首页 理论教育铁路车站站坪纵断面设计

铁路车站站坪纵断面设计

【摘要】:与区间纵断面一样,站坪纵断面也包括坡度、坡段长度和坡段连接3 部分内容,但具体规定则差别较大。⑥在大风地区,应根据风向考虑风力影响,适当减缓站坪坡度,一般宜设计为平道和凹形纵断面。故纵断面宜设计为较长的坡段。表5.10竖曲线半径道岔是轨道薄弱环节之一,结构较复杂,为使列车经过道岔时保持较好的平稳性和减少对道岔的冲击力,故布置道岔时一般应离开纵断面变坡点一段距离,其距离不小于竖曲线的切线长度。

与区间纵断面一样,站坪纵断面也包括坡度、坡段长度和坡段连接3 部分内容,但具体规定则差别较大。

1)站坪坡度

为了车站作业安全和运营方便,站坪应设在平道上。受地形、地质水文条件的限制必须设在坡道上时,站坪坡度必须保证列车在站内停车后能顺利起动。在有调车、甩车或摘下机车作业的车站上,单独停放的车辆受外界条件(如风力及振动等)影响时不致滑溜走动,保证调车作业的安全与方便。站坪布置应遵守下列原则:

①新建车站时,站坪一般设在平道上,困难条件下,客货共线铁路允许设在不大于1.5‰的坡道上。在地形特别困难条件下,允许将会让站和越行站设在不陡于6.0‰的坡道上,但不得连续设置。在困难条件下,客运专线车站可设在不大于1.0‰的坡道上;特殊困难条件下,越行站可设在不大于6.0‰的坡道上。

②改建车站时,站坪坡度原则上应按上述新建车站的规定办理。在特殊困难条件下,如有充分依据,可以保留既有坡度,但应采取防溜安全措施。在特殊困难条件下,有充分技术经济依据时,改建车站的咽喉区可设在不大于限制坡度或双机牵引坡度的坡道上,但区段站和中间站、会让站、越行站咽喉区的坡度分别不得大于4‰和15‰。

③旅客乘降所允许设在旅客列车能起动的坡道上,但不宜大于8‰。在特别困难条件下,有充分依据时,允许设在陡于8‰的坡道上。

④车站咽喉区坡度宜与站坪坡度相同。特殊困难条件下,允许将咽喉区设置在限制坡度减2‰的坡道上,但区段站、客运站上不得大于2.5‰,中间站、会让站、越行站不得大于10‰。咽喉区外的个别道岔和渡线可设在不大于限制坡度的坡道上。

⑤站坪范围内一般应设计为一个坡段,如因地形条件或车站布置需要,也可以设计成几个坡段,但变坡点不应多于两个,坡段长不应小于200 m,每个坡段坡度的最大值不应超过规定的站坪坡度。

⑥在大风地区,应根据风向考虑风力影响,适当减缓站坪坡度,一般宜设计为平道和凹形纵断面。

⑦所有设计在坡道上的车站,均应保证列车的起动条件,并按下式进行列车起动检查:

式中 P——机车计算质量,t;

   Fq——机车计算起动牵引力,kN;

   Q——列车牵引质量,t;

   w′q——机车的单位起动阻力,电力内燃机车取5g N/t;

   w″q——货车车列单位起动阻力,w″q=(3 +0.4iq)g,w″q 小于5g N/t 时取5g N/t;

   iq——列车起动地段的折算坡度,‰。

客运专线动车组的起动牵引力和制动性能较高,列车的起动、停车以及站内作业安全都不成问题,因此不需进行起动检查。

2)坡段长度

车站到发线是接发客货列车的线路,列车在到发线上要进行制动减速和起动加速。为了减少列车经过变坡点时产生附加力的影响,使列车运行安全、平稳,在列车长度范围内尽量减少变坡点。故纵断面宜设计为较长的坡段。

站坪一般设计为一个坡段,但由于较短的坡段能较好地适应地形,为了减少工程量,在地形困难地段也可将站坪设在不同的坡段上。当设置多个坡段时,需满足客运列车运行平稳、货运列车不致产生断钩事故的要求。

客货共线铁路站坪坡段的设置以货运列车的需求为主,兼顾客运列车。坡段的长度受纵断面形式、列车牵引质量、车钩强度以及制动机类型的影响,同时需保证相邻两变坡点的竖曲线不重叠。其到发线的纵断面坡段长度不宜小于表5.9 的规定。其他行驶正规列车的站线(例如有正规列车到达经过的场间联络线),考虑到其长度较短,为了坡段连接方便,同时使列车长度范围内的变坡点不增加过多,故坡段长度不应小于200 m。

