張晉云

（廣州鐵路職業(yè)技術學院軌道交通學院，廣東 廣州510430）

南沙港鐵路雞鴉水道公鐵合建段線間距研究

張晉云

（廣州鐵路職業(yè)技術學院軌道交通學院，廣東 廣州510430）

以南沙港鐵路雞鴉水道公鐵合建段為研究對象，研究了不同的線間距選取對鐵路工程的重大影響。首先系統(tǒng)研究了過雞鴉水道段17 m變線間距與4 m區(qū)間線間距兩個方案，通過橋梁受力檢算與偏心計算知17 m變線間距方案能最大限度利用既有公路橋墩，但施工過程對水道航跡線產生影響；4 m線間距方案可最大程度節(jié)省土地占用，同時優(yōu)化水道航跡線，故選擇后者。此后，根據超高、縱斷面等合理計算過渡交點曲線加寬值以減少夾心地；最后，得出結論：科學的線間距選擇對于與公路建設時序不同步的特殊鐵路工程意義重大。

線間距；曲線加寬；公鐵合建；內側緩和曲線長度

鐵路項目設計過程中，雙線鐵路線間距與運行速度等有關，對于160 km·h-1的城際鐵路［1］與300 km·h-1的高鐵［2］，分別采用4.2 m與5.0 m的線間距，曲線地段不需要考慮加寬；對于速度目標值低的客貨混線或純貨運鐵路，采用4.0 m線間距，則曲線地段需要加寬，在變線間距地段亦是如此。加寬值如何計算，在設計中一般查《鐵路線路設計規(guī)范》［3］，選取對應的加寬值，而這類加寬大多有富余，但是隨著土地集約化程度的提高，工程用地也值得仔細推敲，以最優(yōu)化的設計減少夾心用地［4］，如此，加寬值的精確確定是能節(jié)約土地的有效手段。線間距的計算涉及內容通常包括內側曲線半徑的確定、內側緩和曲線長度確定［5］、縱斷面條件等，本文系統(tǒng)考慮了這些條件［6］，以某個變線間距的區(qū)間曲線為算例，對南沙港鐵路中山南頭雞鴉水道段進行了計算，并得出合理的結果。

1 項目簡介

南沙港鐵路［7］目前先開段已開工建設，其余段尚在設計階段，項目位于珠三角腹地，土地資源十分緊張，為了減少對佛山、中山地方規(guī)劃片區(qū)的切割，全線約有36 km以最小安全距離30 m并行在建的廣中江高速公路。其中中山南頭段線位位于密集的已建成城鎮(zhèn)區(qū)，若再以30 m間距并行廣中江高速公路，將面臨小學、幼兒園、消防大隊等敏感建筑主體的拆遷，且拆遷后無地安置，因此，省政府決定在中山南頭段采用公鐵合建方式同步建設，鐵路在下，公路在上，由于廣中江位于南頭雞鴉水道中的橋梁主墩已建成，本文研究合理的線間距，以期最大程度地利用已建成水中墩，減少工程浪費。

本項目為I級鐵路，一次建成雙線，設計速度120 km·h-1，限速地段100 km·h-1，最小曲線半徑一般地段1 200 m，困難地段800 m，特別困難地段600 m，限制坡度6‰，電力牽引，運行雙層集裝箱列車［8］，線間距一般地段4.0 m，站間5.0 m，區(qū)間曲線地段線間距需要加寬。

2 線間距選擇研究

前期研究中圍繞廣中江高速公路線型條件及跨雞鴉水道高速公路橋墩利用條件，研究了雞鴉水道路中合建、雞鴉水道分幅合建兩個局部線位方案，局部線位方案選擇，其實就是雞鴉水道線間距的選擇，本文研究了17 m線間距與4 m線間距兩個方案。

2.1 雞鴉水道路中合建4 m線間距研究

4 m線間距研究:南沙港鐵路自雞鴉水道西側向東與廣中江高速合建至工業(yè)大道結束合建，合建段南沙港鐵路布置在廣中江高速兩幅路中心，鐵路左右線線間距4 m，方案見圖1。

