京張高鐵八達嶺站道岔對向布置夾直線長度分析

丁大朋

(中鐵工程設計咨詢集團有限公司，北京 100055)

1 概述

對向布置的單開道岔之間需插入鋼軌長度的基本理論是：車輛通過前一組道岔導曲線所產(chǎn)生的振動，在到達后一組道岔導曲線前消失，而不與后一組道岔產(chǎn)生的振動疊加。根據(jù)這一理論，已有許多學者進行了相關研究。劉世峰等對動車組側向通過不同線間距下18號道岔組成的單渡線進行動力學仿真分析：4.6 m線間距下渡線夾直線長度雖與4.8 m及5.0 m不同，但夾直線區(qū)段的大部分動力響應指標幾乎相同[1]。劉建新等從乘客舒適性及列車接發(fā)接車條件影響出發(fā)，對不同夾直線長度的道岔進行動力性分析，認為夾直線長度對車體橫向加速度有較大的影響，夾直線長度應大于車輛的長度[2]。

《鐵路車站及樞紐設計規(guī)范》中規(guī)定了不同的技術標準中對向及順向道岔間的夾直線長度，在地形及工程條件相對簡單的項目中，夾直線設置對工程量影響較??；但在復雜山區(qū)、建設用地受限區(qū)及地下站等項目中，道岔間的夾直線長度直接影響站坪長度[3-4]，對工程量影響較大。以下依托京張高鐵八達嶺地下站工程，對正線對向布置夾直線長度進行深入分析。

2 影響因素分析

2.1 列車同時側向通過可能性分析

正線上道岔對向布置一般有下面兩種情況[5](如圖1、圖2所示)。

圖1 正線上道岔對向布置示意1

圖2 正線上道岔對向布置示意2

圖1為有立折作業(yè)中間站，只有反向接、發(fā)車時，列車才會側向通過對向布置的兩組道岔。

圖2為有第三方向引入或有動車出入段的大型車站，只有接入距離正線較遠的到發(fā)線或動車出入段時，列車才有可能同時側向通過正線上對向布置的兩組道岔[6-8]。

2.2 各種速度道岔及結構適用性

道岔結構示意如圖3所示。客運專線上各種道岔參數(shù)見表1[9-11]。

表1 道岔參數(shù)

圖3 道岔結構示意

高鐵車站咽喉區(qū)道岔布置示意見圖4。

由圖4可知，對向布置夾直線長度為

圖4 咽喉區(qū)道岔布置示意

(1)

正線間渡線的夾直線長度為

L2=S/sinγ-2b+h×2

(2)

渡線上直線長度計算及分析見表2。

表2 渡線上直線長度計算及分析 m

如果對向布置的道岔之間的夾直線長度取25 m，則兩組道岔導曲線之間的直線距離18號道岔L1為28.91 m；12號道岔L1為30.11 m。

由表2可知，正線間渡線上導曲線之間直線距離與線間距密切相關，當正線線間距為5.0 m時，18號道岔渡線上的夾直線長度L2與對向布置道岔夾直線長度L1接近，其他情況下，L2都小于L1。

2.3 道岔間夾直線長度控制因素分析

結合表2，通過對現(xiàn)有道岔結構及不同線間距對應的渡線上直線長度的影響分析可知，無論是立折車還是第三方向列車接入的遠離正線到發(fā)線，當列車同時側向通過兩組道岔時，速度均受渡線上直線長度的影響；通過兩組導曲線產(chǎn)生振動不能疊加理論，以及夾直線長度困難值，可以反推列車通過速度小于道岔側向允許通過速度[12-14]。

因此，建議對向布置的道岔間夾直線長度應與正線間渡線上的直線長度匹配。

3 工程驗證

3.1 八達嶺長城站設計概況

八達嶺長城站為地下站，雙層側式布置，車站采用2臺夾4線站型，設到發(fā)線4條(含正線2條)，到發(fā)線有效長650 m，設450 m×6.2 m(含1.2 m屏蔽門)×1.25 m側式站臺兩座，車站站坪坡度為1‰。車站南、北兩端各設1組渡線。

3.2 優(yōu)化內(nèi)容

車站對向布置道岔間夾直線由50 m縮短至25 m。

3.3 優(yōu)化方案說明

車站小里程為30‰的爬坡段，為減少車站埋深，正線大里程端最外道岔位置及站型維持不變，結合對向布置道岔間夾直線調(diào)整[15-16]，小里程咽喉及車站向大里程移動50 m，即車站中心調(diào)整至DK68+075。由于站場布置調(diào)整，車站縱斷面可進行優(yōu)化(30‰坡段長延長50 m)，車站抬高約1.45 m，優(yōu)化后埋深為101.1 m。優(yōu)化車站布置方案如圖5所示。

圖5 八達嶺長城站對向道岔間夾直線平面布置(單位：m)

3.4 工程比較分析

正線上道岔間夾直線長度優(yōu)化引起的工程量變化見表3。

表3 優(yōu)化前后工程數(shù)量比較

由表3可知，正線間夾直線長度優(yōu)化調(diào)整后，工程投資減少62萬元(變化幅度為0.12%)。雖然對整個車站投資變化影響不大，但道岔間夾直線修改后，車站坪長度縮短，線路縱斷面抬高約1.45 m，從而節(jié)省隧道結構及電扶梯等工程。因此，車站對向布置道岔間夾直線縮短，能夠為線路平縱斷面調(diào)整爭取更大的優(yōu)化余地。

4 結論

(1)通過對現(xiàn)有道岔結構及不同線間距對應的渡線上直線長度的影響分析可知，無論是立折車還是第三方向列車接入的遠離正線到發(fā)線，當列車同時側向通過兩組道岔時，速度受渡線上直線長度的影響；按通過兩組導曲線產(chǎn)生振動不能疊加理論，以及夾直線長度困難值，可以反推列車通過速度小于道岔側向允許通過速度。

(2)對向布置道岔間夾直線縮短至25 m后，雖然對整個車站投資變化影響不大，但縮短了站坪長度，從而為線路平縱斷面調(diào)整爭取了更大的優(yōu)化余地。

(3)在大型車站或有多條線路引入的車站，正線上對向布置道岔間夾直線間距離縮短至25 m，咽喉區(qū)長度縮短明顯。