《鐵路線路設計規范》主要修訂內容解析

柳世輝

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司,西安 710043)

1 概述

TB10098—2017《鐵路線路設計規范》[1](以下簡稱“線規”)修訂是根據住房和城鄉建設部建標(2011)17號《關于印發2011年工程建設標準規范制定、修訂計劃的通知》、原鐵道部鐵建設函[2011]10號《關于印發2011年鐵路工程建設標準編制計劃的通知》。在GB50090—2006《鐵路線路設計規范》[2](以下簡稱“原規范”)基礎上修編而成。

線規修訂結合鐵路線路設計要求，突出各類型鐵路選線設計的原則和基本要求，強調與相關規范的協調銜接，對于橋梁地段設置反向曲線夾直線、隧道地段坡度折減等涉及安全性、經濟性和技術進步的重要條款要加強研究論證和比較分析，確保安全可靠，經濟合理。

修訂后的“線規”由8章組成，分別為總則，術語和符號，主要技術標準，綜合選線，線路平面，線路縱斷面，車站分布，鐵路交叉、附屬設施及其他。補充、刪減、修訂的主要內容如下。

(1)為體現鐵路線路設計標準的系統性，修訂了規范的適用范圍。

(2)為適應客貨共線鐵路運輸需求，旅客列車設計速度由160 km/h改為200 km/h；刪除了140 km/h客貨共線鐵路的線路設計標準。

(3)為明確各級鐵路主要技術標準內容組成，增加了“主要技術標準”章。

(4)為明確綜合選線的原則和線路設計基本要求，增加了“綜合選線”章。

(5)為提高平面和縱斷面設計的系統性和完整性，細化不同等級鐵路平面和縱斷面設計要求，原規范第4章“線路的平面和縱斷面”分為“線路平面”和“線路縱斷面”兩章。

(6)為統一和優化各級鐵路線路設計標準，有利于在同等工程條件下降低工程投資，提升線路設計的技術經濟合理性，修訂了客貨共線鐵路緩和曲線長度，刪除了曲線半徑和緩和曲線長度優先值；修改了橋梁設在曲線上的有關標準；修訂了客貨共線鐵路大斷面隧道內線路坡度折減標準。

2 修訂原則

(1)充分吸納近年來我國鐵路科技進步、鐵路技術裝備發展的最新成果和建設運營實踐經驗，開展針對性調研，將適合我國國情、路情的設計要求納入規范。

(2)根據鐵路工程建設標準體系建設要求，納入高速、城際、重載鐵路線路設計技術內容。

(3)編制中充分了解和收集原規范和鐵建設函[2005]285號《新建時速200公里客貨共線鐵路設計暫行規定》[3]頒布執行以來，設計、施工、運營部門的意見，完善補充相關技術內容。

(4)充分體現線路設計在鐵路工程各專業設計中的總體地位和主導作用。

(5)做好與國家、行業相關標準的協調。

3 主要修訂內容

3.1 規范構成特點

原規范共5章94條，修訂后共8章147條，包括總則，術語和符號，主要技術標準，綜合選線，線路平面，線路縱斷面，車站分布，鐵路交叉、附屬設施及其他等，另有2個附錄。

章節結構上，與原規范相比，增加“基本規定和綜合選線”兩章。總則僅保留設計年度、與安全有關條文和體現技術政策、法規的內容，將主要技術標準、選線原則和線路設計要求等有關的條款納入“主要技術標準”和“綜合選線”。為適應規范適用范圍的調整，原“4線路的平面和縱斷面”調整為兩章，分別為“4線路平面”和“5線路縱斷面”。另有2個附錄。條文修訂數量變化情況如表1所示。