因原公路橋分左、右兩幅橋，墩柱有錯位，為滿足通航要求，路中合建方案需將主橋孔跨加大至180 m（原公路主跨為175 m），為滿足防洪要求，小里程邊跨跨過河堤至少需采用130 m邊跨，因此路中合建方案跨雞鴉水道主橋擬采用（130+180+130）m連續(xù)鋼桁梁，該方案僅能利用水中主墩已施工的樁基，主墩墩身及承臺需全部拆除，并需增加主墩樁基以滿足受力要求，邊墩無可利用工程。

但是4 m線間距方案，鐵路整幅建設，對水道中船只的航跡無影響。

圖1 雞鴉水道路中合建4 m線間距方案（單位：m）Fig.1 The scheme of 4 m line spacing for Jiya Waterway Bridge（m）

2.2 雞鴉水道路中合建17 m線間距研究

17 m線間距研究:南沙港鐵路左右線線間距雞鴉水道至南頭大道為17 m，南頭大道至合建結束為4 m。

17 m線間距方案見圖2。

左、右幅橋均擬采用（102+175+102）m連續(xù)鋼桁梁［9］，僅需拆除公路已施工的水中主墩上部雙薄壁墩及右幅橋0#塊，由于鋼桁梁相對連續(xù)剛構結構自重大大減輕，且175 m主跨與原孔跨一致，經檢算可利用水中全部主墩樁基、承臺及主墩墩身，邊跨樁基除右幅原大里程側邊墩廢除兩根外其余也均可利用。利用已實施工程投資3 100萬。

但是17 m線間距方案，兩側從合鐵分建到合建地段，有部分優(yōu)質土地資源的浪費，且雞鴉水道中的船只需要兩次分別穿過鐵路左、右線，對航跡線有影響。

綜合考慮，為了最大程度利用土地資源，同時減少廢棄和對現有航跡線的影響，因此本段推薦采用4 m線間距方案。

圖2 雞鴉水道路中合建17 m線間距方案（單位：m）Fig.2 The scheme of 17 m line spacing for Jiya Waterway Bridge（m）

2.3 橋梁橋墩結構及計算模型

兩方案對應的橋墩采用預應力混凝土雙層門式墩，如圖3所示。

圖3 17 m與4 m線間距對應的雙層門式墩（單位：cm）Fig.3 The corresponding double portal pier of 17 m and 4 m line spacing（cm）

對17 m線間距和4 m線間距方案的橋梁建立有限元模型，采用Midas/CiviL進行應力與變形的空間分析，鐵路橋面板采用板單元，其余采用梁單元，公路橋面板按照梁格法建模［10］。計算模型如圖4所示。

2.1 及2.2中的兩個線間距方案的橋梁模型均通過了檢算，說明17 m線間距和4 m線間距方案在橋梁結構方面均可行。

圖4 計算分析有限元模型Fig.4 The calculation and analysis finite element model

3 曲線地段加寬研究

從雞鴉水道西側曲線到雞鴉水道，根據推薦方案，雞鴉水道采用4 m線間距，因此該段線間距是按最小線間距考慮，則在曲線地段需要考慮曲線加寬。并行地段的曲線線間距加寬值應采用加長內側緩和曲線長度的方法完成。內側緩和曲線長度應按下式計算確定:

其中:Ln——內側緩和曲線長度（m）；

LW——外側緩和曲線長度（m）；

Rn——內側線曲線半徑（m）；

RW——內側線曲線半徑（m）。

根據廣中江高速公路線型，鐵路擬采用700 m的曲線半徑，右線位于外側，按《鐵路線路設計規(guī)范》，采用100 m緩和曲線長度。結合縱斷面，雞鴉水道處左線位于上坡、平坡段，右線位于平坡、下坡段，右線速度快，該段需采用“大加寬”，即外側線路曲線超高小于內側線路曲線超高。

加寬值計算如下:

其中:hW——外側線路曲線計算超高（mm）；

hn——內側線路曲線計算超高（mm）。

按安全條件，以超高上界作為外側線超高，下界作為內側線超高，且若hsup-hinf≤hsup/2，并令hsup-hinf=hsup/2，由于是計算第一、二線的線間距，則曲線線間距加寬值按下式計算:

