《CJJ/T96-2018》地鐵限界標準淺析

狄仕磊

摘 要：為適應我國城市軌道交通地鐵建設的發(fā)展需要，合理控制車輛通行的有效凈空斷面，保障地鐵工程建設和車輛運行的安全，住建部于2018年11發(fā)布《地鐵限界標準》，編號為《CJJ/T 96-2018》，并于2019年4月起實施。本文通過介紹《CJJ/T 96-2018地鐵限界標準》中相對于《CJJ 96-2003地鐵限界標準》的變化部分，針對兩版《地鐵限界標準》摘取部分不同處進行簡述，為城市軌道交通限界設計提供參考和借鑒。

關鍵詞：地鐵;標準;限界

中圖分類號：U231 文獻標識碼：A

0 引言

保障地鐵安全運行、限制車輛斷面尺寸、限制沿線設備安裝尺寸及確定建筑結構有效凈空尺寸的圖形及坐標參數(shù)稱為限界。為適應我國城市軌道交通地鐵建設的發(fā)展需要，合理控制車輛通行的有效凈空斷面，住建部于2018年11發(fā)布《CJJ/T 96-2018 地鐵限界標準》，自2019年4月起執(zhí)行。按照目前我國城市軌道交通車輛的分類《城市軌道交通工程項目建設標準》（建標104—2008），對于限界標準也按此分類并系列化;對于限界計算方法需要完善、統(tǒng)一并優(yōu)化，使地鐵限界標準通用化、標準化、系列化;同時強化限界設計工作規(guī)范化，對控制建筑工程量，保障運行安全，推動車輛國產化、系列化，降低工程整體造價具有重要意義[1]。

《地鐵限界標準CJJ 96-2003》（下文所有標準用編號代替）適用于“運行在隧道內、高架線（或地面線），車輛最高速度為80 km/h的鋼輪鋼軌、標準軌距系列的地鐵A型車和B型車輛”，其中A型車僅代表受電弓受電車輛[2]?！禖JJ/T 96-2018》擴大了車輛適用范圍，提高了適用速度等級，適用于“運行在隧道內外，不超過120 km/h速度等級的城市鋼輪鋼軌系統(tǒng)標準軌距系列地鐵A1、A2型及B1、B2型車輛軌道系統(tǒng)的限界設計、施工”。《地鐵設計規(guī)范 GB50157-2013》則適用于最高運行速度不超過100 km/h、采用常規(guī)電機驅動列車的鋼輪鋼軌地鐵新建工程的設計[3]。由此可見，從設計速度使用范圍來講，新版標準《CJJ/T 96-2018》的使用范圍更廣。

由于地鐵的車輛運行、設備安裝、土建工程等各層次功能不同，地鐵限界分為車輛限界、設備限界、建筑限界。

1 車輛限界

1.1 定義

車輛限界依據定義的不同，存在多種名稱。僅考慮靜態(tài)偏移量（制造公差、磨耗等）的車輛限界為靜態(tài)車輛限界;既考慮靜態(tài)偏移量，又考慮動態(tài)偏移量（車輛振動、準靜態(tài)位移等）的車輛限界為動態(tài)車輛限界;此外再進一步考慮了線路軌道因素產生的偏移量（軌距、磨耗、位置公差等）的車輛限界為車輛動態(tài)包絡線?！禖JJ 96-2003》定義的車輛限界只考慮最高運行速度等級80 km/h，無懸掛故障的正常工況，并且未涉及車站速度的特殊性及區(qū)間瞬時超速?！禖JJ/T 96-2018》定義的車輛限界是在原有基礎上考慮再附加10%瞬時超速和懸掛故障因素產生的偏移量后的一種動態(tài)包絡線。

《CJJ/T 96-2018》定義的車輛限界兼顧了三種區(qū)間最高速度等級80 km/h、100 km/h、120 km/h及8輛編組停站進出站端最高速度70 km/h的廣域性，按運行區(qū)域不同，分區(qū)間車輛限界和車站計算站臺長度范圍內附加車輛限界。經綜合計算，《CJJ/T 96-2018》的區(qū)間車輛限界和車站計算站臺長度范圍內附加車輛限界適用于隧道內外三種最高速度等級的地鐵車輛和線路，而《CJJ 96-2003》的車輛限界是以隧道內外不同而區(qū)分的。

1.2 計算工況

《CJJ/T 96-2018》設定區(qū)間車輛限界計算工況：空重車一系或二東懸掛故障下附加最高速度等級的10%瞬時超速，并疊加最大允許運行的側風風壓400 N/m2;車輛線路停放疊加地區(qū)實際線路的強側風。制定或校核區(qū)間車輛限界時取各工況的最大包絡。為考慮車輛線路停放的安全，以不超出相應區(qū)間車輛限界為控制條件?！禖JJ 96-2003》中車輛限界只針對車輛正常工況，不含一系或二系懸掛故障，無車輛線路強風停放的限界規(guī)定。

