珠三角城际轨道交通曲线超高设置研究

铁２０１３年第７期　道建筑　１２９　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　文章编号：１００３－１９９５（２０１３）０７．０１２９—０４　珠三角城际轨道交通曲线超高设置研究　谭代明　，伍丽蓉　，向海波　，蔡俊华　（１．广东珠三角城际轨道交通有限公司，广东广卅Ｉ　５１０３０８；２．中铁工程设计咨询集团有限公司，北京３．中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北武汉４３００６３）　１０００５５；　摘要：针对珠三角城际轨道交通主要技术标准及线路特点，提出了适用于城际轨道交通的曲线超高设计　技术条件。结合在建穗莞深、佛肇、莞惠三条城际轨道的运行速度和距离曲线，对三条线路无砟轨道曲　线超高进行设计研究。计算结果表明：三条线路的欠超高、过超高、欠超高与过超高之和以及超高时变　率等限制条件均满足要求，有利于内外两股钢轨均匀受力及钢轨磨耗均等，满足旅客舒适性要求。超高　设置是合理的，可为其它城际轨道线的曲线超高设置提供借鉴。　关键词：无砟轨道城际轨道　曲线超高　中图分类号：Ｕ２１３．２　３２文献标识码：Ａ　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３－１９９５．２０１３．０７．４ｌ　铁路运输组织模式和列车运行速度是决定曲线超　穗莞深城际轨道洪梅至长安金沙段长度３６．４６　高设置的主要影响因素。城市轨道线路采用高密度、　小编组公交化列车运营组织模式，列车运营速度　低　。珠三角城际轨道交通列车运行速度相对较高，　采用高密度运营组织模式，同时又具有跨线运营的特　ｋｍ，设站７座，其中高架站４个，地下站３个，平均站　间距６．０８　ｋｍ。佛肇城际轨道全长７９．８８　ｋｍ，设站１１　座，均为高架站，平均站间距７．９９　ｋｍ。莞惠城际轨道　全长９７．８６　ｋｍ，设站１６座，其中地下站９座，地面站１　座，高架站６座，平均站间距６．５２　ｋｍ。穗莞深与佛肇　城际轨道由中铁第四勘察设计院集团有限公司设计，　莞惠城际轨道由中铁工程设计咨询集团有限公司设　点。目前高速铁路设计规范与地铁设计规范不完全适　用于城际铁路，有必要对城际铁路的曲线超高设计进　行专门研究。　１　珠三角城际轨道交通概况　２００９年国家发改委批复了珠江三角洲地区城际　计。由于各设计单位在对曲线超高进行设计时，采用　的技术标准及设计原则各有不同，遵循铁道部与广东　省关于珠三角城际轨道交通“统一规划、统一标准、统　一轨道交通网规划，２０２０年以前建成投产的项目有１６　条，计１　４７８　ｋｍ。２０１０年，对珠三角城际铁路规划网络　进行了优化和调整，线路长度缩减为１　２７１　ｋｍ。目前　建设、统一运营”原则，有必要对在建三条线的曲线　超高设置的技术条件进行统一，并在此基础上相应地　调整各线的超高设置。　在建穗莞深城际轨道洪梅至长安金沙段、莞惠城际轨　道及佛肇城际轨道采用的主要技术标准：铁路等级为　城际铁路；正线数目为双线；速度目标值２００　ｋｍ／ｈ（穗　莞深１４０　ｋｍ／ｈ）；正线线间距４．４　ｍ（穗莞深为４．２　ｍ）；最小曲线半径，一般条件２　２００　ＩＴＩ（穗莞深为１　１００　Ｉｎ），困难条件２　０００　ｍ（穗莞深为１　０００　ＩＴ／），限速地段　结合运行速度确定；最大坡度３０％０；到发线有效长度　４００　ｍ；轨道为正线６０　ｋｇ／ｍ跨区间无缝线路无砟轨　道；牵引种类为电力；机车类型为ＣＲＨ６型城际动车　组；车辆编组为８辆编组；行车指挥系统为集中调度；　２　曲线超高设置主要技术条件　珠三角城际轨道在建三条线路采用ＣＲＴＳ　Ｉ型双　块式无砟轨道结构，超高在钢筋混凝土底座上设置，施　工完成后将无法进行调整，因此，曲线超高应尽可能一　次设置到位。曲线超高值的确定需综合考虑行车安　全、旅客舒适度、养护维修等因素，确定一个合理的超　高值　。　２．１　列车运行速度　珠三角城际轨道交通开行２００　ｋｍ／ｈ大站停列车　和１６０　ｋｍ／ｈ站站停列车共线运营模式，因此，曲线实　列车运行采用ＣＴＣＳ２＋ＡＴＯ功能的自动控制系统。　