铁路车站的轨道结构及设计标准

2023-08-21 理论教育版权反馈

【摘要】：图4.1轨道与路基结构图1）钢轨钢轨是轨道结构的直接受力部分，它引导机车、车辆、动车组车轮前进，承受车轮的巨大作用力并将从车轮传来的作用力传递给轨枕及以下轨道结构。目前，我国生产的标准轨长度有12.5 m、25 m、50 m 和100 m 标准轨。表4.1站线有砟轨道设计标准注：①到发线包含到达线、出发线和编发线，下同。在困难条件下，非正线上接发旅客列车的道岔，可采用9 号对称道岔。

与区间线路一样，站场轨道也是由钢轨、轨枕、道床组成，如图4.1 所示。不同之处在于，在站场内铺设了大量的道岔。本节主要针对客货共线铁路进行讨论。

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图4.1　轨道与路基结构图

1）钢轨

钢轨是轨道结构的直接受力部分，它引导机车、车辆、动车组车轮前进，承受车轮的巨大作用力并将从车轮传来的作用力传递给轨枕及以下轨道结构。

钢轨类型一般按取整后的每米钢轨质量（kg/m）来分类。我国目前使用的标准钢轨有75 kg/m、60 kg/m、50 kg/m、43 kg/m 等类型。除了重载铁路之外，目前我国新建高速铁路、城际铁路、客货共线铁路和地铁等的正线都选用60 kg/m 钢轨。

到发线采用的钢轨类型一般参考正线标准选用。由于列车在到发线上停站或者通过速度比正线低，对于使用率较低的到发线，可采用比正线轻一级的钢轨，如50 kg/m 或43 kg/m 新轨或再用轨。

目前，我国生产的标准轨长度有12.5 m、25 m、50 m 和100 m 标准轨。当站线为无缝线路时，应尽量采用100 m 定尺长钢轨；站线为有缝线路时，应采用25 m 定尺钢轨；到发线宜采用25 m 标准长度的钢轨；其余站线可采用12.5 m 标准长度的钢轨。

新建和改建客货共线铁路站线的同一条线路应铺设同一类型的钢轨。在困难条件下，除使用铁鞋制动的调车线外，其余站线可铺设两种不同类型的钢轨，并宜采用异型钢轨连接。

2）轨枕

轨枕是置于钢轨之下和道床之上的铁路轨道结构。轨枕的作用是保持钢轨的位置、方向和轨距，并将它承受的来自钢轨的力均匀地分布到道床上。

轨枕的种类按材质可分为混凝土枕、木枕和钢枕3 类。我国目前主要使用混凝土轨枕，客货共线铁路线上使用的混凝土枕有Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型普通混凝土枕，有砟桥面用预应力混凝土枕、混凝土宽枕；道岔地段使用50 kg/m 钢轨9 号、12 号预应力混凝土岔枕，60 kg/m 钢轨9 号、12 号混凝土岔枕以及为提速线路研制的60 kg/m 钢轨12 号单开、交叉渡线固定辙叉和12 号、18 号单开可动心轨辙叉提速混凝土岔枕等。

客货共线铁路车站道岔地段，除一些特殊情况外，应优先选用混凝土岔枕道岔。列车直向通过速度大于120 km/h 的正线上应采用混凝土岔枕的道岔；路段设计行车速度为120 km/h 以下的正线和站线宜优先采用混凝土岔枕的道岔。

3）道床

我国高速铁路在区间的线路上大多使用无砟轨道，但在车站范围内，目前大多数仍使用传统道床。道床是轨枕的基础，有以松散道砟组成的道床、用混凝土灌注的整体道床和沥青等加工材料灌注的沥青道床等。

站内道床宽度应根据线路数量和线间距确定。在编组站、区段站上经常有调车作业和列检车作业的调车线、到发线、牵出线、客车整备所的客运及技术整备线及其外侧、扳道作业或调车作业繁忙的咽喉区范围内，为了作业安全与便利，又不影响排水，应采用渗水性材料（最好采用与面层相同而粒径较小的材料）将线路道床间及最外线路外侧的洼垅填平。

