快慢車運營模式時速120 km線路的軌道超高設(shè)置

尹華拓 羅信偉 宋嘉雯

(廣州地鐵設(shè)計研究院， 廣東廣州 510010)

快慢車運營模式時速120 km線路的軌道超高設(shè)置

尹華拓 羅信偉 宋嘉雯

(廣州地鐵設(shè)計研究院， 廣東廣州 510010)

在快慢車運營模式下，快車與慢車通過曲線速度差異較大。建議線路設(shè)計時，靠近越行站的曲線不宜距離車站過近。軌道設(shè)計中存在對限速的放大，需檢算其對乘客舒適度的影響。列車通過速度大于71.4 km/h的曲線有必要降低超高順坡率的允許值。

快慢車 超高 限速 超高時變率 超高順坡率

廣州十四號線一期工程(嘉禾望崗—街口)線路全長約54.4 km，其中地下線長約21.8 km，地上線長約32.6 km，設(shè)車站13座，其中地下站6座，高架站7座，換乘站2座。本線采用快慢車運營模式，6輛編組B型車，列車最高運行速度120 km/h。

1 快慢車運營模式

廣州十四號線的功能定位為市域快線，根據(jù)國內(nèi)外市域快線研究及運營經(jīng)驗，本線可采用站站停運營與快慢車運營兩種模式。

站站停運營模式指的是常規(guī)地鐵運營模式，列車?？垦鼐€所有站點，即站站停列車；快慢車運營模式指的是采用大站停列車(簡稱“快車”)與站站停列車(簡稱“慢車”)組合運營的模式。

經(jīng)研究[1]，采用快慢車模式，初期每年可節(jié)省乘客時間價值約2 072.5萬元，遠期每年可節(jié)省時間價值3 791.4萬元，時間效益和社會效益明顯。因此，本線推薦采用快慢車運營模式。

1.1 快慢車避讓

快慢車運營模式的運營狀態(tài)下，慢車需要在指定的避讓站側(cè)向過岔，?？客鈧?cè)股道避讓快車，待快車通過避讓站后再發(fā)車。

慢車在避讓站停站進路有兩種，第一種為停站主模式，第二種為避讓副模式，即側(cè)向進站并停站避讓。使用原則如下：

①高峰時段，在指定的避讓站對慢車開放側(cè)向進路，慢車采用停站避讓模式，避讓快車，快車正向通過避讓站。

②平峰與低峰時段，若慢車不使用該站避讓快車，此時可采用停站主模式。

③初期及遠期開行對數(shù)較少，慢車不需要避讓快車的避讓站可采用停站主模式。

1.2 快車過站限速

對于快車越行站，既有慢車停站，又有快車越站。慢車停站與站臺的間隙不能過大，快車越站速度快，可能造成限界加寬。

根據(jù)限界計算，快車以限速80 km/h通過雙島四線避讓車站或普通雙線車站的直向股道時，站臺限界與屏蔽門設(shè)置仍不需加寬。因此，為避免增加土建投資，快車通過雙島四線避讓車站或普通雙線車站采用越站速度為80 km/h。

當(dāng)快車通過單島四線避讓車站時，由于正線位于外側(cè)直向股道，對站臺影響很小，列車進路模式及牽引曲線如圖1?？刹幌匏?，即120 km/h通過地下單島四線避讓車站。

圖1 列車進路模式及其牽引曲線

2 時速120 km/h線路的曲線超高參數(shù)研究

2.1 欠超高與過超高的允許值

《地鐵設(shè)計規(guī)范》[2](GB 50157—2013)規(guī)定：未被平衡超高允許值不宜大于61 mm，困難時不應(yīng)大于75 mm。《鐵路軌道設(shè)計規(guī)范》[3](TB10082—2005)規(guī)定：過超高允許值不宜大于欠超高允許值，過超高不宜大于50 mm。

考慮到城市軌道交通線路為客運專用[4、5]，且快車越站運距較大，對乘客舒適度要求更高，宜盡可能降低未被平衡的加速度。因此欠超高(hq)不大于61 mm，過超高(hg)不大于50 mm。