收稿日期：２０１２－１１—０２；修回日期：２０１３・０４－２０　设超高既要满足大站停列车高速通过的运行要求，又　要满足站站停低速列车通过曲线的运行要求。理论　上，应根据不同的列车速度和曲线半径设置相应的超　作者简介：谭代明（１９７２一），男，湖北钟祥人，工程师，博士。　１３０　铁道建筑　高，而实际上通常以线路上运行的各种列车的平均速　度为依据设置超高值　。这就导致高速列车通过曲　线时出现欠超高，而低速列车通过时出现过超高。过　超高、欠超高都直接影响列车运行的平稳性及旅客舒　适度。　曲线超高设置的指导意见》中对进出站列车通过曲线　时规定：车速≤１６０　ｋｍ／ｈ时，过超高困难条件下不大　于１１０　ｍｍ。考虑到珠三角城际轨道交通在建三条线　路部分车站位于曲线上，过超高采用一般条件下不大　于６０　ｍｍ，困难条件下不大于９０　ｍｍ，站内曲线及车站　前后进出站曲线困难条件不大于１　１０　ｍｍ。　２．２最大设计超高允许值［ｈ　］　最大设计超高由列车停在曲线上时车辆倾覆安全　度和旅客乘坐舒适度要求控制。《新建时速２００～２５０　公里客运专线铁路设计暂行规定》　最大超高允许值　为１８０　ｍｍ。我国《高速铁路设计规范（试行）》规　２．５欠超高与过超高之和的允许值［ｈ　＋ｈ　］　欠超高和过超高统称为未被平衡超高，未被平衡　超高影响旅客的舒适度，过大的未被平衡超高还可能　导致列车倾覆，影响列车安全性，因此，必须对未平衡　定　最大超高允许值为１７５　ｍｍ。《关于新建客运专　线铁路曲线超高设置的指导意见》中　无砟轨道超　高最大值允许值为１７５　ｍｍ。因此，珠三角城际轨道　交通在建三条线路曲线最大设计超高允许值采用　１７５　ｍｍ。　２．３欠超高允许值［ｈ　］　曲线通过速度对运行安全的影响体现在未平衡加　速度上，车辆低于平衡速度（欠超高）通过曲线时，车　辆有向曲线内侧倾覆的可能　，必须对欠超高值进行　限制。《新建时速２００～２５０公里客运专线铁路设计暂　行规定》中欠超高允许值如表１所示。　表１　客运专线欠超高允许值　ｍｍ　《高速铁路设计规范（试行）》中欠超高允许值如　表２所示。　表２高速铁路欠超高允许值　ｍｍ　《关于新建客运专线铁路曲线超高设置的指导意　见》中，欠超高一般不大于４０　ｍｍ，困难条件下不大于　６０　ｉＴｌｍ。依据珠三角城际轨道交通在建三条线路列车　运营速度，采用欠超高一般不大于６０　ｍｍ，困难条件下　不大于９０　ｍｍ。　２．４过超高允许值［ｈ　］　一般认为，过超高与欠超高对旅客舒适度的影响　是等同的。《新建时速２００～２５０公里客运专线铁路设　计暂行规定》及《高速铁路设计规范（试行）》中都是重　点保证高速列车的旅客乘坐舒适度，因此取过超高允　许值与欠超高允许值一致。《关于新建客运专线铁路　标高加以限制　。《新建时速２００～２５０公里客运专　线铁路设计暂行规定》中，欠超高与过超高之和的允　许值［ｈ　＋ｈ　］如表３所示。　表３客运专线欠超高与过超高之和的允许值　ｍｍ　《高速铁路设计规范（试行）》中，设计行车速度　２５０　ｋｍ／ｈ与１６０　ｋｍ／ｈ匹配时的欠超高与过超高之和　的允许值［ｈ　＋ｈ　］如表４所示。　表４高速铁路欠超高与过超高之和的允许值　ｍｍ　考虑到珠三角城际轨道在站内曲线及车站前后进　出站曲线困难条件下过超高设置情况，欠超高与过　超高之和的允许值采用一般条件下不大于１４０　ｍｍ，　站内曲线及车站前后进出站曲线困难条件下不大于　１　８０　ｍｍ。　２．６缓和曲线超高时变率允许值［，］　钢轨的磨耗与曲线超高时变率有一定的关系，特　别是缓和曲线的起点和终点。《新建时速２００～２５０公　里客运专线铁路设计暂行规定》中，缓和曲线超高时　变率允许值如表５所示。　表５客运专线缓和曲线超高时变率　ｍｍ／ｓ　《高速铁路设计规范（试行）》中，缓和曲线超高时　变率允许值如表６所示。　２０１３年第７期　谭代明等：珠三角城际轨道交通曲线超高设置研究　表６　高速铁路缓和曲线超高时变率　ｍｍ／ｓ　３在建三条线路超高设置　依据统一的珠三角城际轨道交通曲线超高主要技　术条件，结合各城际轨道线形特点及列车运行速度，对　在建三条线的曲线超高进行设置。