正线的轨道类型参见《轨道工程》有关内容。站线有砟轨道类型及设计标准应根据站线的用途按表4.1 选用。

表4.1　站线有砟轨道设计标准

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注：①到发线包含到达线、出发线和编发线，下同。
②驼峰溜放部分线路系指自峰顶至调车线减速器或脱鞋器出口的一段线路。
③其他站线系指调车线、牵出线、机车走行线及站内联络线。

4）道岔

为了保证列车能够由一条线路进入或跨过另一条线路，在铁路车站需铺设线路连接设备。在线路连接设备中，使用最广泛的是道岔。

（1）道岔种类

道岔种类很多，常用的有单开道岔、对称道岔、三开道岔及交分道岔4 种。

单开道岔的主线为直线，侧线由主线向左侧或右侧岔出，分为左开、右开两种形式，如图4.2（a）所示。它由尖轨及转辙器部分、辙叉及护轨部分和连接部分组成，其几何要素如图4.2（b）所示。单开道岔是线路连接中采用较多的一种道岔，约占各类道岔总数的90%以上。为了提高单开道岔的过岔速度，除可采用辙叉号数较大的道岔外，还可采用活动心轨辙叉，从根本上消灭有害空间。

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图4.2　单开道岔

（2）道岔中心线表示法

在车站设计中，通常用道岔处两线路中心线及其交点表示道岔，该交点O 称为道岔中心，如图4.3 所示的上半部分。这种方式绘图方法简单，而且能够满足设计和施工的需要。

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图4.3　道岔的几何要素

q—尖轨前基本轨长，从道岔基本轨始端轨缝至尖轨始端的距离；a0—从尖轨始端至道岔中心的距离；a—从基本轨始端轨缝至道岔中心的距离；b0—从道岔中心至辙叉理论尖端的距离；m—辙叉后跟长，从辙叉理论尖端至辙叉后跟轨缝的距离；b—从道岔中心至辙叉后跟轨缝的距离；LQ—道岔全长，从道岔基本轨始端轨缝至辙叉后跟轨缝的距离；α—道岔辙叉角

（3）道岔号码及选用

①道岔号码。道岔的辙叉号码N 可用辙叉角α 的余切来确定，即：

辙叉号码N 越大，辙叉角α 越小，导曲线半径越大，侧向过岔允许速度就越高。但N 越大，则道岔全长越长，占地长度也越长，工程费用也越高。

站场设计时，道岔的辙叉号码应按《铁路技术管理规程》《铁路站场及枢纽设计规范》《高速铁路设计规范》《铁路轨道设计规范》等有关规定选用。

②客货共线铁路道岔号码选用。客货共线铁路站场道岔辙叉号码应尽量取得大些，并按以下规定选用：

a.正线道岔的列车直向通过速度不应小于路段设计行车速度。

b.列车直向通过速度为100 ～160 km/h 的路段内，正线道岔不应小于12 号。在困难条件下，改建区段站可采用9 号。

c.列车直向通过速度小于100 km/h 的路段内，侧向接发列车的会让站、越行站、中间站的正线道岔不应小于12 号，其他线路可采用9 号。

d.列车侧向通过速度大于80 km/h，但不大于160 km/h 的单开道岔，可采用42 号。

e.列车侧向通过速度大于50 km/h，但不大于80 km/h 的单开道岔，不得小于18 号。

f.列车侧向通过速度不大于50 km/h 的单开道岔，不应小于12 号。

g.侧向接发旅客列车的道岔，不应小于12 号。在困难条件下，非正线上接发旅客列车的道岔，可采用9 号对称道岔。

h.正线不应采用复式交分道岔，在困难条件下需要采用时，不应小于12 号。

i.其他线路的单开道岔或交分道岔不应小于9 号。

j.驼峰溜放部分应采用6 号对称道岔和7 号对称三开道岔；改建困难时，可保留6 号对称道岔。必要时到达场入口、调车场尾部、货场及段管线等线路上，可采用6 号对称道岔。