表1 分章條文修訂數量變化情況

從表1可知，修改及增加的條文約占全部條文數目的90%。原規范條文保留量約10%，刪除量約20%。

3.2 修訂的主要內容和條款

3.2.1 總則

(1)修訂了規范的適用范圍。原規范僅適用于客貨共線Ⅰ、Ⅱ級鐵路，修訂后適用于高速鐵路、城際鐵路、客貨共線Ⅰ和Ⅱ級鐵路、重載鐵路的線路設計。

(2)提出鐵路線路設計應貫徹綠色協調發展理念，落實現代綜合交通運輸發展要求。

(3)明確了線路設計工作內容：充分研究項目需求、鐵路網規劃和綜合交通規劃，準確把握項目功能定位，科學論證建設方案，合理選定主要技術標準和線路走向，系統優化線路平、縱斷面設計等。

3.2.2 術語和符號

補充了各類鐵路的定義，刪除了國家要求的年輸送能力等術語，并與GB/T50262—2013《鐵路工程基本術語標準》等標準進行了協調，保證規范條文的準確、嚴謹。

3.2.3 主要技術標準

(1)根據不同等級鐵路分別規定了主要技術標準。

(2)客貨共線鐵路技術標準取消了機車交路，主要是考慮客貨共線鐵路機車交路對設計和工程影響小，運營中經常調整。

(3)客貨共線鐵路旅客列車設計速度取消140 km/h速度檔次，與現行標準中的速度分檔保持一致。

3.2.4 綜合選線

(1)系統總結近年來我國鐵路特別是高速鐵路工程建設和運營經驗，明確了鐵路選線設計原則，可指導設計人員進行綜合選線。

(2)針對不同區域特點對照分析原規范選線設計方面存在的不足，提出了線路引入樞紐(地區)、線路走向選擇、車站選址等技術要求，并對環境敏感區、特殊地區、大江大河、隧道地段選線設計作了原則性規定，滿足設計需求和工程經濟性要求。

(3)新增對“連續長大坡道的設置應結合工程條件、行車組織和電分相設置等因素合理確定”的規定。

一般電分相設置在線路坡度平緩、列車通過速度較高的地段，不得已設置在區間連續長大坡道地段時，受機車牽引力限制，列車運行速度過低而無法通過無電區，可能造成意外停車事故。因此連續長大坡道地段，若經過行車檢算可能存在影響行車安全的類似工況，可考慮設置緩坡段。

3.2.5 線路平面

原規范第4章“線路的平面和縱斷面”分為“線路平面”和“線路縱斷面”兩章，細化了不同等級鐵路平面和縱斷面設計要求。為合理確定客貨共線鐵路平縱斷面設計參數，立項“《鐵路線路設計規范》線路設計參數的動力仿真分析研究”課題，從行車安全性與乘坐舒適性角度，對線路區間正線上或車站咽喉區兩端道岔(直向)基本軌接縫與緩和曲線起終點間最小夾直線長度、曲線間最小夾直線長度及橋梁曲線間最小夾直線長度進行研究，分別對客貨共線鐵路不同速度、不同軸重、不同線路參數情況下，最小夾直線長度對車輛垂向、橫向以及縱向動力學響應的影響進行綜合分析，為線路設計參數選取提供理論支撐與技術支持。

(1)修訂了客貨共線鐵路緩和曲線長度。綜合考慮200 km/h客貨共線鐵路的車輛結構、速度、軸重及牽引質量等因素對軌道結構的作用，結合運營實踐，為統一計算標準，將《新建時速200公里客貨共線鐵路設計暫行規定》[3]中采用的超高時變率31 mm/s和25 mm/s，改為32 mm/s和28 mm/s，重新計算修訂了緩和曲線長度，優化了線路條件，滿足運營維護要求。

(2)修改了橋梁設在曲線上的有關標準。解決了原規范與鐵總建設[2013]92號《鐵路橋涵設計基本規范局部修訂》[4]橋上反向曲線間夾直線最小長度不統一的問題

原規范條文3.1.10規定：特大橋、大橋宜設在直線上。困難條件下必須設在曲線上時，宜采用較大的曲線半徑。明橋面橋不應設在反向曲線上，也不宜設在緩和曲線上。跨度大于40 m或橋長大于100 m的明橋面橋設在半徑小于1 000 m的曲線上時，應有充分技術經濟依據。