《CJJ/T 96-2018》設定車站計算站臺長度范圍內附加車輛限界計算工況：一系或二系懸掛故障、風壓210 N/m2側風、停站進出站端最高速度70 km/h。對于塞拉門車輛還需考慮停站開門工況。一般高架或地面車站存在建筑物，對側風有抵擋削弱作用，因而適當降低側風作用強度。若車站完全開闊、無任何遮擋物，則側風強度等同于區(qū)間?！禖JJ96-2003》無車站計算站臺長度范圍內附加車輛限界的特殊工況約定，確定的站臺門限界只適用于正常工況條件。

1.3 車輛輪廓線

《CJJ/T 96-2018》限界制定的計算車輛輪廓線和計算參數(shù)的選取充分考慮了兼容性和前瞻性。《CJJ96-2003》制定時，參考的車型較少，存在一定的局限性，難以滿足現(xiàn)在應用的兼容性。《CJJ/T 96-2018》對此進行修訂，修訂后的A2型車限界計算車輛輪廓線修訂見圖1及表1，其中圖一右側為《CJJ96-2003》中選取的車輛輪廓線。三種速度等級車輛取統(tǒng)一的計算車輛輪廓線。

B2型車限界計算車輛輪廓線修訂部分有空調頂部、側燈凸帶、受電弓及轉向架側部，見圖2及表2。空調頂部和受電弓與A2型車一致;轉向架側部局部內收，使得輪廓線不大于A2型車;基于車體半寬1 400 mm，站臺屏蔽門距車輛輪廓橫向間隙130 mm，側燈凸帶需相應取消。若是半寬1 445 mm的鼓形車，站臺屏蔽門外移45 mm，取消的側燈凸帶局部位置相應限界等量外擴，便于微塞門布置上導軌?；谕脚_設計制造，三種速度等級計算車輛輪廓線統(tǒng)一選取。

1.4 車輛限界計算

車輛限界應由計算車輛的輪廓線各點坐標加橫向及豎向偏移量得到。《CJJ/T 96-2018》在附錄A中列出區(qū)間車輛限界偏移量、車站計算站臺長度范圍內過站附加車輛限界偏移量、車站計算站臺長度范圍內停站開門附加車輛限界偏移量及隧道外空載車輛線路強風停放車輛限界偏移量的計算公式。相比《CJJ96-2003》區(qū)間車輛限界的定義變化做了優(yōu)化修訂，《CJJ96-2003》版缺少車站計算站臺長度范圍內過站及停站開門附加車輛限界偏移量計算公式，而是采用與區(qū)間相同的計算公式。

A2型車和B2型車受電弓滑板位置按處于中心銷斷面制定本限界?！禖JJ/T 96-2018》選取計算車輛輪廓線時未預留車寬大于2.8 m或3.0 m的鼓形斷面車。雖從結構空間上可以容納超寬鼓形車，但這將引起車輛限界增寬，迫使屏蔽門車輛限界外移，造成標準寬車輛輪廓距屏蔽門間隙過大，帶來安全隱患。故對鼓形凸出的局部限界同步進行等量擴寬修正，屏蔽門車輛限界也等量平行外移，維持安全間隙不變。

2 設備限界

2.1 設備限界計算

控制沿線設備安裝，在車輛限界外加安全余量形成的界線稱為設備限界。《CJJ/T 96-2018》的適用工況是在規(guī)定速度下承受最大允許的側風載荷并疊加車輛懸掛故障，在此工況形成的最大極限動態(tài)包絡線基礎上，附加安全余量即得到設備限界?！禖JJ96-2003》版的安全間距是含懸掛故障和未計及因素的安全余量，《CJJ/T 96-2018》已將懸掛故障納入車輛限界內考慮。

2.2 曲線設備限界計算

曲線設備限界是在直線設備限界基礎上實施加寬、加高需要考慮的因素：曲線幾何偏移、曲線軌道參數(shù)變化，其中只有曲線幾何偏移涉及車輛標準化參數(shù)a、p、n，適用范圍內加寬量僅隨曲線半徑R為一元函數(shù)，不與實際車輛參數(shù)關聯(lián)?！禖JJ96-2003》的加寬計算涉及了除車輛標準化參數(shù)a、p、n外較多的車輛參數(shù)。

3 建筑限界

3.1 定義

位于設備限界外考慮了沿線設備安裝在車輛限界外加的安全余量而形成的限界。建筑限界與設備限界之間的空間應根據設備和管線且包含變形預留值后所需的安裝尺寸、安裝誤差值、測量誤差值和結構施工允許誤差值確定。任何沿線永久性固定建筑物，包括施工淏差值、測量誤差值及結構永久變形量在內，均不得向內侵入。《CJJ96-2003》版規(guī)定建筑限界和設備限界之間的最小間距在困難條件下不應小于100 mm，《CJJ/T 96-2018》規(guī)定建筑限界和設備限界之間的最小間距不宜小于200 mm。

