天津地鐵6號(hào)線三開(kāi)道岔的應(yīng)用研究

孟凡鐵

(天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津 300051)

1 概述

天津市地鐵6號(hào)線為中心城區(qū)西北半環(huán)的填充線，北起大畢莊，南至海河教育園區(qū)，在天津城市軌道交通網(wǎng)中具有重要地位。其線路正線全長(zhǎng)56.2 km，全線共設(shè)48座車站，采用B型車6節(jié)編組。全線單獨(dú)設(shè)置故障車停車線有3處，折返線與停車線同時(shí)設(shè)置的有5處。

2 道岔的選用

2.1 三開(kāi)道岔選用

城軌交通中出入線、停車線等輔助線，過(guò)去均采用單開(kāi)道岔與兩側(cè)正線相連接，但隨著市區(qū)內(nèi)交通疏解、管線切改空間緊張，房屋拆遷費(fèi)用的大幅度提高等情況，市區(qū)內(nèi)地鐵越來(lái)越要求采用一種減少開(kāi)挖規(guī)模的設(shè)計(jì)，以解決上述問(wèn)題。

現(xiàn)對(duì)三開(kāi)道岔和普通道岔在輔助線設(shè)計(jì)應(yīng)用中做簡(jiǎn)要比較(圖1、圖2)。

圖1 三開(kāi)道岔配線示意(單位:m)

圖2 普通道岔配線示意(單位:m)

以9號(hào)道岔，13 m線間距為例進(jìn)行比較。

工程采用單開(kāi)道岔參數(shù)如下。

導(dǎo)曲線半徑:200 m;

道岔前端長(zhǎng):a=12 570 mm;

道岔后端長(zhǎng):b=15 730 mm;

轍叉角:α =6°20'25″。

道岔側(cè)向允許通過(guò)速度:35 km/h。

工程采用的三開(kāi)道岔主要尺寸(60 kg/m鋼軌9號(hào)三開(kāi)道岔):

導(dǎo)曲線半徑:200 m;

道岔前端長(zhǎng):a=12 627 mm;

道岔后端長(zhǎng):b=15 752 mm;

中間轍叉角:α =12°40'49.38″;

后端轍叉角:α =6°20'25″。

道岔側(cè)向允許通過(guò)速度:35 km/h。

從表1分析可見(jiàn)，采用三開(kāi)道岔其經(jīng)濟(jì)效益可觀，同時(shí)在城市市中心采用可縮短車站長(zhǎng)度，減少拆遷，對(duì)交通疏解、管線切改更加有利。

表1 線間距13 m輔助線長(zhǎng)度比較

2.2 配線形式的選用

設(shè)置故障車停車線的車站配線形式如圖3所示。

圖3 停車線配線示意

圖3(a)配線便于旅客在車站下車后即可進(jìn)入停車線，減少對(duì)正線運(yùn)營(yíng)的干擾，但是車站長(zhǎng)度最長(zhǎng)，對(duì)周邊環(huán)境影響也最大;圖3(b)配線列車首先進(jìn)入停車線，旅客下車，也對(duì)正線運(yùn)營(yíng)的干擾小，但車站長(zhǎng)度較長(zhǎng)，寬度較大;圖3(c)配線形式對(duì)運(yùn)營(yíng)最靈活，但車站長(zhǎng)度和寬度均較大;圖3(d)配線形式對(duì)運(yùn)營(yíng)干擾較大，但車站長(zhǎng)度和寬度均小，對(duì)周邊環(huán)境影響較小。根據(jù)以上比較，結(jié)合天津地鐵6號(hào)線3處停車線周邊環(huán)境進(jìn)行了分析:南口路站位于規(guī)劃道路紅線上，現(xiàn)狀為廠房和居民樓，車站東端為曲線，西端為熱力公司;南運(yùn)河站處于中環(huán)線紅旗路上交通流量大，車站北端為南運(yùn)河橋和道路兩側(cè)的居民樓，南端為芥園橋和居民樓;水上東路站處于賓水道上，交通流量也較大，東端為左右線重疊地段，西端為時(shí)代奧城高檔小區(qū)主要出入口。

天津6號(hào)線以南運(yùn)河站為例(配線如圖4所示)。該站為地下二層側(cè)式站臺(tái)，2條正線之間配置一股故障車停車線，故障車待避線上設(shè)置2組三開(kāi)道岔。道岔區(qū)占用線路長(zhǎng)度將比采用單渡線道岔縮短72 m，南運(yùn)河站臺(tái)寬度為12 m，車站土建施工開(kāi)挖寬度不小于20 m，由此減少車站施工土建開(kāi)挖面積1440 m2，相應(yīng)減少土建投資。該道岔已在上海地鐵10號(hào)線一期采用。在滿足功能的前提下，由于能夠節(jié)省工程，故采用圖3(d)配線形式。

