張文正，張志亞，尹華拓，史龍龍

（1.廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東廣州 510010；2.中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 102600）

城市軌道交通正線間單渡線設(shè)置曲線的最小線間距研究

張文正1，張志亞1，尹華拓1，史龍龍2

（1.廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東廣州 510010；2.中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 102600）

在城市軌道交通工程中，單渡線的設(shè)置用于臨時(shí)折返列車，增加列車運(yùn)營(yíng)時(shí)的靈活性，實(shí)現(xiàn)列車的轉(zhuǎn)線運(yùn)行。單渡線一般靠近車站端部設(shè)置，當(dāng)設(shè)置成曲線時(shí)，有利于減少車站開(kāi)挖長(zhǎng)度，降低施工造價(jià)，節(jié)約成本。根據(jù)GB 50157—2003《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》的定義，基于車輛、道岔等相關(guān)技術(shù)參數(shù)的條件，對(duì)城市軌道交通單渡線設(shè)置成曲線的最小線間距進(jìn)行研究，得出4種不同組合情況下的最小線間距，為國(guó)內(nèi)城市軌道交通單渡線的設(shè)置起到一定的指導(dǎo)和借鑒作用。

城市軌道交通；單渡線；道岔；最小線間距；有效站臺(tái)；平面布置

0 引言

GB 50157—2003《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：當(dāng)2個(gè)具備臨時(shí)停車條件的車站相距過(guò)遠(yuǎn)時(shí)，根據(jù)運(yùn)營(yíng)需要，宜在沿線每隔3～5個(gè)車站加設(shè)停車線或渡線［1］。單渡線的設(shè)置目的有2個(gè)：1）配合折返線、存車線和停車線；2）設(shè)于兩正線之間，組織列車臨時(shí)交路和夜間工程車折返［2］。單渡線的設(shè)置應(yīng)滿足行車組織和為乘客服務(wù)的要求［3］。

在城市軌道交通工程中，單渡線設(shè)置成曲線不僅能減少單渡線的長(zhǎng)度，減少施工造價(jià)，且方便列車變更進(jìn)路，在軌道交通出現(xiàn)故障時(shí)能盡快排除［4］。然而，該規(guī)范中尚未對(duì)正線間單渡線設(shè)置成曲線的線間距做出明確的規(guī)定，國(guó)內(nèi)學(xué)者和專家對(duì)城市軌道交通正線間的線間距研究也較少。于春華［5］對(duì)城市軌道交通工程中單渡線合理線間距進(jìn)行了探討，研究了車輛類型與道岔在不同尖軌類型和導(dǎo)曲線半徑情況下，單渡線的夾直線長(zhǎng)等于車輛全軸距時(shí)的最小線間距；黃遠(yuǎn)清［6］對(duì)珠三角城際軌道交通正線間的線間距進(jìn)行了研究，分別得出了正線直線地段和曲線兩端直線地段的最小線間距。但這些研究都未涉及到正線間的單渡線是曲線的情況。

本文在前人研究的基礎(chǔ)上，以城市軌道交通中不同車輛和道岔類型等相關(guān)技術(shù)參數(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)地鐵島式車站端部單渡線設(shè)置成曲線的最小線間距的條件進(jìn)行研究。

1 研究單渡線設(shè)置曲線最小線間距的必要性

單渡線即兩正線間（上、下行線）的2組反向單開(kāi)道岔用連接線相連而成，實(shí)現(xiàn)兩線間的轉(zhuǎn)線運(yùn)行［5］。單渡線一般靠近車站端部設(shè)置，土建施工時(shí)，單渡線作為車站的一部分同時(shí)施工，與車站采用相同的施工技術(shù)，車站一般采取明挖法的施工方式。若兩正線間線間距足夠大，設(shè)置成“S”型曲線則有利于減少車站明挖的長(zhǎng)度，降低施工造價(jià)，控制成本。

