43 孫海富---城際鐵路建筑限界技術標準研究----已查找---(已增加3條)----已再次查正.doc

城際鐵路建筑限界技術標準研究孫海富 王秀麗摘要：文章對城際鐵路機車車輛限界以及建筑限界的最大寬度、最大高度、站臺限界、曲線加寬等因素的分析，提出了城際鐵路建筑限界輪廓尺寸、曲線加寬技術標準。關鍵詞：城際鐵路 建筑限界 研究Study on Technical Standard for Construction Gauge of Intercity Railway SUN Hai-fu WANG Xiu-liAbstract: In this paper, analysis is given to such factors as the gauge of rolling stock, the max width, max height, platform gauge and curve widening and based on which overall dimension of construction gauge and technical standard of curve widening are summed up for the intercity railway. Key words: intercity railway; construction gauge; study 城際鐵路是專門服務于相鄰城市間或城市群，旅客列車設計速度200km/h及以下的快速、便捷、高密度客運專線鐵路。其設計速度一般分為120km/h、160km/h、200km/h三檔。城際鐵路具有高密度、短編組、公交化的特點。根據(jù)城際鐵路的特點，城際鐵路存在跨線運行和獨立運行兩種運輸組織模式。城際鐵路與干線鐵路網(wǎng)互聯(lián)互通時，優(yōu)先選擇跨線運行的運輸組織模式；城際鐵路獨立成網(wǎng)且服務于區(qū)域性客流時，可采用獨立運行的運輸組織模式。1 我國客運專線鐵路限界鐵路限界包括機車車輛限界和建筑限界，機車車輛限界是確定鐵路建筑限界的基礎。我國客運專線鐵路機車車輛限界（V200km/h）如圖1所示。（a）上部限界圖（b）下部限界圖1 機車車輛限界輪廓尺寸（mm）考慮到城際鐵路是我國客運專線鐵路網(wǎng)的一個組成部分，其機車車輛限界與客運專線鐵路機車車輛限界相同。鐵路建筑限界是在機車車輛限界基礎上，綜合線路性質(zhì)、設備安裝、施工精度等因素，確定的一個既能保證列車運行安全，又不增加橋梁、隧道等線路空間的經(jīng)濟合理的斷面。建筑限界是城際鐵路的基本技術標準之一，與設備設施的設計密切相關。我國客運專線鐵路建筑限界輪廓及基本尺寸如圖2所示。站臺建筑限界（正線不適用）。各種建筑物的基本限界，也適用于橋梁和隧道。圖2 客運專線鐵路建筑限界輪廓尺寸（200km/hV350km/h）（mm）2 城際鐵路建筑限界2.1 建筑限界的最大高度根據(jù)運輸組織模式，城際鐵路除運行本線動車組外，還將運行跨線動車組或機車牽引的旅客列車。因此，建筑限界必須同時滿足本線列車及跨線列車的運行安全。城際鐵路建筑限界的高度主要考慮接觸網(wǎng)懸掛方式、導線高度、結構高度、帶電體對地絕緣距離以及施工誤差等因素。建筑限界最大高度采用“5650+Y（mm）”表示。其中，5650mm為接觸導線最低高度5300mm+對地絕緣距離300mm+施工誤差、抬道影響50mm等之和；Y為接觸網(wǎng)結構高度，不同的懸掛方式，高度不同。柔性懸掛系統(tǒng)結構高度一般為8001600mm，對應限界高度為65507250mm（困難條件下采用6550mm時考慮施工誤差、抬道影響的100mm高度）；采用剛性懸掛時，結構高度根據(jù)設計確定。