既有站場反向曲線存在問題分析及整治建議

俞友強(qiáng) 中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司金溫鐵路有限責(zé)任公司

1 問題及現(xiàn)狀

目前，站場仍存在較多的反向曲線，其最大的缺陷是頭尾不在實(shí)際設(shè)計(jì)位置，并且變化大，易導(dǎo)致夾直線變形或長度不足,加上反向曲線的超高設(shè)置不合理，則形成設(shè)計(jì)上的自然三角坑，對(duì)行車安全存在嚴(yán)重的隱患，因而加強(qiáng)反向曲線的整治變得尤為緊迫。

永康站6道一對(duì)變更線間距的反向曲線為典型的三無曲線，無技術(shù)資料，無標(biāo)記，無頭尾，并且存在線型不良、夾直線長度不足、超高過大形成結(jié)構(gòu)性水平三角坑等諸多問題，致使行車平穩(wěn)性差、安全隱患高（該線有大量的調(diào)車作業(yè)）。

2 反向曲線整治

2.1 現(xiàn)場調(diào)查

（1）初步判定頭尾位置

因現(xiàn)場無任何標(biāo)記,且無曲線資料，無法確定曲線頭尾的準(zhǔn)確位置，我們先采用目視方法判定頭尾的大概位置，初步定出曲線長及夾直線長度。

（2）按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定頭尾位置

根據(jù)《鐵路線路修理規(guī)則》第3.9.6條規(guī)定：“站線道岔與曲線或道岔與其連接曲線之間的直線段長度不應(yīng)小于7.5 m，困難條件下不應(yīng)小于6 m”。

假定第一曲線頭3#測點(diǎn)距離專1#岔后接頭7.5m，設(shè)測點(diǎn)分別量出各點(diǎn)正矢，現(xiàn)場測量值見表1。

表1 現(xiàn)場實(shí)測正矢值（單位：mm）

通過分析測得的正矢值，發(fā)現(xiàn)以下問題：

①曲線正矢嚴(yán)重超限（見表1）；

②夾直線呈弧形，沒有明顯的曲線頭尾位置；

③第一條曲線中部明顯往里凹（測點(diǎn)7正矢值較相鄰測點(diǎn)大），現(xiàn)場目視頭尾偏離約40 mm～50 mm左右；

④現(xiàn)場超高為15 mm,而夾直線長度不足20 m,造成了18 m范圍內(nèi)水平三角坑大于25 mm,對(duì)調(diào)車作業(yè)安全不利。

2.2 分析對(duì)策

首先，我們根據(jù)夾直線不明、曲線頭尾位置不知的具體情況，將兩條曲線作為同一單元來看待，以左旋曲線正矢值為“+”值，將右旋曲線正矢為“-”值，直線段以第一條曲線上股內(nèi)側(cè)量取的為準(zhǔn)，得到了曲線2改變符號(hào)后的矢量值（見表 2）。

表2 曲線2改變符號(hào)后的矢量值（單位：mm）

2.2.1 分析曲線正矢

分析曲線正矢應(yīng)注意以下規(guī)律：變更線間距的反向曲線的現(xiàn)場正矢合計(jì)數(shù)由變更后的線路走向而定，如果變更后的線路是平行的，那么合計(jì)數(shù)為零；如果不平行，合計(jì)數(shù)與變更后的直線偏向與相同轉(zhuǎn)向的曲線正矢同號(hào)。如直線右偏，右旋的曲線正矢是“+”號(hào)，那么合計(jì)值一定為正值，如果右旋的曲線正矢是“-”號(hào)，那么合計(jì)值一定為負(fù)值。本例反向曲線變更線間距后直線段平行，現(xiàn)場正矢合計(jì)值為0，符合規(guī)律，說明正矢調(diào)查基本正確。

2.2.2 初選曲線半徑

初選曲線半徑由以下幾個(gè)因素來考慮：

（1）現(xiàn)場正矢的平均值

一般曲線較長時(shí)，用曲線半徑的平均值來定曲線半徑最簡單也最準(zhǔn)確，而本例中曲線太短，取平均值無任何意義。

（2）根據(jù)公式試算

首先根據(jù)公式（1），計(jì)算出中央點(diǎn)QZ；然后根據(jù)公式（2），計(jì)算圓曲線長度L；由公式3可以推出公式（4），由此得出得出公式（5）。