鐵總建設[2013]92號《鐵路橋涵設計基本規范局部修訂》[4]條文3.4.5橋上線路除符合《鐵路線路設計規范》外，尚應符合下列規定。

①橋上線路必需設在反向曲線上時，其夾直線長度應大于一個運行列車長度。

②困難條件下，橋上反向曲線不能滿足上述要求，必須進行充分的技術論證并采取必要的技術措施，確保行車安全。

橋上反向曲線間夾直線最小長度對鐵路選線和工程經濟性影響較大。隨著大功率機車的廣泛運用，列車牽引質量不斷提高，列車編組長度越來越長，若滿足夾直線長度大于一個運行列車長度的要求，尤其是對地處山區的客貨共線、重載鐵路的選線和工程經濟性影響更加顯著。

規范修編過程中各參編單位對原規范所涉及的“橋上曲線間夾直線長度”等相關條款如何修訂爭議較大，為此鐵一院立項“《鐵路線路設計規范》線路設計參數的動力仿真分析研究”課題對上述問題進行了研究，本次修訂對此做了明確規定。

(3)客貨共線200 km/h速度車站咽喉區兩端最外道岔及其他道岔(直向)至曲線超高順坡終點之間的直線長度，由《新建時速200 km客貨共線鐵路設計暫行規定》﹝3﹞規定的“不宜小于70 m”修改為“不宜小于80 m”，改善了列車運行條件，減輕車輛對道岔振動沖擊，并可減少維護工作量。

3.2.6 線路縱斷面

(1)新增豎曲線不應設置在鋼軌伸縮調節器范圍內的規定。

鋼軌伸縮調節器在結構上與道岔類似，也是正線線路的薄弱環節。其主要部件應位于同一平面上，如將其設在豎曲線的曲面上，一則列車通過的平穩性更差，可能增加列車的搖擺和振動；二則可能影響鋼軌伸縮調節器的正常使用，也增加養護困難。因此，應將豎曲線設在鋼軌伸縮調節器范圍外，避免重疊。

(2)新增“高速鐵路、城際鐵路線路所的正線坡度”的規定。

原規范未對線路所的正線坡度單獨規定，僅規定特殊困難條件下，客貨共線鐵路中間站、會讓站、越行站咽喉區的正線坡度不應大于10‰，咽喉區外的個別道岔和渡線的坡度不應大于限制坡度；改建車站時，不得大于15‰。高速鐵路設計規范[5]、城際鐵路設計規范[6]以及其他相關規范也沒有相應的規定。

總結近年來高速鐵路大坡道上鋪設42號道岔動力仿真分析和研究成果，形成初步結論：其一是坡度的存在會使列車通過時頻繁制動，引起鋼軌爬行，當輪軌粘著系數較大、扣件阻力降低、軌溫變化幅度增加會造成鋼軌爬行量的增加，進而大幅度增加鋼軌受力；其二是列車反復制動導致的大坡道上無砟道岔尖軌區域和心軌區域的殘余變形，可能引起道岔鉤鎖裝置和道岔尖軌形態改變。上述工況均可導致大坡道上道岔范圍內鋼軌磨耗加重，加劇鋼軌和道岔部件的傷損，縮短鋼軌和道岔使用壽命，影響列車通過性能。因此長大坡道上鋪設42號道岔時，運營過程中需要加強觀測，并對大坡道上無縫道岔的計算理論進行相關的試驗驗證及理論發展。

綜上所述，高速鐵路、城際鐵路設在區間的線路所，宜設在比較平緩的坡道上，以利于列車的停車、起動和加速，防止道岔爬行。總結近年來工程實踐經驗，規定線路所正線坡度一般不宜大于15‰，困難條件下不應大于20‰。特殊情況如布設有大號碼道岔、道岔位于橋梁上等，正線坡度應進行技術論證分析確定，滿足道岔穩定性要求，保證行車安全。