穗莞深城际轨道洪　考虑到珠三角城际轨道交通技术标准的调整过　梅至长安金沙段设计最高时速１４０　ｋｍ／ｈ，根据Ｖ－Ｓ曲　线，具体超高设置如表７所示；佛肇城际轨道设计最高　时速２００　ｋｍ／ｈ，具体超高设置如表８所示；在建莞惠　城际轨道设计最高时速２００　ｋｍ／ｈ，具体超高设置如表　９所示。　程，保证已修建工程不出现废弃工程，根据在建三条线　调整可研批复意见，珠三角城际轨道交通缓和曲线超　高时变率采用良好条件下２８　ｍｍ／ｓ，一般条件下３１　ｍｍ／ｓ，个别困难条件下３５　ｍｍ／ｓ。　表７穗莞深城际轨道曲线超高设置　１３２　铁道建筑　Ｊｕｌｙ，２０１３　从表７至表９可以看出，在建穗莞深、佛肇及莞惠　三条城际轨道曲线超高设置情况均满足规范要求，也　满足欠超高与过超高均衡的原则。除个别地段受条件　限制造成舒适度达到困难条件外，其余均满足一般舒　适条件，三条线曲线超高设计是合理的。　通大学，２０１１．　参　考　文　献　［１］高明．城市铁路线路主要技术标准研究［Ｄ］．北京：北京交　［２］刘彬．武广客运专线武汉试验段无砟轨道曲线超高合理值　的探讨［Ｊ］．铁道建筑，２００８（９）：１０４—１０６．　４　结论　珠三角城际轨道交通的运行速度及开行模式，既　不同于高速铁路，也不同于城市轨道交通。依据《新　［３］叶霞飞，顾保南．轨道交通线路设计［Ｍ］．上海：同济大学出　版社，２０１０．　［４］中华人民共和国铁道部．铁建设［２００５］１４０号　新建时速　２００～２５０公里客运专线铁路设计暂行规定［Ｍ］．北京：中国铁　道出版社，２００５．　建时速２００～２５０公里客运专线铁路设计暂行规定》及　《高速铁路设计规范（试行）》，结合珠三角城际铁路在　建三条线路的主要技术标准，提出了适用于城际轨道　［５］中华人民共和国铁道部．ＴＢ　１０６２１—２Ｏ０９高速铁路设计　规范（试行）［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，２００９．　交通的曲线超高设计主要技术条件。结合珠三角城际　轨道在建穗莞深、佛肇、莞惠三条城际铁路　．ｓ曲线，　对三条线路无砟轨道曲线超高进行计算和设置。通过　对超高值的检算，欠超高、过超高、欠超高与过超高之　和及超高时变率等限制条件均满足要求，能够保障线　路开通运营后，列车安全平稳运行。三条线的超高计　［６］中华人民共和国铁道部．铁集成［２００９］８６号社，２００９．　关于新建客　运专线铁路曲线超高设置的指导意见［ｓ］．北京：中国铁道出版　［７］关庆华．列车脱轨机理及运行安全性研究［Ｄ］．成都：西南　交通大学，２０１０．　［８］刘建成．武汉至黄石城际铁路超高设置研究［Ｊ］．铁道建筑　技术，２０１０（８）：６Ｏ一６２．　算和设置可为城际轨道其它线的超高设置提供借鉴。　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｃｕｒｖｅ　ｃａｎｔ　ｓｅｔｔｉｎｇ　ｆｏｒ　ｉｎｔｅｒｃｉｔｙ　ｒａｉｌｗａｙ　ｉｎ　Ｚｈｕ　Ｒｉｖｅｒ　Ｄｅｌｔａ　Ａｒｅａ　ＴＡＮ　Ｄａｉｍｉｎｇ　，ＷＵ　Ｌｉｒｏｎｇ　，ＸＩＡＮＧ　Ｈａｉｂｏ　，ＣＡＩ　Ｊｕｎｈｕａ　（１．Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　Ｐｅａｒｌ　Ｒｉｖｅｒ　Ｄｅｌｔａ　Ｉｎｔｅｒｃｉｔｙ　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　５　１０３０８，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｃｈｉｎａ　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００５５，Ｃｈｉｎａ；　３．