2.2 最大超高

線路最小曲線半徑[6、7]的取值對選線、工程造價和線路養(yǎng)護等影響重大。在行車速度確定的情況下，最小曲線半徑由最大超高及允許欠超高確定

式中：hmax為最大超高。

《地鐵設(shè)計規(guī)范》規(guī)定最大超高為120 mm，對于設(shè)計時速120 km/h的線路，最小曲線半徑須到達939 m，而地鐵線路在城市穿行，曲線半徑過大對選線極為不利。若提高最大超高至150 mm，最小曲線半徑可降低至805 m。以下討論提高最大超高的可能性。

3 快慢車超高及限速計算

列車通過曲線的速度是一個范圍，超高計算的實質(zhì)是為了取得一個合適的超高值：使最高速度滿足欠超高要求，最低速度滿足過超高要求。

欠超高滿足要求條件

(1)

過超高滿足要求條件

(2)

限速在欠超高取最大值61 mm計算得到

(3)

(1)加(2)可得

4 超高時變率對超高的影響

5 120 km/h線路的超高順坡率建議

《地鐵設(shè)計規(guī)范》規(guī)定超高順坡率不宜大于2‰。《鐵路軌道設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：設(shè)計速度等于或小于120 km/h的軌道，遞減率不應(yīng)大于1/9vmax，困難情況下不應(yīng)大于1/7vmax，當(dāng)1/7vmax大于2‰時，按2‰設(shè)置。當(dāng)v>71.4時，1/7vmax<2‰，可見速度大于71.4 km/h的曲線，根據(jù)《鐵路軌道設(shè)計規(guī)范》超高順坡率應(yīng)小于2‰。

綜上所述，隨著地鐵設(shè)計速度的提高，對于列車通過速度大于71.4 km/h的曲線，建議降低超高順坡率的允許值至1/7vmax。

6 結(jié)束語

(1)快慢車運行模式下，靠近越行站曲線的列車通過速度差異過大時，需要由軌道對曲線提出限速要求，以降低通過曲線的最高速度。

(2)靠近越行站的曲線不宜距離車站過近，以避免快慢車速度差異過大而造成軌道提出限速，行車能力不能最大化，造成資源浪費。

(3)軌道設(shè)計中存在對限速的放大，可能造成超高時變率超標(biāo)，影響乘客舒適度，今后在軌道超高計算中應(yīng)引起重視。

(4)隨著地鐵設(shè)計速度的提高，對于列車通過速度大于71.4 km/h的曲線，建議降低超高順坡率的允許值至1/7vmax。

[1] 孫元廣,史海歐.市域線快慢車組合運營模式研究與實踐 [J].都市快軌交通，2013(5)

[2] GB50157—2013地鐵設(shè)計規(guī)范[S]

[3] TB10082—2005鐵路軌道設(shè)計規(guī)范[S]

[4] 楊其振.城市軌道交通曲線軌道超高有關(guān)問題探討[J].鐵道勘察，2005(2):7-9

[5] 陳修平.高速鐵路曲線超高設(shè)計的研究[J].鐵道勘察,2010(5):80-81

[6] 黃遠清.珠三角城際軌道交通最小曲線半徑及緩和曲線長度研究[J].鐵道勘察,2010(3)

[7] 許國平,李秋義.高速鐵路緩和曲線線型及其運營性能比較分析[J].鐵道勘察, 2005(5)

[8] CJJ96—2003地鐵限界標(biāo)準(zhǔn)[S]

[9] 104—2008城市軌道交通工程項目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)[S]

OrbitalUltra-highSetfortheSpeedof120km/hRouteinExpressandLocalMetroOperationMode

YIN Huatuo LUO Xinwei SONG Jiawen

2014-05-20

尹華拓(1987—)，男，2011年畢業(yè)于中南大學(xué)道路與鐵道工程專業(yè)，工學(xué)碩士，助理工程師。

1672-7479(2014)04-0081-03

U213.2

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