此種表示方式，可以根據(jù)不同設計速度所采用的不同接觸網(wǎng)懸掛方式，確定合理的建筑限界高度，可以減少工程量，特別是有大量地下工程的城際鐵路。2.2 建筑限界的最大寬度建筑限界的寬度主要與機車車輛限界的寬度、列車運行中橫向振動偏移量、軌道狀態(tài)等因素有關。我國客運專線鐵路機車車輛限界，與GB146.1-83中的機車車輛限界的基本尺寸大致相同，僅進行了局部修改，其高度仍為4800mm，寬度仍為3400mm。由于客運專線鐵路沒有貨物列車運行，特別是不考慮寬4450mm的超限貨物列車運行，建筑限界最大半寬可以適當減小?？紤]最大側風風速30m/s時，CRH系列動車組的橫向最大偏移位置為1826mm。借鑒地鐵限界制定原則，建限與車限之間的間隙為300mm，考慮20%的安全裕量，即取360mm作為客運專線鐵路建筑限界與車體最大偏移位置之間的間隙。計算得到明線建筑限界最大半寬為2186mm，取整為2200mm。隧道內(nèi)不考慮側風作用時，CRH系列動車組的橫向最大偏移位置為1722mm，仍以360mm作為建筑限界與車體最大偏移位置之間的間隙，計算得到的隧道建筑限界最大半寬為2082mm，考慮會車壓力波的影響，取整為2200mm。故建筑限界最大半寬可以減小至2200mm。但考慮國防戰(zhàn)備、救災以及與既有鐵路網(wǎng)的建筑限界標準統(tǒng)一，即與GB146.283中的規(guī)定一致，隧道建筑限界最大半寬仍取為2440mm。對于獨立運營的城際鐵路，由于不考慮跨線列車及機車牽引的旅客列車共線運營，為節(jié)省工程投資，其地下隧道建筑限界最大半寬可采用2200mm。鐵路技術管理規(guī)程中客貨共線鐵路建筑限界規(guī)定信號機建筑限界（正線不適用）為2150mm，參考此要求，規(guī)定了站線側信號機和接觸網(wǎng)、跨線橋、天橋、電力照明、雨棚等桿柱的建筑限界，為2150mm。2.3 站臺建筑限界為方便旅客上下車，客運專線鐵路的站臺高度應與客車車輛的底板高度相適應，根據(jù)動車組研究情況，確定為1250mm。因此，站臺高度限界確定為1250mm。將客運專線鐵路站臺限界的寬度確定為1750mm，與既有線站臺限界寬度一致。這樣，本線列車或跨線列車無論是?？吭诳瓦\專線鐵路站臺，還是?？吭诩扔需F路站臺，車廂側壁與站臺邊緣的間隙可以大大減少，保證旅客上下列車的安全。根據(jù)鐵路客運專線技術管理辦法（試行）對列車運行的基本要求，在環(huán)境風速超過15m/s時，動車組運行速度不得超過45km/h，并注意運行。因此，列車通過側線站臺時考慮最大側風風速15m/s。根據(jù)仿真計算結果，15m/s 側風作用下CRH系列動車組站臺高度處的橫向最大偏移位置為1736mm。參考地鐵設計規(guī)范，站臺邊緣與車廂地板面高度處的車輛限界之間的水平間隙不宜小于10mm，現(xiàn)行客運專線站臺建筑限界寬為1750mm，符合這一要求。另外地鐵設計規(guī)范規(guī)定站臺邊緣與車廂地板面高度處的車輛輪廓線之間的水平間隙不宜大于100mm，CRH1、CRH2、CRH3和CRH5型動車組站臺高度處車體與站臺建筑限界的間隙分別為207mm、69mm、149mm和168mm，除CRH2型動車組外都存在間隙過大的問題。因此側線站臺限界寬度宜維持1750mm。列車通過正線站臺不考慮限速和風速限制，根據(jù)仿真計算結果，當側風風速大于20m/s時，車體偏移最大的CRH2型動車組站臺高度處的車體偏移位置可能超過1750mm，且風速達到30m/s時最大偏移也不超過1795mm，因此規(guī)定正線站臺限界寬度為1800mm。同時，要求站臺修建也應對其高度和距線路中心線的距離施工誤差有所限制，以方便旅客上下，保證旅客的安全。