李 睿 歐陽全裕 楊作剛

(1.天津市市政工程設(shè)計研究院，300392，天津;2.天津軌道交通集團有限公司,300381,天津//第一作者，工程師)

新版GB 50157—2013《地鐵設(shè)計規(guī)范》(以下簡稱《設(shè)規(guī)》)已發(fā)布實施多年了。通過設(shè)計實踐，發(fā)現(xiàn)《設(shè)規(guī)》中相關(guān)專業(yè)部分有尚不明確或不盡完善之處?，F(xiàn)結(jié)合地鐵工程實際，并參照有關(guān)國標(biāo)的相關(guān)規(guī)定進行深入分析研究，并提出建議性意見。

1 最小線間距問題

鐵路雙線并行地段兩線路中心線之間的距離簡稱線間距，是線路設(shè)計中最常用的主要技術(shù)參數(shù)之一。GB 50090—2006《鐵路線路設(shè)計規(guī)范》根據(jù)國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB 146.1《標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路機車車輛限界》的規(guī)定，按保證兩線不限速會車要求的列車間安全量，明確規(guī)定相應(yīng)不同速度線路的最小線間距[1-2]。

《設(shè)規(guī)》對地鐵區(qū)間雙線并行直線地段最小線間距未作明確規(guī)定，僅在“限界”章節(jié)中第5.1.6條規(guī)定：“相鄰區(qū)間線路，當(dāng)兩線間無墻、無柱或無設(shè)備時，兩設(shè)備限界之間的安全距離不應(yīng)小于100 mm”[3]。據(jù)此計算得出的最小線間距如表1所示。

表1 按限界控制點計算的地面及高架線直線地段最小線間距

理論計算的最小線間距按0.1 m取整。由表1,采用A型車時取3.3 m，采用B型車時取3.2 m。

現(xiàn)有實際設(shè)計中，當(dāng)采用B型車時(如天津地鐵1、2、3號線)最小線間距采用3.6 m;當(dāng)采用A型車時(如上海地鐵1號線),最小線間距采用3.8 m?？梢?現(xiàn)有設(shè)計都留有較大富余量。采用A型車時富余量約為0.5 m，采用B型車時富余量約為0.4 m。

這里需要討論的是：在區(qū)間并行地段，既然兩線間無墻、無柱及其他設(shè)備，而且這也是常規(guī)鐵路和地鐵的基本常態(tài)，那么說明兩線間的線間距離與設(shè)備限界并無直接關(guān)系;因此,按設(shè)備限界加安全間隙來確定最小線間距，令人不好理解。如改為根據(jù)GB 146.1《標(biāo)準(zhǔn)軌距車輛限界》按地鐵車輛限界加安全間隙確定最小線間距，就比較直觀,也好理解了。

經(jīng)檢算，車輛限界控制點與設(shè)備限界控制點的橫向坐標(biāo)差值，采用A型車時為-25 mm，采用B型車時為-43 mm，若設(shè)定兩車輛限界控制點之間的安全間隙取150 mm，計算得出的最小線間距為3 315 mm(采用A型車)及3 183 mm(采用B型車)，則仍可與按設(shè)備限界控制計算的最小線間距保持基本一致。僅略大25 mm(采用A型車)及7 mm(采用B型車)。

2 曲線地段限界計算及線間距加寬問題

如前所述，現(xiàn)有地鐵設(shè)計實際采用的直線地段最小線間距較理論計算的最小線間距留有較大富余量。雖然《設(shè)規(guī)》對曲線地段加寬及具體計算方法均為作條文明確規(guī)定，但具體工程設(shè)計中仍要涉及這一問題。

2.1 曲線地段限界加寬計算問題

《設(shè)規(guī)》在“附錄D圓曲線地段車輛限界和設(shè)備限界計算方法”中提出：曲線地段車輛限界或設(shè)備限界加寬量應(yīng)按平面曲線或豎曲線引起的車體幾何偏移量計算確定[3]。而且《設(shè)規(guī)》還列出了A、B型車對應(yīng)不同半徑曲線內(nèi)外側(cè)的車體幾何偏移量(E內(nèi)、E外)表。注意到此處用的是“或”字，故不明確該表所列偏移量是由平面曲線還是豎曲線引起的，或是兩項疊加結(jié)果。這為設(shè)計使用帶來不便。根據(jù)《設(shè)規(guī)》，平面曲線引起的曲線內(nèi)側(cè)車體幾何偏移量(E內(nèi))及曲線外側(cè)車體幾何偏移量(E外)分別為

式中:

R——平面曲線半徑;

L0——車體長度；

L1——車輛定距；

α——車輛固定軸距。

針對不同的R進行驗算，得到結(jié)果見表2。

其值恰與《設(shè)規(guī)》附錄表D.0.2-1，表D.0.2-2中值吻合。這說明該附錄表中的偏移量只是平面曲線引起的，并不含豎曲線超高引起車體內(nèi)傾而產(chǎn)生的偏移量，在具體工程設(shè)計中還應(yīng)另行計算確定。而且這兩種限界的最終加寬量理應(yīng)是平、豎曲線引起的兩項偏移量的疊加結(jié)果。