表5.9 客货共线铁路坡段长度 单位:m

注:①路段设计行车速度为160 km/h 地段,最小坡段长度不宜小于400 m,且不宜连续使用2 个以上。
②路段设计行车速度为200 km/h 地段,最小坡段长度不宜小于600 m,困难条件下最小坡段长度不应小于400 m,且连续使用时不应超过2 个。

站内不行驶正规列车的站线、联络线、机车走行线、三角线和段管线,仅行驶单机或车组,因行车速度低,车钩附加应力小,可采用较小的竖曲线半径。为了配合地形条件,尽量减少工程量,其坡段长度可减少到50 m,但应保证竖曲线不重叠,以免给行车及养护造成困难。

从列车运行平稳性的角度考虑,客运专线正线的最小坡段长度除应满足两竖曲线不重叠外,还应考虑两竖曲线间有一定的夹坡段长度,确保列车在前一个竖曲线上产生的振动在夹坡段长度范围内完成衰减,不与下一个竖曲线上产生的振动叠加。

高速铁路最小坡段长度应满足式(5.19)的计算要求,并取整为50 m 的整倍数。

式中 Lp——最小坡段长度,m;

   Δi——相邻坡段最大坡度差,‰;

   Rsh——竖曲线半径,m;

   β——速度系数,一般取值为0.4;

   vmax——设计速度,km/h。

高速铁路正线坡段长度一般条件下不应小于900 m,困难条件下不小于600 m,列车全部停站的车站两端不应小于400 m;动车组走行线不应小于200 m。

到发线上列车运行速度一般不超过80 km/h,为保证列车在制动减速和起动加速阶段运行平稳,在有效长范围内宜设计为一个坡段,困难条件下坡段长度不应小于450 m,可保证一个列车长度内变坡点不超过两个。

3)坡段连接

坡段连接参数包括竖曲线和相邻坡段的坡度代数差。枢纽进出站线路和站线竖曲线的设置,主要是从保证列车通过变坡点时不脱轨、不脱钩和行车平稳等条件来考虑,当相邻坡度差超过一定数值时,应以竖曲线连接。

(1)竖曲线

竖曲线半径大小受轮缘高度、列车运行速度以及相邻车钩中心线允许的上下错动量等因素影响。现行规范对车站内竖曲线半径选取的标准规定如表5.10 所示。

表5.10 竖曲线半径

道岔是轨道薄弱环节之一,结构较复杂,为使列车经过道岔时保持较好的平稳性和减少对道岔的冲击力,故布置道岔时一般应离开纵断面变坡点一段距离,其距离不小于竖曲线的切线长度。在困难条件下必须布置时,在车站到发线和列车行车速度不大于100 km/h 的正线上,竖曲线半径不应小于10 000 m;在不行驶正规列车的线路上,竖曲线半径不应小于5 000 m。

竖曲线与缓和曲线不应重叠设量。

高速铁路正线道岔两端距竖曲线起、终点或变坡点不宜小于20 m。

(2)坡度代数差

站线和进出站线路相邻坡段的坡度代数差最大值应符合表5.11 的规定。

表5.11 有货物列车通过的线路相邻坡段最大代数差

(3)坡度顺接

正线与到发线、到发线与到发线的轨顶宜按等高设计。咽喉区轨面有高差时,其轨面高差的顺接,应根据路基面横向坡度和道床厚度等因素设计。到发线的顺接坡道范围应为道岔终端后普通轨枕至停车标起点。顺接坡度不宜大于6‰,且相邻坡段的坡度差不宜大于3‰,坡段长度不应小于50 m。其他站线上的顺接坡道按《站规》的有关规定办理。

4)站线及进出站线路纵断面

前述线形主要针对站内正线而言。对于站内的站线和进出站处的线路纵断面线形,有其特殊要求。

(1)坡度

①进出站线路。进出站线路的纵断面应符合相邻区段正线纵断面的规定。在困难条件下,仅为列车单方向运行的进出站线路可设在大于限制坡度的下坡道上;Ⅰ、Ⅱ级铁路坡度不应大于12‰,Ⅲ级铁路不应大于15‰;相邻坡段最大坡度差应符合《站规》的有关规定。

当在繁忙干线和电气化铁路上需利用该线做反向运行时,则应经动能闯坡检算以不低于列车计算速度通过该线。

进出站线路的坡段长度,应采用相邻区段正线的规定。在困难条件下,可不小于200 m,以避免两竖曲线的切线重叠。

②编组站线路。峰前到达场宜设在面向驼峰的下坡道上;在困难条件下,可设在上坡道上,其坡度不应大于1.5‰,并应保证车列推峰和回牵的起动条件和解体时易于变速。

调车场纵断面,应根据所采用的调速工具及其控制方式、技术要求确定。

到发场和出发场宜设在平道上,在困难条件下,可设在不大于1.5‰的坡道上。

到发场、出发场和通过车场当需利用正线甩扣修车时,正线的纵断面应满足半个列车调车时的起动条件。

对于改建车站,当到达场、到发场、出发场和通过车场采用上述标准引起较大工程时,可适当放宽标准要求,但应采取相应的防溜安全措施。

编组站车场间联络线的坡度应满足整列转场的需要。

③牵出线。牵出线的纵断面根据不同的调车方式采用不同的规定。办理解编作业的调车牵出线,如编组站、区段站、工业站等有大量解编作业的牵出线,往往采用溜放或大组车调车,为确保解体作业的安全和效率,牵出线应设在不大于2.5‰的面向调车线的下坡道上或平道上。