③高速铁路道岔号码选用。客运专线以及高速铁路的列车运行速度高，行车密度大，应采用高于客货共线铁路站场的道岔号码，具体要求如下：

a.正线道岔的直向通过速度不应小于路段设计行车速度。

b.正线与跨线列车联络线连接的单开道岔应根据列车设计通过速度确定，选用侧向允许通过速度为160 km/h 或侧向允许通过速度为220 km/h 的道岔。跨线列车联络线接轨于车站且列车均停站时，可采用侧向允许通过速度为80 km/h 的18 号道岔，高速铁路应采用高速道岔。

c.车站咽喉区两正线间渡线应采用侧向容许通过速度为80 km/h 的道岔，在高速铁路上应为高速道岔。在困难条件下，大型车站改扩建工程可采用12 号道岔。

d.正线与到发线连接的单开道岔应采用侧向容许通过速度为80 km/h 的18 号道岔，在高速铁路上应采用高速道岔。

e.到发线与到发线连接应采用侧向容许通过速度为80 km/h 的18 号单开道岔。在困难条件下，全部或绝大多数列车均停站的个别车站以及改扩建大型站可采用12 号道岔。

f.动车、养护维修列车等走行线在到发线上连接时，应采用不小于12 号道岔。段管线、维修线在到发线上出岔时，可采用9 号道岔。

g.位于动车段（所）内到发停车场到达（出发）端外方的道岔，宜采用12 号道岔，困难条件下可采用9 号道岔；其他采用9 号道岔。

为了保证行车平稳以及延长道岔的使用寿命，道岔地段的轨型应与两端线路轨型一致。当直向通过速度大于或等于160 km/h 时，应采用可动心轨道岔。

常用单开道岔尺寸见表4.2。

表4.2　常用单开道岔尺寸

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注：钢轨类型为60 kg/m。

（4）道岔配列

设计车站时，为了缩短车站咽喉长度以及列车站内走行距离，并节省工程投资及运营费用，相邻道岔应力求排列紧凑。但如果两岔心间距离太短，则会影响行车的安全、平稳及道岔使用年限。为此，铁路规定了两相邻道岔间的最小距离。该距离与道岔配列的形式及其办理的作业性质有关。

相邻道岔间常常需插入直线段，或称短轨，其目的是减少列车过岔时的剧烈冲撞和摇晃，以保证列车安全和提高旅客的舒适度。正线上行车速度较高，其插入的直线段长度应较长些，到发线可稍短些，其他站线和次要站线因无正规列车通过，且行车速度较低，一般可不插入短轨。

常见的配列形式有如下5 种。

①在基线异侧、同侧布置两个对向道岔（简称基异对、基同对）。

在基线异侧、同侧布置两个对向的道岔布置见表4.3。

两相邻道岔间的最小距离应为：

式中　a1——从第一组道岔基本轨起点到道岔中心的距离，m；

　　　a2——从另一组道岔基本轨起点到道岔中心的距离，m；

　　　f——两对向道岔基本轨起点间插入的直线段长，m，如表4.3 所示；

　　　Δ——一个轨缝的长度，对于25 m 或12.5 m 标准轨取0.012 m，12.5 m 以下的短轨按0.008 m 计。

表4.3　两对向单开道岔间插入钢轨的最小长度　单位：m

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②在基线异侧布置两个顺向道岔或在基线支线上布置两个顺向道岔（简称基异顺）。

该种情况下，两道岔间插入钢轨最小长度f 如表4.4 所示。

表4.4　两顺向单开道岔间插入钢轨的最小长度　单位：m

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注：①括号内的数字为股道采用18 号单开道岔时插入的最小钢轨长度。
②道岔间插入钢轨的最小长度除应符合表4.3 及表4.4 的一般规定外，尚应按道岔结构要求适当调整。
③正线、站线采用无缝线路或通行动车组列车时，道岔间插入钢轨的最小长度不应小于12.5 m。
④相邻两道岔轨型不同，插入钢轨应采用异型轨。
⑤客车整备所线路采用6 号对称道岔连续布置时，插入钢轨长度不应小于12.5 m。
⑥列车是指编成的车列并挂有机车及规定的列车标志，不含未完全具备列车条件按列车办理的机车车辆。

采用表4.4 所示的两种形式时，两道岔间最小距离应为：