一般情況下，利用反向曲線變更線間距且直線段平行，兩反向曲線半徑宜采用相等值。

2.2.3 確定曲線長度

曲線長度的確定由曲線正矢合計(jì)數(shù)、曲線半徑及夾直線長度因素約束。

由公式（5）可知，在曲線正矢合計(jì)值確定的情況下，曲線半徑與曲線長度成正比，曲線越長則夾直線就越短。

2.2.4 試算撥量

根據(jù)計(jì)算公式（6）、(7)進(jìn)行試算。

方案一：假定曲線起點(diǎn)距岔跟7.5 m，則R1=R2=850，L1=L2=27.30，夾直線13.68 m。按此要素進(jìn)行曲線整治，計(jì)算相應(yīng)撥道量，見表3。

表3 永康6道反向曲線撥道計(jì)算（方案一）

方案二：假定兩反向曲線之間的夾直線為20.00 m，以此作為控制量。從方案一可以看出夾直線的中央點(diǎn)位于9#點(diǎn)+4.156 m位置。則曲線1尾位置為7#+4.156 m;曲線2頭位置為 11# 點(diǎn)+4.156 m。R1-350，L1-20.00;R2-400，L2-20.96，夾直線20.00 m。按此要素進(jìn)行曲線整治，計(jì)算相應(yīng)撥道量，見表4。

表4 永康6道反向曲線撥道計(jì)算（方案二）

方案三：假定圓曲線長為25.00 m，以此作為控制量，由公式5計(jì)算得R1=R2=2500*25/80=781 m。按此要素進(jìn)行曲線整治，計(jì)算相應(yīng)撥道量，見表5。

表5 永康6道反向曲線撥道計(jì)算（方案三）L1=L2=25 m R1=R2=650 m L夾=16 m

2.2.5 三種方案的優(yōu)缺點(diǎn)分析

（1）方案一分析

優(yōu)點(diǎn)：撥道量不大（最大撥量29 mm），撥道引起的高低、水平變化較小，能滿足站控維修天窗的要求。

缺點(diǎn)：雖然能夠滿足岔后夾直線7.5 m條件，但兩反向曲線夾直線13.68 m太短，反向曲線設(shè)置15 mm超高后，18 m范圍內(nèi)存在自然三角坑＞15 mm，對(duì)行車安全不利，不能令人滿意。

（2）方案二分析

優(yōu)點(diǎn)：岔跟與曲線頭夾直線長度13.157 m，兩反向曲線夾直線長度≥20 m，反向曲線設(shè)置15 mm超高后，18 m范圍內(nèi)存在自然三角坑7.5 mm。

缺點(diǎn)：圓曲線長度20.9975 m介于容許條件25 m～困難條件20 m之間,第一條曲線撥道量較大（最大撥量47 mm），要利用站控維修天窗分兩次撥道，需挖開20 m長度軌枕頭道砟。

（3）方案三分析

優(yōu)點(diǎn)：岔跟與曲線頭夾直線長度11.15 m，圓曲線長度25 m滿足一般規(guī)定要求，撥道量不大（最大撥量33 mm），撥道引起的高低、水平變化較小，能滿足站控維修天窗的要求。

缺點(diǎn)：兩反向曲線夾直線長度16 m介于容許條件20 m～困難條件10 m之間短，反向曲線設(shè)置15 mm超高后，18 m范圍內(nèi)存在自然三角坑9.5 mm，對(duì)行車安全較為不利。

2.2.6 確定方案

我們從可行性，合理性、規(guī)范性和質(zhì)量結(jié)果幾方面比較以上三個(gè)方案，，認(rèn)為“方案二”最優(yōu)，雖然“方案二”產(chǎn)生撥量較大，但是它各方面都符合技術(shù)規(guī)范，且撥道量也可以實(shí)施，對(duì)鞏固設(shè)備質(zhì)量，提高行車安全有利。

2.3 現(xiàn)場實(shí)施

現(xiàn)場撥道過程在此不作詳細(xì)敘述，僅將幾個(gè)關(guān)鍵做一強(qiáng)調(diào)。

（1）撥前設(shè)置撥道觀測樁，調(diào)查標(biāo)注好各樁與測點(diǎn)間的距離與撥道量。

（2）本案中涉及兩條曲線撥道，正矢的“+”號(hào)是按一條曲線方向來確定的，故撥道量一律按第一條曲線的上挑方向?yàn)椤?”值，第二條曲線及直線下壓為“+”值。