其中:hsup——超高上界；

hinf——超高下界。

上式中超高上界與超高下界又與最小曲線半徑、旅行速度、設計速度、允許欠超高以及允許過超高等因素有關。允許欠超高以及允許過超高按下表中超高參數取值。

表1 超高參數表Tab.1 The superelevation parameters mm

最小曲線半徑

其中: VK——旅客列車行車速度；

VH——貨車設計速度。

因此，

當時，Rmin1＜R上界hsup為

下界hinf為

則，根據式（2），該段700半徑處曲線線間距加寬值為

則根據式（1）內側緩和曲線長度為

取整以后，該段內側緩和曲線長度為120 m。

4 結論

1）對于廊道相同，建設時序不一致的兩個工程，若由于決策的變化，將分建工程變?yōu)楹辖üこ?，宜合理選擇正確的線間距，并進行嚴格的受力檢算，盡可能減少占用優(yōu)質土地資源與對現有環(huán)境的影響；

2）對于變線間距或已采用最小線間距的鐵路曲線要素，前后線間距不一致的情況，應該考慮曲線加寬；

3）基于集約型發(fā)展的需求，為最大程度利用土地資源、減少夾心地，對于曲線加寬在設計階段應充分考慮超高、縱斷面、最小曲線半徑等多因素，合理計算加寬值與內側緩和曲線長度。

［1］國家鐵路局.TB 10623-2014城際鐵路設計規(guī)范［S］.北京:中國鐵道出版社，2014.

［2］中華人民共和國鐵道部.鐵建設［2007］47號.新建時速300～350公里客運專線鐵路設計暫行規(guī)定［S］.北京:中國鐵道出版社，2007.

［3］中華人民共和國鐵道部.GB/T50090-2006鐵路線路設計規(guī)范［S］.北京:中國計劃出版社，2006.

［4］中華人民共和國國務院.第［639］號令.鐵路安全管理條例［S］.北京:中國法制出版社，2013.

［5］賈國裕.雙線鐵路變更線間距地段線路平面計算有關問題的探討［J］.鐵道標準設計，2006（1）:29-33.

［6］潘吉洪.跨既有鐵路斜交式公路拱橋施工方案研究［J］.華東交通大學學報，2015，32（3）:32-35+121.

［7］周德宏.基于廣州南沙港鐵路的線路方案選線設計研究［J］.鐵道工程學報，2013，12:1-5+18.

［8］陳顥.雙層集裝箱運輸線路曲線加寬的研究［J］.鐵道勘測與設計，2002（5）:4-5.

［9］宮劍.鋼桁梁鐵路橋改造設計及結構計算分析［J］.低溫建筑技術，2016（4）:104-106.

［10］文方針，彭可可.大跨度橋梁非線性計算的空間梁格模型研究［J］.華東交通大學學報，2006，23（1）:33-36.Research on Line Spacing in Highway and Railway Combined Section of Jiya Waterway Bridge on Nansha Port Railway Line

Zhang Jinyun
（School of Rail Transit，Guangzhou Railway Polytechnic，Guangzhou 510430，China）

By taking the highway and railway combined section Jiya Waterway Bridge on Nansha Port railway line as the research object，this paper studies influences of different line spacing selecting on the project construction.Firstly，two schemes of 17m variable line spacing and 4m line spacing for Jiya Waterway Bridge are researched systematically.After testing the stress of the bridge and calculating the eccentricity，it finds out that the scheme of 17m variable line spacing can maximize the use of bridge piers for the existing highway，but the construction process has effects on sailing tracks of the waterway.Meanwhile，the scheme of 4m can lessen land use to the maximal degree and optimize the sailing tracks of the waterway，which is adopted accordingly.Furthermore，this research calculates the curve widening values of transition intersections reasonably to reduce land use according to the superelevation and profile.It concludes that selecting the line spacing scientifically is of great significance for the special railway project with the highway construction constructed in different periods.

line spacing；curve widening；combined highway and railway structure；inside transition curve length

U212.36

A

1005-0523（2016）05-0007-05

（責任編輯 王建華）

2016－05－22

張晉云（1976—），講師，碩士，研究方向為鐵道工程。