單渡線一般在車站兩端設(shè)置，包含在車站范圍內(nèi)，單渡線如能在可能的線間距條件下設(shè)置成曲線，能減小車站開(kāi)挖長(zhǎng)度，降低工程造價(jià)，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益［5］。

2 車輛和道岔等相關(guān)技術(shù)參數(shù)

根據(jù)當(dāng)前我國(guó)城市軌道交通建設(shè)和車輛類型的實(shí)際情況，國(guó)內(nèi)城市地鐵正線上常用的車輛類型有A型和B型車輛［1，7－8］。A型車和B型車技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 A型車和B型車技術(shù)參數(shù)Table 1 Technical parameters of vehicle A and vehicle Bm

根據(jù)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：站臺(tái)計(jì)算長(zhǎng)度內(nèi)的站臺(tái)邊緣距線路中心線的距離，應(yīng)按車輛限界加10 mm安全間隙確定，但站臺(tái)邊緣與車輛輪廓線之間的間隙，當(dāng)采用整體道床時(shí)不應(yīng)大于100 mm，當(dāng)采用碎石道床時(shí)不應(yīng)大于120 mm［1］。在城市軌道交通中，車站一般采用地下島式兩層車站，軌道結(jié)構(gòu)采用整體道床，對(duì)于A型車和B型車使用的正線，線路中心線與站臺(tái)邊緣的距離如表2所示。

表2 線路中心線與站臺(tái)邊緣的距離Table 2 Distance between centerline of track and edge of platform m

根據(jù)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》，正線和輔助線上采用的道岔不得小于9號(hào)［1］。地鐵正線上常用的道岔類型為60 kg/m鋼軌的9號(hào)單開(kāi)道岔和12號(hào)單開(kāi)道岔［5］。地鐵常用的60 kg/m鋼軌的9號(hào)和12號(hào)單開(kāi)道岔數(shù)據(jù)如表3所示，平面布置如圖1和圖2所示。

表3 道岔相關(guān)技術(shù)參數(shù)Table 3 Technical parameters of switches

圖1 9號(hào)單開(kāi)道岔Fig.1 No.9 single switch

圖2 12號(hào)單開(kāi)道岔Fig.2 No.12 single switch

3 單渡線設(shè)置曲線的最小線間距研究

城市軌道交通正線上單渡線設(shè)置成曲線與所采用的車輛和道岔類型有關(guān)，若采用A型車，線路中心線距離站臺(tái)邊緣1.6 m；若采用B型車，線路中心線距離站臺(tái)邊緣1.5 m。根據(jù)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》，道岔應(yīng)設(shè)在直線地段，道岔基本軌端部至曲線端部的距離（不含超高順坡及軌距遞減段）不宜小于5 m［1］。根據(jù)表4不同道岔的參數(shù)，對(duì)于60 kg/m鋼軌9號(hào)道岔，道岔岔心至曲線端部的距離為20.73 m；對(duì)于60 kg/m鋼軌12號(hào)道岔，道岔岔心至曲線端部的距離為26.208 m。

表4 車型與道岔4種不同組合下的技術(shù)參數(shù)Table 4 Technical parameters of 4 cases with different combinations of vehicles and switches

單渡線一般靠近車站端部設(shè)置，若單渡線設(shè)置成曲線，則靠近單渡線的車站必為島式車站，側(cè)式車站正線之間的單渡線沒(méi)有條件設(shè)置成曲線。根據(jù)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》，島式車站站臺(tái)的最小寬度為8 m［1］。對(duì)于A型車運(yùn)行的線路，島式車站最小線間距為11.2 m；對(duì)于B型車運(yùn)行的線路，島式車站最小線間距為11 m。