3.2 隧道建筑限界

（1）單線圓形隧道建筑限界應按全線或工程單元區(qū)間盾構施工地段的平面曲線最小半徑和最大軌道超高確定。《CJJ/T 96-2018》規(guī)定，區(qū)間圓形隧道建筑限界直徑普通道床地段最小應為5 200 mm、減振道床地段最小應為5 300 mm。《CJJ96-2003》以及《地鐵設計規(guī)范》中均未明確規(guī)定建筑限界直徑最小值。確定隧道內徑尺寸要體現(xiàn)經濟性，并與施工設備和預制件等標準化規(guī)格相一致。（2）單線馬蹄形隧道建筑限界宜按全線或工程單元區(qū)間采用礦山法施工地段的平面曲線最小半徑和最大軌道超高確定。（3）當全線區(qū)段分若干速度等級運行時，宜按對應區(qū)段的速度等級確定最小建筑限界，全線區(qū)段不宜以大兼小確定建筑限界。（4）單線圓形或馬蹄形隧道在曲線超高地段，軌道超高造成的內外側不均勻位移量應采用隧道中心線向線路中心線內側偏移方法確定。（5）和《CJJ96-2003》相比，《CJJ/T 96-2018》取消了各種斷面形式的建筑限界圖。

3.3 疏散平臺建筑限界

《GB51298-2018地鐵設計防火標準》中相關要求，載客運營地下區(qū)間應設置縱向疏散平臺。《CJJ/T 96-2018》規(guī)定，當設置縱向疏散平臺時，縱向疏散平臺最小寬度取值應符合表1規(guī)定，凈高不得小于2 m;直線地段和曲線地段縱向疏散平臺高度宜統(tǒng)一，應按曲線地段任何狀態(tài)下不高于車廂地板面確定?？v向疏散平臺最小寬度取值同《地鐵設計規(guī)范》，但困難條件下改大為600 mm。

3.4 車站建筑限界

（1）《CJJ/T 96-2018》規(guī)定，站臺邊緣至軌道中心線的橫向距離，應按不侵入計算站臺長度范圍內停站進出站或越行附加車輛限界確定。和《CJJ96-2003》相比，《CJJ/T 96-2018》補充了各種車型計算站臺長度范圍內附加車輛限界、直線站臺及屏蔽門限界坐標值表及限界圖?！禖JJ/T 96-2018》規(guī)定，限界標準停站進出站端速度不應超過70 km/h，越行過站速度不應大于相鄰區(qū)間速度，并應含一系或二系懸掛故障。（2）《CJJ/T 96-2018》中，站臺面距軌頂面高度、站臺邊緣距軌道中心線橫向距離、車輛客室門檻區(qū)輪廓線與站臺邊緣的橫向間隙等既影響行車安全、又影響乘客安全的因素均遵循國家標準《地鐵設計規(guī)范》中相關規(guī)定?！禖JJ/T 96-2018》另規(guī)定，越行作業(yè)及調度模式的站臺屏蔽門至未開門車輛輪廓線之間的凈距不應大于140 mm。

3.5 車輛段建筑限界

《CJJ96-2003》中未規(guī)定車輛輪廓線與高平臺及安全柵欄間的安全間距具體數(shù)值，僅規(guī)定庫內檢修平臺不得侵入車輛限界。《地鐵設計規(guī)范》中規(guī)定，車輛基地庫內檢修平臺的高平臺及安全柵欄與車輛輪廓線之間，應留有80 mm安全間隙，底平臺應該采用車站站臺建筑限界?！禖JJ96-2018》中規(guī)定，車輛基地庫外限界應按區(qū)間限界執(zhí)行;車輛基地庫內檢修平臺的高平臺及安全柵欄應符合本標準規(guī)定的檢修庫高平臺限界，投入運營的車輛輪廓線與高平臺及安全柵欄間的安全間距應限定在80 mm～120 mm。

4 結束語

制定合理的城市軌道交通限界是控制車輛斷面尺寸、限制沿線設備安裝尺寸及確定建筑結構有效凈空尺寸、保障地鐵車輛安全運行的關鍵。本文通過介紹《CJJ/T 96-2018地鐵限界標準》中車輛限界、車輛輪廓線、設備限界描述相對于2003版地鐵限界標準以及《地鐵設計規(guī)范》的變化部分，針對兩版《地鐵限界標準》摘取部分不同處進行簡述并作簡要分析，得出《CJJ/T 96-2018地鐵限界標準》適用范圍更廣，更符合國內地鐵限界設計的發(fā)展需要，同時為城市軌道交通限界設計提供參考和借鑒。

參考文獻：

[1]CJJ/T 96-2018 地鐵限界標準[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2018.

[2]CJJ 96-2003 地鐵限界標準[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003.

[3]GB 50157-2013 地鐵設計規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2013.