车站调车使用的机车,要求其动作灵活方便,但其牵引力一般较区段使用的本务机车小。由于调车通过咽喉区时增加道岔及曲线阻力,为使调车方便,利于整列转线,故咽喉区坡度不应大于4‰。平面调车的调车线在咽喉区范围内应尽可能设在面向调车场的下坡道上,这样能使调机进行多组连续溜放,提高调车效率。

货场或其他厂、段的牵出线一般采用摘挂、取送调车,牵引辆数不多,作业量也少。但为考虑有利用牵出线存放车辆的可能,牵出线的坡度不宜大于1.5‰。如为了节省较大工程,在困难条件下,允许将牵出线设在不大于6‰的坡道上。

④货物装卸线。货物装卸线如设在较大的坡道上时,车辆受外力影响易于溜动,很不安全。因此,货物装卸线应设在平道上。在困难条件下,为与站坪坡度一致,可设在不大于1.5‰的坡道上。

液体货物装卸线、危险货物装卸线、漏斗仓线应设在平道上。

货物装卸线起讫点距竖曲线始、终点不应小于15 m,相当于留出一辆货车的长度,目的是使车辆不易溜走,保证作业安全。

⑤其他线路。旅客列车和个别客车整备或停放的线路,因为客车采用滚动轴承,为防止自行溜走,确保安全,宜设在平道上;困难条件下,方可设在不大于1.5‰的坡道上。

站场内某些建筑物也会设置相应线路,如库内的机车、车辆检修线和库、棚内的货物装卸线和洗罐线等。这些线路一般都有检修作业或装卸作业。由于检修和装卸作业有可能对车体某些部位产生附加外力,如设在坡道上,就容易造成车辆溜动,危及检修和装卸作业人员的人身安全以及设备安全,因此应设在平道上。

(2)站坪与区间纵断面的配合

车站站坪与区间纵断面的配合,有以下6 种常见的形式。

①站坪和两端线路均为平道或和缓坡道。这种配合有利于利用区间正线调车作业。

②站坪位于凸形断面上。列车出站为下坡,有利于加速;列车进站为上坡,便于制动停车;当上、下行列车同时进站时也较安全,如图5.13(a)所示。地铁设计中将这种坡度称为节能坡。但这种配合也有缺点,如进站上坡较陡,列车因故在进站信号机外方停车后,起动较困难。为了克服这个缺点,可在进站信号机前不短于远期列车长度范围内,设置能保证列车起动的起动缓坡。

③站坪位于凹形断面上。列车出站为上坡,不易加速;列车进站为下坡,不易减速,如图5.13(b)所示。当两端坡度较陡时,为了克服上述缺点,可将站坪两端200 ~300 m 内设计为缓坡。这种站坪也有其优点,如当站线上停留车辆时,尤其是车辆采用滚动轴承后,偶有外力推动时车辆不会溜入区间。

④站坪位于阶梯形纵断面上,如图5.13(c)所示。这种配合一般用于越岭地段,其特点是半凸半凹,对一个方向列车运转有利,而对另一方向列车运转不利。在分方向限制坡度地段,最好将重车方向设为对列车运转有利的阶梯形断面。

⑤站坪位于半凹形断面上,如图5.13(d)所示,特点与凹形相似。

⑥站坪位于半凸形断面上,如图5.13(e)所示,特点与凸形相似。

图5.13 站坪与区间纵断面的配合

(3)进出站缓坡

在客货共线铁路,有时因到发线无空闲等原因可能导致列车在进站信号机前停车。若是在上坡段,为了防止列车停车后再起动困难,当牵引质量较大且坡度较陡时,需在站外进站信号机前设置不短于远期到发线有效长的起动缓坡,如5.14(a)所示。

客货共线铁路站坪起动缓坡应不大于列车最大起动坡iq(max),按式(5.18)计算确定。在列车起动范围内如有曲线时,则列车长度内包括曲线附加阻力的加算坡度值不应大于最大起动坡度。

车站出站方向如为上坡道,为使出站上坡的列车自车站起动后能顺利加速,若列车进入限坡以后的运行速度低于计算速度,宜在出站邻接站坪处考虑设置加速缓坡,如图5.14(b)所示,其坡度和坡段长度按有关规定计算确定。

图5.14 进出站缓坡设置