天津鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司線站處 姚章軍

鄭登洛城際鐵路速度目標(biāo)值的選擇研究

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鄭登洛城際鐵路途經(jīng)鄭州、洛陽(yáng)兩大中心城市，沿線人口密集，旅游資源豐富，線路全長(zhǎng)158.2 km，是河南省城際鐵路網(wǎng)規(guī)劃的重要組成部分，它的修建對(duì)促進(jìn)中原城市群的崛起具有十分重要的作用。本文，筆者根據(jù)鄭登洛間的地形、城市距離、城際鐵路的功能定位及客流特征等實(shí)際情況，對(duì)鄭登洛城際鐵路200 km/h、250 km/h兩個(gè)速度目標(biāo)值方案進(jìn)行研究。

一、線路走向影響分析

鄭登洛城際鐵路主要沿鄭少洛高速公路走向，沿線多為平原、丘陵，線路走向的選擇既受鄭州、新鄭、新密和登封等城市地形的影響，也受洛陽(yáng)城市規(guī)劃的影響，線路與既有規(guī)劃公路、鐵路相互交叉，途經(jīng)多個(gè)自然文物保護(hù)區(qū)和礦區(qū)。考慮到鄭登洛城際鐵路沿線的實(shí)際情況，平面標(biāo)準(zhǔn)的選擇不控制線路走向，對(duì)200 km/h和250 km/h兩種速度目標(biāo)值方案而言，線路走向和長(zhǎng)度基本一致，故平面標(biāo)準(zhǔn)不影響速度目標(biāo)值的選擇。

二、運(yùn)輸需求定位分析

1.客流構(gòu)成。鄭登洛城際鐵路客流主要有3部分：洛陽(yáng)及沿線去往新鄭機(jī)場(chǎng)的客流約占總客流量的35%，洛陽(yáng)及沿線去往鄭州及更遠(yuǎn)方向的客流約占客流總量的49%，洛陽(yáng)及沿線去往許昌及更遠(yuǎn)方向的客流約占客流總量的16%。本線主要承擔(dān)洛陽(yáng)與新鄭機(jī)場(chǎng)以及本線沿線去往鄭州方向的旅客運(yùn)輸，而鄭洛間城際高端客流由鄭西客專承擔(dān)，本線僅承擔(dān)通道中少量的鄭洛間低端客流。

2.時(shí)間目標(biāo)值。鄭洛通道中鄭西客專速度目標(biāo)值定為350 km/h，鄭洛間可實(shí)現(xiàn)0.5 h通達(dá)。本線主要承擔(dān)洛陽(yáng)至新鄭機(jī)場(chǎng)以及沿線中小城鎮(zhèn)至新鄭機(jī)場(chǎng)、鄭州方向的客流，因此，本線速度目標(biāo)值的選擇應(yīng)低于鄭西客專，并應(yīng)首先滿足洛陽(yáng)至新鄭機(jī)場(chǎng)的時(shí)間目標(biāo)值（1.5 h）的要求。兩種速度目標(biāo)值方案的旅行時(shí)間見表1。

表 1 不同速度目標(biāo)值方案的旅行時(shí)間

由表1可知，200 km/h，250 km/h兩種速度目標(biāo)值方案均可以滿足時(shí)間目標(biāo)值的要求，但250 km/h比200 km/h方案的旅行時(shí)間僅節(jié)省約8 min，節(jié)省時(shí)間有限。

3.車站分布對(duì)速度目標(biāo)值的影響。鄭登洛城際鐵路沿線設(shè)站較密，共設(shè)13個(gè)車站，平均站間距13.054 km。采用過(guò)高的速度目標(biāo)值，會(huì)影響列車高速性能的充分發(fā)揮。從加速、制動(dòng)距離來(lái)說(shuō)，列車從0加速到最高速度、從最高速度制動(dòng)到0的距離，200 km/h，250 km/h方案分別為9.53 km，14.6 km?？梢姴捎?00 km/h方案運(yùn)輸效率更高。

4.路網(wǎng)運(yùn)輸方案。路網(wǎng)中與本線平行的鄭西客專速度目標(biāo)值為350 km/h，與本線相鄰的鄭機(jī)城際、鄭許城際鐵路速度目標(biāo)值為200 km/h，而中原城際網(wǎng)中鄭焦城際、鄭開城際速度目標(biāo)值均確定為200 km/h。考慮本線跨線城際列車占有一定比例，且主要去往鄭州方向，因此本線應(yīng)采用與鄭機(jī)城際相同速度目標(biāo)值的200 km/h方案。

三、工程投資影響因素分析

1.最小曲線半徑的影響。沿線地形對(duì)于不同速度目標(biāo)值工程影響較小，各方案均能采用較高平面標(biāo)準(zhǔn)。

2.軌道、路基工程的影響。200 km/h方案采用有砟軌道結(jié)構(gòu)，對(duì)路基、橋梁工后沉降要求低，造價(jià)較低；250 km/h方案推薦采用無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)，對(duì)路基、橋梁工后沉降要求較高，尤其是地基處理加固數(shù)量大。隨著速度目標(biāo)值的提高，線間距和路基面寬度要相應(yīng)增寬，土石方數(shù)量也會(huì)相應(yīng)增多。250 km/h方案較200 km/h方案土方量增加10%，土石方數(shù)量變化幅度不大。

3.橋隧工程的影響。隨速度目標(biāo)值的變化，橋梁動(dòng)力性能存在一定的差異，梁體橫向、豎向剛度不同會(huì)引起橋梁梁型和梁高不同，橋梁墩臺(tái)沉降量限值隨速度目標(biāo)值的不同而異。對(duì)于隧道，速度越高，隧道內(nèi)凈空面積、襯砌厚度就越大。

四、工程投資比較

200 km/h和250 km/h兩種速度目標(biāo)值方案的工程量比較見表2。

表 2 200 km/h和250 km/h兩種速度目標(biāo)值方案工程量比較

由表2可知，200 km/h的速度目標(biāo)值方案與250 km/h的方案相比，工程投資減少247 920萬(wàn)元，占地面積減少50.67 hm2，從工程投資角度而言，推薦200 km/h的速度目標(biāo)值方案。

綜上，考慮到列車的合理運(yùn)行速度，為了實(shí)現(xiàn)線路的高利用率，本線城際直達(dá)列車、站站停列車和城際跨線列車最高運(yùn)行速度均采用200 km/h，這個(gè)速度目標(biāo)值方案符合項(xiàng)目功能定位及客流特征，與公路相比優(yōu)勢(shì)明顯，有利于吸引客流，節(jié)省投資，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最優(yōu)化。與相鄰城際線網(wǎng)速度目標(biāo)值一致，便于運(yùn)輸組織和動(dòng)車組靈活運(yùn)用。