柳世輝

(中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,西安 710043)

1 概述

TB10098—2017《鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范》[1](以下簡(jiǎn)稱“線規(guī)”)修訂是根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部建標(biāo)(2011)17號(hào)《關(guān)于印發(fā)2011年工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定、修訂計(jì)劃的通知》、原鐵道部鐵建設(shè)函[2011]10號(hào)《關(guān)于印發(fā)2011年鐵路工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)編制計(jì)劃的通知》。在GB50090—2006《鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范》[2](以下簡(jiǎn)稱“原規(guī)范”)基礎(chǔ)上修編而成。

線規(guī)修訂結(jié)合鐵路線路設(shè)計(jì)要求，突出各類型鐵路選線設(shè)計(jì)的原則和基本要求，強(qiáng)調(diào)與相關(guān)規(guī)范的協(xié)調(diào)銜接，對(duì)于橋梁地段設(shè)置反向曲線夾直線、隧道地段坡度折減等涉及安全性、經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)進(jìn)步的重要條款要加強(qiáng)研究論證和比較分析，確保安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理。

修訂后的“線規(guī)”由8章組成，分別為總則，術(shù)語和符號(hào)，主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，綜合選線，線路平面，線路縱斷面，車站分布，鐵路交叉、附屬設(shè)施及其他。補(bǔ)充、刪減、修訂的主要內(nèi)容如下。

(1)為體現(xiàn)鐵路線路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)性，修訂了規(guī)范的適用范圍。

(2)為適應(yīng)客貨共線鐵路運(yùn)輸需求，旅客列車設(shè)計(jì)速度由160 km/h改為200 km/h；刪除了140 km/h客貨共線鐵路的線路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

(3)為明確各級(jí)鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容組成，增加了“主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”章。

(4)為明確綜合選線的原則和線路設(shè)計(jì)基本要求，增加了“綜合選線”章。

(5)為提高平面和縱斷面設(shè)計(jì)的系統(tǒng)性和完整性，細(xì)化不同等級(jí)鐵路平面和縱斷面設(shè)計(jì)要求，原規(guī)范第4章“線路的平面和縱斷面”分為“線路平面”和“線路縱斷面”兩章。

(6)為統(tǒng)一和優(yōu)化各級(jí)鐵路線路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，有利于在同等工程條件下降低工程投資，提升線路設(shè)計(jì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性，修訂了客貨共線鐵路緩和曲線長(zhǎng)度，刪除了曲線半徑和緩和曲線長(zhǎng)度優(yōu)先值；修改了橋梁設(shè)在曲線上的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；修訂了客貨共線鐵路大斷面隧道內(nèi)線路坡度折減標(biāo)準(zhǔn)。

2 修訂原則

(1)充分吸納近年來我國鐵路科技進(jìn)步、鐵路技術(shù)裝備發(fā)展的最新成果和建設(shè)運(yùn)營實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，開展針對(duì)性調(diào)研，將適合我國國情、路情的設(shè)計(jì)要求納入規(guī)范。

(2)根據(jù)鐵路工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)要求，納入高速、城際、重載鐵路線路設(shè)計(jì)技術(shù)內(nèi)容。

(3)編制中充分了解和收集原規(guī)范和鐵建設(shè)函[2005]285號(hào)《新建時(shí)速200公里客貨共線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》[3]頒布執(zhí)行以來，設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營部門的意見，完善補(bǔ)充相關(guān)技術(shù)內(nèi)容。

(4)充分體現(xiàn)線路設(shè)計(jì)在鐵路工程各專業(yè)設(shè)計(jì)中的總體地位和主導(dǎo)作用。

(5)做好與國家、行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)。

3 主要修訂內(nèi)容

3.1 規(guī)范構(gòu)成特點(diǎn)