(3)修訂了客貨共線鐵路大斷面隧道內線路坡度減緩(或折減)[7-15]。

原規范隧道坡度折減是基于涼風埡、新場、婁山關、核桃坪等隧道進行試驗后提出的隧道空氣附加阻力公式計算所得。試驗條件與現在相比，無論是隧道長度、橫斷面面積等基礎條件，還是在機車性能、運輸組織等方面均差異較大，故原規范隧道坡度折減的規定已不能適應目前長大隧道的坡度折減。

本次修訂根據《鐵路長大隧道坡度折減試驗研究及工程應用》[7]的研究結論，對電力牽引重載鐵路單洞單線隧道和160 km/h及以下客貨共線鐵路單洞單線隧道內的線路坡度，長度大于1 000 m的電力牽引客貨共線120 km/h及以上單洞雙線和200 km/h單洞單線鐵路等大斷面隧道內的線路坡度折減標準進行了規定。

對于長度大于400 m的內燃牽引鐵路隧道、電力牽引160 km/h及以下、重載鐵路單洞單線鐵路隧道最大坡度折減，由于缺少測試數據，坡度折減仍沿用原規范的最大坡度折減系數，待有新的研究成果再行修訂。

(4)增加了客貨共線鐵路客貨分線段落最大坡度可根據牽引種類、機車類型、牽引質量等因素分別計算確定的規定，可提高設計靈活性和工程經濟性。

3.2.7 車站分布

(1)根據鐵運[2012]280號文《鐵路營業線施工安全管理辦法》[16]，修訂了綜合維修“天窗”時間，保持了標準的一致性。

(2)刪除了改建既有線或增建第二線時宜關閉作業量較小的車站的規定，設計中可根據實際情況具體分析確定。

3.2.8 鐵路交叉、附屬設施及其他

(1)明確了鐵路交叉的設置原則，根據設計需要刪減了道口有關內容，強化了鐵路交叉作為行車安全薄弱地段的技術要求。

(2)依據《中華人民共和國道路交通管理條例》規定的車輛裝載高度、寬度加適當安全間距，修訂了鐵路立交橋下的鄉村道路凈高、凈寬標準。

(3)增加了“附屬設施及其他”一節，明確了鐵路附屬設施及其他設施的設置原則。

4 “線規”的總體技術特點

“線規”貫徹了國家“創新、協調、綠色、開放、共享”的發展理念，強化安全優先原則，總結吸納了近十年來我國鐵路設計、施工和運營實踐經驗及相關科研成果，符合安全可靠、先進成熟和經濟適用的總體要求。

“線規”明確了鐵路線路設計應落實現代綜合交通運輸發展要求、準確把握項目功能定位等總體要求，進一步修改完善了主要技術標準、綜合選線、線路平面、線路縱斷面、車站分布等主要內容；全面落實了國家有關生態環境保護、水土保持、土地保護等法律法規的要求，突出“以人為本、服務運輸、系統優化、著眼發展”的設計理念；強調了鐵路線路設計應充分研究項目需求、鐵路網規劃和綜合交通規劃，準確把握項目功能定位，科學論證建設方案，合理選定主要技術標準和線路走向，系統優化線路平、縱斷面設計。

“線規”適用于高速鐵路、城際鐵路、客貨共線Ⅰ級和Ⅱ級鐵路、重載鐵路，涵蓋了各級鐵路，進一步完善了鐵路工程建設標準體系，是有效指導鐵路工程建設的重要技術標準，也是鐵路設計中基礎性、最重要的技術標準之一。

5 結語

鐵路線路設計在鐵路工程設計中起著主導和統籌各專業設計的總體作用，系統性強，且與各專業聯系緊密。設計過程中，準確理解和解讀“線規”條款含義，結合項目特點靈活運用相關設計參數，合理設計線路平面和縱斷面，將有利于設計文件質量的提升。