2.2 曲線地段線間距加寬問題

《設(shè)規(guī)》對區(qū)間雙線并行的高架及地面線路最小線間距未作條文明確規(guī)定。而現(xiàn)有設(shè)計實際采用的最小線間距較理論計算的最小線間距留的富余量較大(采用A型車時達510 mm，采用B型車時達424 mm)。可見,最小線間距尚有較大的設(shè)計優(yōu)化空間。從工程經(jīng)濟角度考慮，為節(jié)省工程投資,減少占地，在具體工程設(shè)計中可考慮采用適當(dāng)較小的最小線間距。事實上,已有限界、線路專業(yè)人士提出這方面的建議。如按此設(shè)計，則曲線地段應(yīng)根據(jù)兩端直線地段實際采用的最小線間距，來計算確定曲線地段線間距加寬值。該加寬值是線路設(shè)計中常用的主要技術(shù)參數(shù)之一，不僅要有相應(yīng)的準(zhǔn)確度,而且若加寬量過大，則會增大非必要的工程量;若加寬量不足，則可能留下行車安全隱患。GB 50090—2006《鐵路線路設(shè)計規(guī)范》對曲線線間距加寬有條文明確規(guī)定，并附有加寬計算公式，還列出不同半徑曲線的線間距加寬值表。設(shè)計 人員可直接查用，對設(shè)計而言甚為方便。由于現(xiàn)行《設(shè)規(guī)》對此均無條文明確規(guī)定，也無相關(guān)計算方法說明，設(shè)計者處理辦法難以統(tǒng)一，因此，為方便設(shè)計，建議線路及限界等相關(guān)專業(yè)人員進一步研究，可否參照GB 50090—2006《鐵路線路設(shè)計規(guī)范》,即根據(jù)GB146.2《標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路建筑限界》規(guī)定，結(jié)合地鐵線路、車輛參數(shù)自身特點，計算出不同半徑曲線的內(nèi)外側(cè)偏移量及曲線加寬值表，以供設(shè)計直接查用，從而避免計算繁瑣，提高設(shè)計工作效率。

表2 不同R對應(yīng)的E內(nèi)及E外

3 軌枕鋪設(shè)數(shù)量問題

軌枕是支承鋼軌并將荷載傳布于道床的軌道部件。軌枕鋪設(shè)數(shù)量是構(gòu)成軌道技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)重要參數(shù)之一，應(yīng)根據(jù)運量、行車速度，以及線路平、縱斷面條件確定，并綜合考慮鋼軌及道床等因素，合理配套，以求在最經(jīng)濟條件下，保證軌道具有足夠的強度和穩(wěn)定性。TB 10082—2005《鐵路軌道設(shè)計規(guī)范》[3]根據(jù)線路性質(zhì)及軌道類型列有對應(yīng)不同半徑曲線及線路縱坡的每公里軌枕鋪設(shè)數(shù)量表，以供設(shè)計直接查用。舊版的GB 50157—2003《地鐵設(shè)計規(guī)范》也列有“表6.3.2 軌枕鋪設(shè)數(shù)量”，而現(xiàn)行《設(shè)規(guī)》卻刪去了此表，而僅列出了“表7.2.7 扣件鋪設(shè)數(shù)量(對/km)”?？紤]到扣件是與軌枕配套的，故軌道設(shè)計中只好反其用之，即軌枕鋪設(shè)標(biāo)準(zhǔn)比照扣件鋪設(shè)數(shù)量《設(shè)規(guī)》中表7.2.7執(zhí)行，且其計量單位應(yīng)明確為“根/km”。并建議將軌枕及扣件的鋪設(shè)數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)合列在同一個表內(nèi)。如此，就更趨完善了。

4 其他問題

作為城市交通，地鐵與一般鐵路不同，其地面線路路基在線路工程中所占比重甚小。故GB 50157—1993《地鐵設(shè)計規(guī)范》并無路基內(nèi)容，而2003年版及2013年版地鐵《設(shè)規(guī)》均已包含“路基”章節(jié)，且其內(nèi)容基本上是照搬一般鐵路的路基設(shè)計規(guī)范，條文較多。故在地鐵路基工程設(shè)計中應(yīng)用路基相關(guān)條文時，要注意結(jié)合地鐵實際界定其使用條件。例如“機械化養(yǎng)路平臺”，原本是在行車密度不大有足夠間隔時間時，允許中小型機械上道作業(yè)的一般鐵路可用作放置移動式發(fā)電機組或避車下道的部分機具。而地鐵線路日常維修作業(yè)只能在晚上地鐵停運時段進行，無需避車下道，且地處市郊的線路沿線也多有固定電源可用。這些都是平臺設(shè)計時要考慮的因素。

“路基支檔結(jié)構(gòu)”一節(jié)篇幅較大。實際上，地鐵作為城市交通，多建在大城市城區(qū)及郊區(qū)。考慮城市景觀要求和少占城市用地及郊區(qū)農(nóng)田要求，一般情況下地鐵不應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)路基支檔結(jié)構(gòu)，工程實踐中也很少出現(xiàn)。唯有地處地形起伏大的山區(qū)城市郊區(qū)線路，需要設(shè)計路基支檔結(jié)構(gòu)。此時，可參考“鐵路工程設(shè)計技術(shù)手冊”、《路基》等既有成熟技術(shù)資料進行設(shè)計。

本文對GB 50157—2013《地鐵設(shè)計規(guī)范》中的線路最小線間距、曲線地段限界、軌枕鋪設(shè)數(shù)量、路基及路基支擋結(jié)構(gòu)、機械化養(yǎng)路平臺等問題進行梳理，并展開了深入研究。