原規(guī)范共5章94條，修訂后共8章147條，包括總則，術(shù)語和符號(hào)，主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，綜合選線，線路平面，線路縱斷面，車站分布，鐵路交叉、附屬設(shè)施及其他等，另有2個(gè)附錄。

章節(jié)結(jié)構(gòu)上，與原規(guī)范相比，增加“基本規(guī)定和綜合選線”兩章?？倓t僅保留設(shè)計(jì)年度、與安全有關(guān)條文和體現(xiàn)技術(shù)政策、法規(guī)的內(nèi)容，將主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、選線原則和線路設(shè)計(jì)要求等有關(guān)的條款納入“主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”和“綜合選線”。為適應(yīng)規(guī)范適用范圍的調(diào)整，原“4線路的平面和縱斷面”調(diào)整為兩章，分別為“4線路平面”和“5線路縱斷面”。另有2個(gè)附錄。條文修訂數(shù)量變化情況如表1所示。

表1 分章條文修訂數(shù)量變化情況

從表1可知，修改及增加的條文約占全部條文數(shù)目的90%。原規(guī)范條文保留量約10%，刪除量約20%。

3.2 修訂的主要內(nèi)容和條款

3.2.1 總則

(1)修訂了規(guī)范的適用范圍。原規(guī)范僅適用于客貨共線Ⅰ、Ⅱ級(jí)鐵路，修訂后適用于高速鐵路、城際鐵路、客貨共線Ⅰ和Ⅱ級(jí)鐵路、重載鐵路的線路設(shè)計(jì)。

(2)提出鐵路線路設(shè)計(jì)應(yīng)貫徹綠色協(xié)調(diào)發(fā)展理念，落實(shí)現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸發(fā)展要求。

(3)明確了線路設(shè)計(jì)工作內(nèi)容：充分研究項(xiàng)目需求、鐵路網(wǎng)規(guī)劃和綜合交通規(guī)劃，準(zhǔn)確把握項(xiàng)目功能定位，科學(xué)論證建設(shè)方案，合理選定主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和線路走向，系統(tǒng)優(yōu)化線路平、縱斷面設(shè)計(jì)等。

3.2.2 術(shù)語和符號(hào)

補(bǔ)充了各類鐵路的定義，刪除了國家要求的年輸送能力等術(shù)語，并與GB/T50262—2013《鐵路工程基本術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)》等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了協(xié)調(diào)，保證規(guī)范條文的準(zhǔn)確、嚴(yán)謹(jǐn)。

3.2.3 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

(1)根據(jù)不同等級(jí)鐵路分別規(guī)定了主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

(2)客貨共線鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)取消了機(jī)車交路，主要是考慮客貨共線鐵路機(jī)車交路對(duì)設(shè)計(jì)和工程影響小，運(yùn)營中經(jīng)常調(diào)整。

(3)客貨共線鐵路旅客列車設(shè)計(jì)速度取消140 km/h速度檔次，與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中的速度分檔保持一致。

3.2.4 綜合選線

(1)系統(tǒng)總結(jié)近年來我國鐵路特別是高速鐵路工程建設(shè)和運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，明確了鐵路選線設(shè)計(jì)原則，可指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行綜合選線。

(2)針對(duì)不同區(qū)域特點(diǎn)對(duì)照分析原規(guī)范選線設(shè)計(jì)方面存在的不足，提出了線路引入樞紐(地區(qū))、線路走向選擇、車站選址等技術(shù)要求，并對(duì)環(huán)境敏感區(qū)、特殊地區(qū)、大江大河、隧道地段選線設(shè)計(jì)作了原則性規(guī)定，滿足設(shè)計(jì)需求和工程經(jīng)濟(jì)性要求。

(3)新增對(duì)“連續(xù)長(zhǎng)大坡道的設(shè)置應(yīng)結(jié)合工程條件、行車組織和電分相設(shè)置等因素合理確定”的規(guī)定。