2.4 站內(nèi)正線間1.25m以下部分建筑限界寬度對于圖2所示的客運專線鐵路建筑限界，其1.25m以下存在站內(nèi)正線間設置矮柱信號機侵限的問題?，F(xiàn)分析如下：2.4.1 僅開行動車組列車的線路采用CTCS-2級列控系統(tǒng)，區(qū)間地面不設信號機，在車站正線間一般設矮型單機構不帶表示器反方向出站信號機。當站內(nèi)正線線間距為4.6m時，不滿足客運專線鐵路出站信號機安裝限界要求，如圖3所示。當站內(nèi)正線線間距為5.0m時，滿足客運專線鐵路出站信號機安裝限界要求。故需將站內(nèi)線間距加大至5.0m及以上。圖3 客運專線鐵路建筑限界輪廓尺寸2.4.2 客運專線鐵路考慮機車牽引的旅客列車共線運營時，區(qū)間地面設有四顯示通過信號機，在車站正線間一般設矮型雙機構帶表示器反方向出站信號機。當站內(nèi)正線線間距為5.0m及以下時，不滿足客運專線鐵路雙機構帶表示器出站信號機安裝限界要求，如圖4所示。必須將站內(nèi)正線線間距加大至5.3m，才能滿足客運專線鐵路矮型出站信號機安裝限界要求。圖4 客運專線鐵路建筑限界輪廓尺寸造成此問題的原因是客運專線鐵路建筑限界1.25m以下部分制定不夠詳細，實際上在站內(nèi)正線4.6m或5.0m線間距之間設置矮柱信號機并不侵限。因此應參照客貨共線鐵路建筑限界，修改1.25m以下部分客運專線鐵路建筑限界，使其滿足正線間線間距為4.6m及以上時，設置雙機構帶表示器反方向出站信號機限界要求。如圖3.1所示。2.5 建筑限界的曲線加寬建筑限界的曲線加寬，通?？紤]曲線上車輛的幾何偏移量和超高引起的車輛偏移量，經(jīng)計算，車體在曲線上的幾何偏移量甚小（小于附加的安全裕量240mm）。故曲線限界加寬僅考慮由于超高引起車體傾斜的曲線內(nèi)側加寬。其加寬量為：W=Hh/1500 （式2.5.1）式中 W曲線內(nèi)側加寬值（mm） H軌頂面至計算點的高度（mm） h外軌超高值（mm）。對于站線側信號機、接觸網(wǎng)、跨線橋、天橋、電力照明、雨棚等桿柱建筑限界和曲線站臺建筑限界以及獨立運營的城際鐵路地下隧道建筑限界最大半寬采用2200mm時，其曲線地段的建筑限界加寬，與鐵路技術管理規(guī)程（客貨共線部分）附圖1中的V160km/h客貨共線鐵路的曲線限界加寬辦法相同。加寬值按式2.5.2、式2.5.3、式2.5.4進行計算： （式2.5.2）式中：W1曲線內(nèi)側加寬值（mm）；R曲線半徑（m）；H計算點自軌面算起的高度（mm）；h外軌超高（mm）。的值也可以用內(nèi)側軌頂為軸，將有關限界旋轉角（）求得。 （式2.5.3）式中：W2曲線外側加寬值（mm）。曲線內(nèi)外側加寬共計： （式2.5.4）式中：W曲線地段建筑限界加寬值（mm）。加寬范圍為直緩點外22m（車輛第一個轉向架中心至車體尾部距離）直線處至緩直點外22m直線處；加寬方法可采用階梯形方式，如隧道等連續(xù)建筑，或采用曲線圓順方式，如曲線站臺邊緣。如圖5所示。圖5 城際鐵路建筑限界的曲線加寬方法3 研究結論3.1 建筑限界輪廓尺寸根據(jù)以上分析，提出了城際鐵路建筑限界的輪廓尺寸如圖6所示。圖6 城際鐵路建筑限界輪廓尺寸（mm）3.2 建筑限界的曲線加寬曲線限界加寬僅考慮由于超高引起車體傾斜的曲線內(nèi)側加寬。對于站線側信號機、接觸網(wǎng)、跨線橋、天橋、電力照明、雨棚等桿柱建筑限界和曲線站臺建筑限界以及獨立運營的城際鐵路地下隧道建筑限界最大半寬采用2200mm時，其曲線地段的建筑限界加寬，與鐵路技術管理規(guī)程（客貨共線部分）附圖1中的V160km/h客貨共線鐵路的曲線限界加寬辦法相同。參考文獻：1 鐵道部2011部令第90號，鐵路技術管理規(guī)程S.2 TB10621-2009 高速鐵路設計規(guī)范(試行