3.1 組合1：A型車與9號(hào)單開(kāi)道岔

根據(jù)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》，正線及輔助線的圓曲線最小長(zhǎng)度，A型車不宜小于25 m，B型車不宜小于20 m；正線及輔助線上兩相鄰曲線間的夾直線長(zhǎng)度（不含超高順坡及軌距遞減段的長(zhǎng)度），A型車不宜小于25 m，B型車不宜小于20 m［1］。

道岔附帶曲線可不設(shè)緩和曲線和超高，但其曲線半徑不得小于道岔的導(dǎo)曲線半徑［1］。若單渡線設(shè)置成曲線，則平面線型為直線a、圓曲線b、夾直線c、圓曲線d和直線e，則在組合1情況下，單渡線最小長(zhǎng)度為20.73 m×2＋25 m×3＝116.46 m，最小線間距約為116.46 m/9＝12.94 m。

計(jì)算得知，對(duì)于A型車運(yùn)行的線路，島式車站端部最小線間距為11.2 m。下文先探討11.2 m線間距時(shí)單渡線能否設(shè)置成曲線。線間距為11.2 m的單渡線如圖3所示。

圖3 組合1線間距為11.2 m的單渡線Fig.3 Case 1：single crossover when the distance between centers of tracks is 11.2 m

由圖3可知，當(dāng)線間距為11.2 m時(shí)，單渡線不能畫(huà)成曲線，且長(zhǎng)度為101.42 m＜116.46 m，因此只能選擇加大線間距。

探討13.5 m（＞12.94 m）線間距之間單渡線設(shè)置曲線的情況。線間距為13.5 m的單渡線如圖4所示。

圖4 組合1線間距為13.5 m的單渡線Fig.4 Case 1：single crossover when the distance between centers of tracks is 13.5 m

由圖4可知，圓曲線半徑R＝2 950 m，完全符合規(guī)范對(duì)圓曲線半徑的規(guī)定，且該半徑接近3 000 m，所以13.5 m是組合1情況下單渡線設(shè)置曲線的最小線間距。

3.2 組合2：A型車與12號(hào)單開(kāi)道岔

對(duì)于12號(hào)單開(kāi)道岔，岔心至曲線端部的距離為26.208 m。若單渡線設(shè)置成曲線，則平面線型為直線a、圓曲線b、夾直線c、圓曲線d和直線e，則在組合2的情況下，單渡線最小長(zhǎng)度為26.208 m×2＋25 m×3＝127.416 m，最小線間距約為127.417 m/12＝10.62 m。

對(duì)于A型車運(yùn)行的線路，根據(jù)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》計(jì)算可知，島式車站最小線間距為11.2 m。探討11.2 m線間距之間單渡線設(shè)置曲線的情況。線間距為11.2 m的單渡線如圖5所示。

由圖5可知，當(dāng)在最小線間距為11.2 m的情況下，單渡線能畫(huà)成曲線，所以在此種情況下，11.2 m是單渡線設(shè)置成曲線的最小線間距。

圖5 組合2線間距為11.2 m的單渡線Fig.5 Case 2：single crossover when the distance between centers of tracks is 11.2 m

3.3 組合3：B型車與9號(hào)單開(kāi)道岔

對(duì)于B型車運(yùn)行的線路，線路中心線與有效站臺(tái)邊緣的距離為1.5 m，且圓曲線最小長(zhǎng)度為20 m，夾直線最小長(zhǎng)度也為20 m。對(duì)于組合3的情況，若單渡線設(shè)置成曲線，則曲線最小長(zhǎng)度為20.73 m×2＋20 m×3＝101.46 m，最小線間距約為101.46 m/9＝11.27 m。

探討由《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》確定的最小線間距為11 m時(shí)，單渡線能否設(shè)置成曲線。線間距為11 m的單渡線如圖6所示。

圖6 組合3線間距為11 m的單渡線Fig.6 Case 3：single crossover when the distance between centers of tracks is 11 m