一般電分相設(shè)置在線路坡度平緩、列車通過速度較高的地段，不得已設(shè)置在區(qū)間連續(xù)長(zhǎng)大坡道地段時(shí)，受機(jī)車牽引力限制，列車運(yùn)行速度過低而無法通過無電區(qū)，可能造成意外停車事故。因此連續(xù)長(zhǎng)大坡道地段，若經(jīng)過行車檢算可能存在影響行車安全的類似工況，可考慮設(shè)置緩坡段。

3.2.5 線路平面

原規(guī)范第4章“線路的平面和縱斷面”分為“線路平面”和“線路縱斷面”兩章，細(xì)化了不同等級(jí)鐵路平面和縱斷面設(shè)計(jì)要求。為合理確定客貨共線鐵路平縱斷面設(shè)計(jì)參數(shù)，立項(xiàng)“《鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范》線路設(shè)計(jì)參數(shù)的動(dòng)力仿真分析研究”課題，從行車安全性與乘坐舒適性角度，對(duì)線路區(qū)間正線上或車站咽喉區(qū)兩端道岔(直向)基本軌接縫與緩和曲線起終點(diǎn)間最小夾直線長(zhǎng)度、曲線間最小夾直線長(zhǎng)度及橋梁曲線間最小夾直線長(zhǎng)度進(jìn)行研究，分別對(duì)客貨共線鐵路不同速度、不同軸重、不同線路參數(shù)情況下，最小夾直線長(zhǎng)度對(duì)車輛垂向、橫向以及縱向動(dòng)力學(xué)響應(yīng)的影響進(jìn)行綜合分析，為線路設(shè)計(jì)參數(shù)選取提供理論支撐與技術(shù)支持。

(1)修訂了客貨共線鐵路緩和曲線長(zhǎng)度。綜合考慮200 km/h客貨共線鐵路的車輛結(jié)構(gòu)、速度、軸重及牽引質(zhì)量等因素對(duì)軌道結(jié)構(gòu)的作用，結(jié)合運(yùn)營實(shí)踐，為統(tǒng)一計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，將《新建時(shí)速200公里客貨共線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》[3]中采用的超高時(shí)變率31 mm/s和25 mm/s，改為32 mm/s和28 mm/s，重新計(jì)算修訂了緩和曲線長(zhǎng)度，優(yōu)化了線路條件，滿足運(yùn)營維護(hù)要求。

(2)修改了橋梁設(shè)在曲線上的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。解決了原規(guī)范與鐵總建設(shè)[2013]92號(hào)《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范局部修訂》[4]橋上反向曲線間夾直線最小長(zhǎng)度不統(tǒng)一的問題

原規(guī)范條文3.1.10規(guī)定：特大橋、大橋宜設(shè)在直線上。困難條件下必須設(shè)在曲線上時(shí)，宜采用較大的曲線半徑。明橋面橋不應(yīng)設(shè)在反向曲線上，也不宜設(shè)在緩和曲線上?？缍却笥?0 m或橋長(zhǎng)大于100 m的明橋面橋設(shè)在半徑小于1 000 m的曲線上時(shí)，應(yīng)有充分技術(shù)經(jīng)濟(jì)依據(jù)。

鐵總建設(shè)[2013]92號(hào)《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范局部修訂》[4]條文3.4.5橋上線路除符合《鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范》外，尚應(yīng)符合下列規(guī)定。

①橋上線路必需設(shè)在反向曲線上時(shí)，其夾直線長(zhǎng)度應(yīng)大于一個(gè)運(yùn)行列車長(zhǎng)度。

②困難條件下，橋上反向曲線不能滿足上述要求，必須進(jìn)行充分的技術(shù)論證并采取必要的技術(shù)措施，確保行車安全。

橋上反向曲線間夾直線最小長(zhǎng)度對(duì)鐵路選線和工程經(jīng)濟(jì)性影響較大。隨著大功率機(jī)車的廣泛運(yùn)用，列車牽引質(zhì)量不斷提高，列車編組長(zhǎng)度越來越長(zhǎng)，若滿足夾直線長(zhǎng)度大于一個(gè)運(yùn)行列車長(zhǎng)度的要求，尤其是對(duì)地處山區(qū)的客貨共線、重載鐵路的選線和工程經(jīng)濟(jì)性影響更加顯著。