Ｃｈｉｎａ　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｓｉｙｕａｎ　Ｓｕｒｖｅｙ　ａｎｄ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｗｕｈａｎ　Ｈｕｂｅｉ　４３００６３，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ，ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｓｔａｎｄａｒｄｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｆｅａｔｕｒｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎｔｅｒｃｉｔｙ　ｒａｉｌｗａｙ　ｌｉｎｅｓ　ｉｎ　Ｐｅａｒｌ　Ｒｉｖｅｒ　Ｄｅｌｔａ，ｐｒｏｐｏｓｅｓ　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｕｒｖｅ　ｓｕｐｅｒｅｌｅｖａｔｉｏｎ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇｌｙ．Ｔｈｅ　Ｖ－Ｓ　ｃｕｒｖｅｓ　ｏｆ　ｔｈｒｅｅ　ｉｎｔｅｒｃｉｔｙ　ｌｉｎｅｓ　ｔｈａｔ　ａｒｅ　ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ　ｕｎｄｅｒ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｎａｍｅｌｙ　Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ—Ｄｏｎｇｇｕａｎ—Ｓｈｅｎｚｈｅｎ，Ｆｏｓｈａｎ—Ｚｈａｏｑｉｎｇ，ａｎｄ　Ｄｏｎｇｇｕａｎ—Ｈｕｉｚｈｏｕ　ｗｅｒｅ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｓｔｕｄｙ　ａｎｄ　ｃａｌｃｕｌａｔｅ　ｔｈｅ　ｃｕｒｖｅ　ｓｕｐｅｒｅｌｅｖａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂａｌｌａｓｔｌｅｓｓ　ｔｒａｃｋｓ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔ　ｉｎｄｉｃａｔｅｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｓｕｐｅｒｅｌｅｖａｔｉｏｎ　ｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｓｕｐｅｒｅｌｅｖａｔｉｏｎ　ｅｘｃｅｓｓ，ｔｈｅ　ｓｕｎｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｗｏ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｈａｎｇｅ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ｓｕｐｅｒｅｌｅｖａｔｉｏｎ　ｔｉｍｅ　ａｌｌ　ｍｅｅｔ　ｔｈｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ．Ｉｎ　ｏｔｈｅｒ　ｗｏｒｄｓ，ｔｈｅ　ｆｏｒｃｅ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｉｎｎｅｒ　ｒａｉｌ　ａｎｄ　ｏｕｔｅｒ　ｒａｉｌ　ｉｓ　ｍｏｒｅ　ｌｉｋｅｌｙ　ｔｏ　ｂｅ　ｕｎｉｆｏｒｍ，ｗｈｉｌｅ　ｔｈｅ　ｒｉｄｉｎｇ　ｃｏｍｆｏｒｔ　ｃａｎ　ｂｅ　ｇｕａｒａｎｔｅｅｄ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅ　ｓｕｐｅｒｅｌｅｖａｔｉｏｎ　ｓｅｔｔｉｎｇ　ｉｓ　ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ，ａｎｄ　ｉｔ　ｓｅｔｓ　ａ　ｇｏｏｄ　ｅｘａｍｐｌｅ　ｏｒｆ　ｔｈｅ　ｐｒｏｊｅｃｔｓ　ｈｅｎｃｅｆｏｒｔｈ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｂａｌｌａｓｔｌｅｓｓ　ｔｒａｃｋ；Ｉｎｔｅｒｃｉｔｙ　ｒａｉｌｗａｙ；Ｃｕｒｖｅ　ｓｕｐｅｒｅｌｅｖａｔｉｏｎ　（责任审编　李乐）