圖4 南運(yùn)河站配線示意

2.3 道岔尖軌選用

地鐵6號(hào)線正線采用60 kg/m鋼軌9號(hào)三開(kāi)道岔，有2種比選方案。

(1)彈性可彎AT曲線尖軌方案

采用相離型曲線尖軌，對(duì)減輕曲尖軌的側(cè)磨耗較為有利，能夠顯著延長(zhǎng)尖軌的使用壽命，同時(shí)該線型也可以減小尖軌的沖擊角，列車通過(guò)曲線尖軌時(shí)平順性要優(yōu)于直線尖軌，尖軌跟端為彈性可彎式，可用于跨區(qū)間無(wú)縫線路，尖軌(三開(kāi)道岔)采用一點(diǎn)牽引，另外導(dǎo)曲線半徑200 m較直尖軌導(dǎo)曲線半徑180 m的加大有利于側(cè)向過(guò)岔速度的提高(直尖軌側(cè)向速度為30 km/h，曲尖軌側(cè)向速度為35 km/h)，提高列車的運(yùn)營(yíng)能力，另外該道岔比一般地鐵采用的9號(hào)道岔略短，可有效減少土建開(kāi)挖，能夠降低工程造價(jià)。

(2)AT直線尖軌方案

該道岔完全采用國(guó)鐵60 kg/m 9號(hào)道岔的平面線型和主要尺寸的基礎(chǔ)上，縮短了尖軌尖端至道岔始端的距離，并在道岔結(jié)構(gòu)上作了局部改進(jìn)，只是更換扣件和軌下基礎(chǔ)，尖軌采用一點(diǎn)牽引，可以節(jié)省電務(wù)設(shè)備的投資。該方案是地鐵建設(shè)早期直接使用國(guó)鐵道岔，隨著近年城市軌道交通的發(fā)展，已越來(lái)越不適應(yīng)地鐵運(yùn)營(yíng)的要求。道岔的導(dǎo)曲線半徑180 m較小，側(cè)向通過(guò)速度30 km/h較低，而且尖軌跟端為活接頭結(jié)構(gòu)，不能用于跨區(qū)間無(wú)縫線路。

目前道岔的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)是采用彈性可彎曲線尖軌，并適用于跨區(qū)間無(wú)縫線路。天津地鐵6號(hào)線選用了9號(hào)曲線尖軌道岔，以達(dá)到技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)合理。

3 結(jié)語(yǔ)

天津地鐵6號(hào)線三開(kāi)道岔的選用，是根據(jù)地處市區(qū)及周邊約束條件，合理選用道岔配線類型，考慮到三開(kāi)道岔雖然磨耗較大，道岔配件及養(yǎng)護(hù)維修較復(fù)雜，但因停車線使用頻率低，實(shí)際影響不大，而其優(yōu)點(diǎn)可避免或減少車站周邊拆遷量、減少交通疏解干擾，可供類似工程設(shè)計(jì)借鑒。

［1］北京城建設(shè)計(jì)研究總院.GB50157—2003 地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京:中國(guó)計(jì)劃出版社，2003

［2］中華人民共和國(guó)鐵道部.TB10003—2001/J117—2001 鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2001.

［3］中華人民共和國(guó)建設(shè)部.建標(biāo)104—2008 城市軌道交通工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京:中國(guó)計(jì)劃出版社，2008.

［4］中華人民共和國(guó)鐵道部.TB10082—2005 鐵路軌道設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2008.

［5］高世廉，羅霞，晏啟鵬，等.城市軌道交通系統(tǒng)規(guī)劃［D］.成都:西南交通大學(xué)，1997.

［6］徐瑞華，李俠，陳菁菁.市域快速軌道交通線路列車運(yùn)行交路研究［J］.城市軌道交通研究，2006，9(5):36-39.

［7］王平，陳小平，等.客運(yùn)專線道岔研發(fā)技術(shù)總結(jié)［R］.成都:西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院，2009.

［8］鐵道部第一勘測(cè)設(shè)計(jì)院，等.鐵路工程設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè)·線路［M］.北京:中國(guó)鐵道出版社，1994.

［9］施仲衡，等.地下鐵道設(shè)計(jì)與施工［M］.西安:陜西科學(xué)技術(shù)出版社，2006.

［10］中華人民共和國(guó)鐵道部工務(wù)局.鐵路工務(wù)技術(shù)手冊(cè)·道岔［M］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2010.