規(guī)范修編過程中各參編單位對(duì)原規(guī)范所涉及的“橋上曲線間夾直線長(zhǎng)度”等相關(guān)條款如何修訂爭(zhēng)議較大，為此鐵一院立項(xiàng)“《鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范》線路設(shè)計(jì)參數(shù)的動(dòng)力仿真分析研究”課題對(duì)上述問題進(jìn)行了研究，本次修訂對(duì)此做了明確規(guī)定。

(3)客貨共線200 km/h速度車站咽喉區(qū)兩端最外道岔及其他道岔(直向)至曲線超高順坡終點(diǎn)之間的直線長(zhǎng)度，由《新建時(shí)速200 km客貨共線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》﹝3﹞規(guī)定的“不宜小于70 m”修改為“不宜小于80 m”，改善了列車運(yùn)行條件，減輕車輛對(duì)道岔振動(dòng)沖擊，并可減少維護(hù)工作量。

3.2.6 線路縱斷面

(1)新增豎曲線不應(yīng)設(shè)置在鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器范圍內(nèi)的規(guī)定。

鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器在結(jié)構(gòu)上與道岔類似，也是正線線路的薄弱環(huán)節(jié)。其主要部件應(yīng)位于同一平面上，如將其設(shè)在豎曲線的曲面上，一則列車通過的平穩(wěn)性更差，可能增加列車的搖擺和振動(dòng)；二則可能影響鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器的正常使用，也增加養(yǎng)護(hù)困難。因此，應(yīng)將豎曲線設(shè)在鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器范圍外，避免重疊。

(2)新增“高速鐵路、城際鐵路線路所的正線坡度”的規(guī)定。

原規(guī)范未對(duì)線路所的正線坡度單獨(dú)規(guī)定，僅規(guī)定特殊困難條件下，客貨共線鐵路中間站、會(huì)讓站、越行站咽喉區(qū)的正線坡度不應(yīng)大于10‰，咽喉區(qū)外的個(gè)別道岔和渡線的坡度不應(yīng)大于限制坡度；改建車站時(shí)，不得大于15‰。高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范[5]、城際鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范[6]以及其他相關(guān)規(guī)范也沒有相應(yīng)的規(guī)定。

總結(jié)近年來高速鐵路大坡道上鋪設(shè)42號(hào)道岔動(dòng)力仿真分析和研究成果，形成初步結(jié)論：其一是坡度的存在會(huì)使列車通過時(shí)頻繁制動(dòng)，引起鋼軌爬行，當(dāng)輪軌粘著系數(shù)較大、扣件阻力降低、軌溫變化幅度增加會(huì)造成鋼軌爬行量的增加，進(jìn)而大幅度增加鋼軌受力；其二是列車反復(fù)制動(dòng)導(dǎo)致的大坡道上無砟道岔尖軌區(qū)域和心軌區(qū)域的殘余變形，可能引起道岔鉤鎖裝置和道岔尖軌形態(tài)改變。上述工況均可導(dǎo)致大坡道上道岔范圍內(nèi)鋼軌磨耗加重，加劇鋼軌和道岔部件的傷損，縮短鋼軌和道岔使用壽命，影響列車通過性能。因此長(zhǎng)大坡道上鋪設(shè)42號(hào)道岔時(shí)，運(yùn)營過程中需要加強(qiáng)觀測(cè)，并對(duì)大坡道上無縫道岔的計(jì)算理論進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)驗(yàn)證及理論發(fā)展。

