由阿尔及利亚55公里铁路设计浅谈欧洲标准与中国标准线路参数取值的区别

由阿尔及利亚55公里铁路设计浅谈欧洲标准与中国标准线路参数取

值的区别

摘要文章由阿尔及利亚55公里铁路的设计实例出发，研究了欧洲标准与中国标准在线路平、纵断面设计中的差异，得出欧洲标准主要倾向于理论计算而中国标准主要倾向于标准化，批量化生产的结论。

关键词阿尔及利亚55公里铁路；欧洲标准；线路设计；最小曲线半径；缓和曲线长；超高；欠超高；过超高；超高系数；夹直线

本项目为阿尔及利亚东西铁路干线西段阿尔及尔至奥兰线路EL AFFROUN 至KHEMIS MILIANA车站间复线工程及线路校正项目。项目详细初步设计文件（APD）于1991年由阿尔及利亚的COSIDER公司完成。项目承包商为中国铁道建筑总公司与土耳其OZGUN公司联合体，监理方为法国SYSTRA公司与POYRY公司联合体。

1本项目主要技术标准及采用规范

线路设计中使用的主要规范，标准，特殊准则列表：

1）欧洲行业标准BSENV13803-1:2005：

铁路设施-轨道校准设计参数-轨距1435mm及更宽第1部分：铁路线路。

铁路设施-轨道线形设计参数-轨距1435mm及更宽第2部分：转辙器和辙叉及具有曲率突变的可比线形设计情形。

2）阿尔及利亚标准：

详细设计草图-铁路线路ANESRIF工程业主帮助手册2010年3月。国际铁路联盟UIC规范。

2主要技术标准及线路参数取值

1）标准设计速度，根据合同，客车设计时速160Km/h，货车设计时速100Km/h。

2）超高。根据本项目业主要求160 km/h设计速度，平面曲线最小半径采用1000m，超高系数取6.5，本项目中采用实际超高为：D=6.25Vmax2/R。

最小超高，欧洲标准没有明确规定，中国标准为5mm。

3）欠超高。欠超高反映了旅客舒适度以及外轨钢轨的磨耗，它与客车结构、转向架结构及其悬挂方式有关。阿尔及利亚开行的列车为摆式列车。本项目中欠超高I=11.8 Vmax2/R-D，欠超高取值见下表：

国内铁路设计情况：根据铁科院《客货共线铁路最高时速140、160线路平面及竖曲线标准的研究》报告中建议常用70mm，采用最大90mm，允许最大110mm。

4）最小曲线半径。本项目最小曲线半径采用值为：

Rmin=11.8Vmax2/（D+I）。

当计算速度为160km/h时，最小曲线半径为：

11.8X160X160/（160+150）=974.45m 取整后为1000m

当计算速度为140km/h时，最小曲线半径为：

11.8X140X140/（160+150）=746m 取整后为750m。

本项目最小曲线半径取值为R=1000.00m，160km/h的客车和100km/h的货车超高为160mm。区域半径为R=750段进行了详细的地形测量后，确定调整速度为140km/h的方案。

国内标准：

160km/h客车设计速度，一般地段曲线半径为2000m，困难地段曲线半径为1600m，140km/h客车设计速度，一般地段曲线半径为1600m，困难地段曲线半径为1200m，国内标准最小曲线半径是由以下几点确定的：①旅客列车最高行车速度要求的最小曲线半径：

Rmin=11.8Vmax2/（D+I），

即：11.8×160×160/（150+90）=1259m

②旅客舒适度与内外轨均磨条件要求的最小曲线半径：

R>11.8（Vmax2-Vmin2）/（I+E），式中：E为过超高。

>11.8×（160×160-90×90）/（90+50）

>1475m

③保证运行在曲线上的列车具有一定抗倾覆安全系数的最小曲线半径。

160km/h客车设计速度时最小曲线半径为1220m。

④最小经济曲线半径。160km/h客车设计速度最小经济曲线半径为1600~2000m，由上海铁道大学对所得经济最小曲线半径标准进行了列车安全性、舒适性的计算机仿真验证，铁一院对最小曲线半径标准进行了工程经济性试验定线验证，确认了最小曲线半径标准的安全舒适性及工程经济性。