由圖6可知，當(dāng)線間距為11.0 m時(shí)，單渡線只能畫(huà)成直線，且長(zhǎng)度為99.609 m＜101.46 m，因此只能加大線間距。探討線間距為11.5 m時(shí)，單渡線能否設(shè)置成曲線。線間距為11.5 m的單渡線如圖7所示。

圖7 組合3線間距為11.5 m的單渡線Fig.7 Case 3：single crossover when the distance between centers of tracks is 11.5 m

由圖7可知，圓曲線半徑R＝2 940 m，在《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)半徑規(guī)定的范圍之內(nèi)，非常接近于半徑規(guī)定的最大范圍；且岔心與曲線端部的距離、圓曲線長(zhǎng)度和夾直線完全符合《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。因此，11.5 m是組合3情況下單渡線設(shè)置曲線的最小線間距。

3.4 組合4：B型車與12號(hào)單開(kāi)道岔

對(duì)于12號(hào)單開(kāi)道岔，岔心至曲線端部的距離為26.208 m。在該組合情況下，單渡線若設(shè)置成曲線，則最小長(zhǎng)度為26.208 m×2＋20 m×3＝112.416 m，最小線間距約為112.416 m/12＝9.368 m。根據(jù)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》計(jì)算可知，B型車運(yùn)行的線路，島式車站正線上單渡線設(shè)置曲線的最小線間距為11.0 m。探討11.0 m線間距時(shí)單渡線能否設(shè)置成曲線。線間距為11 m的單渡線如圖8所示。

圖8 組合4線間距為11 m的單渡線Fig.8 Case 4：single crossover when the distance between centers of tracks is 11 m

由圖8可知，圓曲線半徑R＝550 m，岔心與曲線端部的距離、圓曲線長(zhǎng)度和夾直線均符合《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。因此，11.0 m是組合4情況下單渡線設(shè)置曲線的最小線間距。

3.5 單渡線設(shè)置曲線最小線間距

對(duì)不同車輛類型和道岔的4種組合情況下，單渡線設(shè)置成曲線的最小線間距進(jìn)行了研究，結(jié)論如表5所示。

4 單渡線設(shè)置曲線的最小線間距時(shí)平面布置方案

根據(jù)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》，道岔宜靠近車站設(shè)置，但道岔基本軌端部至車站站臺(tái)計(jì)算長(zhǎng)度端部的距離不應(yīng)小于5 m［1］。根據(jù)信號(hào)系統(tǒng)對(duì)車站土建的技術(shù)要求，車站有效站臺(tái)端部至道岔前端基本軌縫距離不應(yīng)小于8 m［9］。道岔基本軌縫與站臺(tái)邊緣示意如圖9所示。

圖9 道岔基本軌縫與站臺(tái)邊緣示意圖（單位：m）Fig.9 Program of switch’s basic track gap and the edge of platform（m）

由圖9可知，道岔岔心至有效站臺(tái)端部的距離為道岔前長(zhǎng)與基本軌縫至有效站臺(tái)邊緣的距離之和。對(duì)于不同的道岔，道岔前長(zhǎng)是不同的。60 kg/m鋼軌9號(hào)單開(kāi)道岔和12號(hào)單開(kāi)道岔岔心至有效站臺(tái)端部距離計(jì)算結(jié)果如表6所示。

表6 道岔岔心至有效站臺(tái)端部的距離Table 6 Distance between switch’s center and the end of effective platformm

4.1 組合1平面布置方案

當(dāng)A型車運(yùn)行的正線，且使用9號(hào)單開(kāi)道岔，島式車站端部單渡線設(shè)置曲線的最小線間距為13.5 m時(shí)，站臺(tái)寬度為10.3 m。組合1平面布置方案如圖10所示。

4.2 組合2平面布置方案

當(dāng)A型車運(yùn)行的正線，且使用12號(hào)單開(kāi)道岔，島式車站端部單渡線設(shè)置曲線的最小線間距為11.2 m時(shí)，站臺(tái)寬度為8 m。組合2平面布置方案如圖11所示。