（3）采用5 m點(diǎn)撥道時(shí)不能按量撥到位，要預(yù)留相鄰點(diǎn)撥動(dòng)時(shí)對(duì)本點(diǎn)的影響，以免回?fù)?。撥道量越大，其相鄰點(diǎn)跟動(dòng)量越大。

（4）當(dāng)撥道量大于30 mm時(shí)，應(yīng)扒開枕頭道砟，大于50 mm時(shí)，要搬掉盒內(nèi)道砟至枕木底平（需同步起道時(shí)無須搬）。撥道后回填道砟，并將枕端道砟拉整夯實(shí)。

（5）撥好后要對(duì)高低和水平全面檢查一遍，超限處所要立即消除，幾何尺寸到達(dá)放行列車條件后方可開通。

（6）連續(xù)向同一方向撥道且撥道量大，應(yīng)事先松開接頭螺栓；撥道時(shí)回彈量大時(shí)應(yīng)擰松一股扣件。

（7）調(diào)整超高,順坡率2‰減小夾直線段范圍的水平變化率。

3 反向曲線整治效果

通過以上方法的整治，永康站6道反向曲線線型得到了最大程度的改善，夾直線長度得以加長，18 m范圍的水平三角坑明顯降低，且?guī)缀纬叽缫策_(dá)到了“作業(yè)驗(yàn)收”標(biāo)準(zhǔn)的要求，取得了良好的效果。

我們將此經(jīng)驗(yàn)在站場所有的“S”型曲線進(jìn)行推廣并整治，到目前為止已經(jīng)整治了所有的3對(duì)“S”型曲線，效果顯著。通過整治，曲線線型得到了根本性的改善。對(duì)正線曲線間夾直線長度不長且有“鵝頭”或“反彎”地段，我們也采用上述方法進(jìn)行調(diào)整計(jì)算、撥道，效果明顯。

4 結(jié)論

大站場無曲線資料是屬于個(gè)例，在分析和計(jì)算時(shí)需要試算曲線長度和半徑。通常既有曲線都是有臺(tái)賬資料可查，我們?cè)谇€整正撥量計(jì)算時(shí)首先應(yīng)考慮按臺(tái)賬資料給定的條件進(jìn)行恢復(fù)性調(diào)整計(jì)算，只有在臺(tái)賬有明顯錯(cuò)誤或夾直線長度不滿足要求時(shí)才可以改變曲線頭尾位置，目的是使曲線更合理。通過永康站6道反向曲線的整治及其它3對(duì)“S”型曲線的整治，得到如下結(jié)論。

（1）反向曲線應(yīng)該列入同一單元臺(tái)賬管理，其管理范圍應(yīng)包含兩條曲線、夾直線及曲線前后各50 m線路，并以此作為“一對(duì)曲線”建立臺(tái)賬管理，將單元視為一個(gè)整體，而不是分裂的“兩條曲線”和“三條直線”。

（2）熟悉岔后夾直線、圓曲線、反向曲之間夾直線長度的限制要求。在計(jì)算時(shí)，要確定曲中及夾直線中心點(diǎn)位置，根據(jù)限制條件作為已知條件進(jìn)行推算，力求計(jì)算方案最佳。

（3）提高對(duì)夾直線的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)夾直線的方向的偏差等級(jí)分析不能用直線的分析標(biāo)準(zhǔn)，要引用曲線的分析標(biāo)準(zhǔn)，且是相鄰半徑小的曲線標(biāo)準(zhǔn)；特別要應(yīng)用“相鄰點(diǎn)”的“差之差”的標(biāo)準(zhǔn)。

（4）反向曲線在進(jìn)行調(diào)整計(jì)算時(shí)按同一整體來計(jì)算。在調(diào)整計(jì)算時(shí)不能割裂，以保證夾直線的長度和方向準(zhǔn)確，這樣才能有效地防止出現(xiàn)“鵝頭”和“反彎”，從根本上防止由于養(yǎng)護(hù)不當(dāng)產(chǎn)生夾直線變短。

（5）曲線頭尾位置設(shè)觀測樁定期觀測。每月結(jié)合正矢檢查觀測曲線頭尾位置的橫移變化，以便及時(shí)恢復(fù)，以確保頭尾位置準(zhǔn)確。

（6）制定正確的養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。曲線養(yǎng)護(hù)撥道時(shí)，凡涉及曲線頭尾位置，必須按控制樁距撥道恢復(fù)原位，不得簡單撥順，防止頭尾位置變化。