5）缓和曲线长度。缓和曲线长度应保证列车行车安全以及旅客舒适度的要求，一般是按照下列条件计算，取其最大值。这一点在计算方法上面，欧洲标准与中国标准是完全一致的。

①从安全角度考虑，超高顺坡不致使车轮脱轨，满足该要求的最小缓和曲线长度为：dD/dL>i。

i的取值见下表：

②做为时间函数的超高变化率dD/dt。

过大的超高变化会引起旅客的不适，因此

dD/dt（国内为f值）≤ΔDVmax/（3.6L）

即：L≥DVmax/（3.6f）

f的取值见下表：

由上表可见，超高时变率容许值欧洲标准明显低于我国标准，我国广深铁路为减少提速改造的建设投资，超高时变率容许值为：一般地段32mm/s，困难地段40mm/s，运营实践表明是可行的。

③做为时间函数的欠超高变化率dD/dt。

过大的欠超高变化会引起旅客的不适，因此

dI/dt（国内为b值）≤ΔIVmax/（3.6L）

即：L≥IVmax/（3.6b）

b的取值见下表：

由上表可见，欠超高时变率容许值欧洲标准明显低于我国标准，而且欧洲标准参数变化范围较大。

④缓和曲线长度计算。中国规范为：满足以上各条的条件下进整取10m，最

小取20m，欧洲规范没有明确取整，但是监理要求至少取整至5m，在这一点上，中国规范充分考虑了后期养护维修的方便。

6）圆曲线及夹直线长度。对于圆曲线及夹直线长度，欧洲标准与中国标准有很大差异，见下表：

欧洲标准中规定，希望有可能将两条反向圆弧曲线通过缓和曲线连接起来，而不是在两条缓和曲线之间放置夹直线，因此，在这种条件下，夹直线的长度为零。就是我们国内所说的曲线搭接，但是在夹直线为零时，需要两条曲线dD/dL 的值相同。因为欧洲规范中认为，在高速铁路上，直线和圆曲线的不断转换会降低乘车的舒适度。

我国标准夹直线长度必须满足两个条件，第一是养护要求，第二是平稳行车要求。为正确保持直线方向，夹直线长度不宜短于2-3节钢轨，至少能有一节钢轨在直线上。困难时不短于25m。

根据我国铁路工程与运营实践的经验和教训及国际铁路联盟UIC的建议值，并适当提高旅客列车设计最高行车速度为160km/h的标准，计算出圆曲线及夹直线最小长度计算值为128m，采用值为130m。

7）线间距及线间距加宽值。欧洲标准：对于最大车速可达220千米每小时的新线，设计线间距为4.00m。一二线间线间距加宽无明确规定，不需要加宽。

我国标准：直线地段当旅客列车最高行车速度为160km/h时，第一、二线线间距暂定为4.2m改建既有线及增建第二线，当最高行车速度为160km/h时，区间正线最小线间距可保持 4.0m，但应采用必要措施防止会车时引起客车车窗玻璃破损及敞车篷布飞扬等情况的发生。由于目前缺乏行车速度160km/h旅客列车运行在隧道内的会车压力波试验资料，有关问题尚需进一步试验研究。需要线间距加宽。

8）限制坡度。欧洲标准：客运专线铁路，最大坡度为35‰，客货混运铁路最大坡度为12‰。我国标准：限制坡度是由铁路等级、牵引种类和机车类型、地形类别、运输需求、邻线的牵引定数等因素决定，而且在每一个项目做预可阶段，还需要对限制坡度进行经济比较。

3结语

通过对中国标准和欧洲标准的比较发现，在线路设计参数取值方面，同一速度目标值的情况下，欧洲标准普遍要比中国标准低。欧洲标准主要是通过理论计算得到线路参数，而中国标准在理论计算的基础上，参考多年的运营经验，考虑后期的运营维护以及提速等多方面因素，因此中国标准在线路参数选择上是高于欧洲标准的。

参考文献