。

涵洞工程的主要问题是线路加宽后,需要对涵洞一侧进行接长处理,这需要拆除既有涵的边墙和翼墙,这里要特别注意对路基边坡的防护,一般在拆除边墙和翼墙前要在路肩处打入板桩或挖孔桩。

6　既有线施工注意事项问题既有线施工一般是在不中断行车的条件下进行的,均采用要点封锁、要点慢行或利用天窗时间作业,包括利用天窗时间换轨、换枕、换碴,利用要点封锁散放轨料、放散钢轨应力、锁定线路以及拆除、顶进桥涵或架空线路等;桥涵拆除、接长、加固施工,应考虑列车正常运行,为此需要加固线路;道岔采用提前预铺要点封锁横移和纵移的方法进行施工。

在运营线上进行的各项施工对既有线的运营干扰较大,施工过渡较为复杂。

处理好施工与运营的关系,是确保施工总工期、实行“施工运输两不误”的关键所在。

为此,各项工程开工前应与运营部门联系,注意做好施工防护及前期准备工作,签订相关的施工协议,采取必要的安全措施,与运营部门密切配合,确保运营、施工的安全。

参考文献[1]程乐军,肖红.铁路既有线提速后曲线问题及其对策[J].淄博学院学报,2002,4(4):75～78[2]张千里,韩自力.既有线提速路基检测评估技术[J].中国铁路,2002(8):32～33M a i n Problem s and Coun term easures to theEx isti ng Ra ilway for I ncreasi ng SpeedZhao Guozhu1,　He X i angguo2,　Peng Hua3(11T he4th Engineering Company,T he13th Ch ina R ail w ay Constructi on BureauGroup,H aerbin130031,Ch ina;21T he3rd Survey and D esign Institue of M OR,T ianjin300142,Ch ina;31Schoo l of C ivil Engineering&A rch itecture,N o rthern J iao tong U niversity,Beijing100044,Ch ina)Abstract:In th is paper,the m ain p rob lem s on the rail w ay lines,rail,subgrade and b ridge du ring increasing sp eed on the ex isting rail w ays are analyzed1T he coun ter m easu res are p rovided fo r p rob lem so lving1Key words:increasing sp eed;ex isting rail w ay lines;coun ter m easu res(责任编辑　杨继成)　。