快慢車運(yùn)營(yíng)模式時(shí)速120 km線路的軌道超高設(shè)置

2014-07-25 11:28:59尹華拓羅信偉宋嘉雯

鐵道勘察 2014年4期

尹華拓羅信偉宋嘉雯

(廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院，廣東廣州 510010)

尹華拓羅信偉宋嘉雯

(廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院，廣東廣州 510010)

在快慢車運(yùn)營(yíng)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(jì)時(shí)，靠近越行站的曲線不宜距離車站過近。軌道設(shè)計(jì)中存在對(duì)限速的放大，需檢算其對(duì)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(shí)變率超高順坡率

廣州十四號(hào)線一期工程(嘉禾望崗—街口)線路全長(zhǎng)約54.4 km，其中地下線長(zhǎng)約21.8 km，地上線長(zhǎng)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(yùn)營(yíng)模式，6輛編組B型車，列車最高運(yùn)行速度120 km/h。

1 快慢車運(yùn)營(yíng)模式

廣州十四號(hào)線的功能定位為市域快線，根據(jù)國(guó)內(nèi)外市域快線研究及運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，本線可采用站站停運(yùn)營(yíng)與快慢車運(yùn)營(yíng)兩種模式。

站站停運(yùn)營(yíng)模式指的是常規(guī)地鐵運(yùn)營(yíng)模式，列車?？垦鼐€所有站點(diǎn)，即站站停列車；快慢車運(yùn)營(yíng)模式指的是采用大站停列車(簡(jiǎn)稱“快車”)與站站停列車(簡(jiǎn)稱“慢車”)組合運(yùn)營(yíng)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(shí)間價(jià)值約2 072.5萬元，遠(yuǎn)期每年可節(jié)省時(shí)間價(jià)值3 791.4萬元，時(shí)間效益和社會(huì)效益明顯。因此，本線推薦采用快慢車運(yùn)營(yíng)模式。

1.1 快慢車避讓

快慢車運(yùn)營(yíng)模式的運(yùn)營(yíng)狀態(tài)下，慢車需要在指定的避讓站側(cè)向過岔，停靠外側(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(jìn)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(jìn)站并停站避讓。使用原則如下：

①高峰時(shí)段，在指定的避讓站對(duì)慢車開放側(cè)向進(jìn)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(shí)段，若慢車不使用該站避讓快車，此時(shí)可采用停站主模式。

③初期及遠(yuǎn)期開行對(duì)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(duì)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(tái)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(jì)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(shí)，站臺(tái)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(shí)，由于正線位于外側(cè)直向股道，對(duì)站臺(tái)影響很小，列車進(jìn)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(jìn)路模式及其牽引曲線

2 時(shí)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(jì)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(shí)不應(yīng)大于75 mm。《鐵路軌道設(shè)計(jì)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(yùn)專用[4、5]，且快車越站運(yùn)距較大，對(duì)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(duì)選線、工程造價(jià)和線路養(yǎng)護(hù)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(jì)規(guī)范》規(guī)定最大超高為120 mm，對(duì)于設(shè)計(jì)時(shí)速120 km/h的線路，最小曲線半徑須到達(dá)939 m，而地鐵線路在城市穿行，曲線半徑過大對(duì)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(jì)算

列車通過曲線的速度是一個(gè)范圍，超高計(jì)算的實(shí)質(zhì)是為了取得一個(gè)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(jì)算得到

(3)

(1)加(2)可得

4 超高時(shí)變率對(duì)超高的影響

5 120 km/h線路的超高順坡率建議

《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定超高順坡率不宜大于2‰?！惰F路軌道設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：設(shè)計(jì)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(shí)，按2‰設(shè)置。當(dāng)v>71.4時(shí)，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(jì)規(guī)范》超高順坡率應(yīng)小于2‰。