圖10 組合1平面布置圖Fig.10 Plan arrangement of Case 1

圖11 組合2平面布置圖Fig.11 Plan arrangement of Case 2

4.3 組合3平面布置方案

當(dāng)B型車運(yùn)行的正線，且使用9號(hào)單開(kāi)道岔，島式車站端部單渡線設(shè)置曲線的最小線間距為11.5 m時(shí)，站臺(tái)寬度為8.5 m。組合3平面布置方案如圖12所示。

4.4 組合4平面布置方案

當(dāng)B型車運(yùn)行的正線，且使用12號(hào)單開(kāi)道岔，島式車站端部單渡線設(shè)置曲線的最小線間距為11.0 m時(shí)，站臺(tái)寬度為8.0 m。組合4平面布置方案如圖13所示。

圖12 組合3平面布置圖Fig.12 Plan arrangement of Case 3

圖13 組合4平面布置圖Fig.13 Plan arrangement of Case 4

5 結(jié)論與體會(huì)

本文結(jié)合不同的車輛類型和道岔組合，對(duì)使用整體道床的城市軌道交通工程正線間單渡線設(shè)置成曲線的最小線間距進(jìn)行了研究，得到了單渡線設(shè)置曲線的最小線間距，為后續(xù)研究工作者對(duì)單渡線設(shè)置成曲線的研究起到借鑒和參考作用，為減小單渡線長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)提供了參考。但未對(duì)地面線車站正線鋪設(shè)的碎石道床及其他類型單開(kāi)道岔加以分析研究，只列舉某工程鋪設(shè)的整體道床道岔進(jìn)行分析研究；且本文只對(duì)正線間的單渡線進(jìn)行了研究，未對(duì)輔助線及車場(chǎng)線間及其所采用的其他道岔的單渡線進(jìn)行研究，以及城市軌道交通中不常用的C型鉸接車、D型鉸接車、L型車和單軌車也未進(jìn)行研究。因此，本文的研究存在一定的局限性，有待后續(xù)進(jìn)行更深、更廣泛的研究。

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［8］ 同濟(jì)大學(xué)鐵道與城市軌道交通研究院，北京城建設(shè)計(jì)研究總院.地鐵限界標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003.

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Study on Minimum Distance between Centers of Tracks of Main Lines of Urban Rail Transit Works When Single Crossover is Set into Curve

ZHANG Wenzheng1，ZHANG Zhiya1，YIN Huatuo1，SHI Longlong2
（1.Guangzhou Metro Design＆Research Institute Co.，Ltd.，Guangzhou 510010，Guangdong，China；2.China Railway Fifth Survey and Design Institute Group Co.，Ltd.，Beijing 102600，China）

Single crossover is set for trains to turn back temporarily in order that the trains can transfer from one track to the other and the operation flexibility of the urban rail transit works can be improved.Single crossover is usually set at the end of the platform.When single crossover is set into curve，the excavation length of the urban rail transit station can be reduced and thus the construction cost of the station can be lowered.In this paper，the minimum distance between the centers of the tracks when single crossover is set into curve is studied on basis of GB 50157-2003 Code for Design of Metro and the technical parameters of vehicles and switches.In the end，the minimum distance between the centers of tracks under 4 cases with different combinations of vehicles and switches are obtained.The paper can provide guidance and reference for the setting of single crossover of urban rail transit projects in China in the future.

urban rail transit；single crossover；switch；minimum distance between centers of tracks；effective platform；plane arrangement

10.3973/j.issn.1672－741X.2014.04.005

U 231＋.2

A

1672－741X（2014）04－0318－06

2013－12－30；

2014－02－10

張文正（1988—），男，湖北漢川人，2012年畢業(yè)于北京交通大學(xué)，道路與鐵道工程專業(yè)，碩士，助理工程師，主要從事地鐵線路設(shè)計(jì)工作。