綜上所述，高速鐵路、城際鐵路設(shè)在區(qū)間的線路所，宜設(shè)在比較平緩的坡道上，以利于列車的停車、起動(dòng)和加速，防止道岔爬行?？偨Y(jié)近年來工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，規(guī)定線路所正線坡度一般不宜大于15‰，困難條件下不應(yīng)大于20‰。特殊情況如布設(shè)有大號(hào)碼道岔、道岔位于橋梁上等，正線坡度應(yīng)進(jìn)行技術(shù)論證分析確定，滿足道岔穩(wěn)定性要求，保證行車安全。

(3)修訂了客貨共線鐵路大斷面隧道內(nèi)線路坡度減緩(或折減)[7-15]。

原規(guī)范隧道坡度折減是基于涼風(fēng)埡、新場(chǎng)、婁山關(guān)、核桃坪等隧道進(jìn)行試驗(yàn)后提出的隧道空氣附加阻力公式計(jì)算所得。試驗(yàn)條件與現(xiàn)在相比，無論是隧道長(zhǎng)度、橫斷面面積等基礎(chǔ)條件，還是在機(jī)車性能、運(yùn)輸組織等方面均差異較大，故原規(guī)范隧道坡度折減的規(guī)定已不能適應(yīng)目前長(zhǎng)大隧道的坡度折減。

本次修訂根據(jù)《鐵路長(zhǎng)大隧道坡度折減試驗(yàn)研究及工程應(yīng)用》[7]的研究結(jié)論，對(duì)電力牽引重載鐵路單洞單線隧道和160 km/h及以下客貨共線鐵路單洞單線隧道內(nèi)的線路坡度，長(zhǎng)度大于1 000 m的電力牽引客貨共線120 km/h及以上單洞雙線和200 km/h單洞單線鐵路等大斷面隧道內(nèi)的線路坡度折減標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了規(guī)定。

對(duì)于長(zhǎng)度大于400 m的內(nèi)燃牽引鐵路隧道、電力牽引160 km/h及以下、重載鐵路單洞單線鐵路隧道最大坡度折減，由于缺少測(cè)試數(shù)據(jù)，坡度折減仍沿用原規(guī)范的最大坡度折減系數(shù)，待有新的研究成果再行修訂。

(4)增加了客貨共線鐵路客貨分線段落最大坡度可根據(jù)牽引種類、機(jī)車類型、牽引質(zhì)量等因素分別計(jì)算確定的規(guī)定，可提高設(shè)計(jì)靈活性和工程經(jīng)濟(jì)性。

3.2.7 車站分布

(1)根據(jù)鐵運(yùn)[2012]280號(hào)文《鐵路營業(yè)線施工安全管理辦法》[16]，修訂了綜合維修“天窗”時(shí)間，保持了標(biāo)準(zhǔn)的一致性。

(2)刪除了改建既有線或增建第二線時(shí)宜關(guān)閉作業(yè)量較小的車站的規(guī)定，設(shè)計(jì)中可根據(jù)實(shí)際情況具體分析確定。

3.2.8 鐵路交叉、附屬設(shè)施及其他

(1)明確了鐵路交叉的設(shè)置原則，根據(jù)設(shè)計(jì)需要?jiǎng)h減了道口有關(guān)內(nèi)容，強(qiáng)化了鐵路交叉作為行車安全薄弱地段的技術(shù)要求。

(2)依據(jù)《中華人民共和國道路交通管理?xiàng)l例》規(guī)定的車輛裝載高度、寬度加適當(dāng)安全間距，修訂了鐵路立交橋下的鄉(xiāng)村道路凈高、凈寬標(biāo)準(zhǔn)。

(3)增加了“附屬設(shè)施及其他”一節(jié)，明確了鐵路附屬設(shè)施及其他設(shè)施的設(shè)置原則。

4 “線規(guī)”的總體技術(shù)特點(diǎn)

“線規(guī)”貫徹了國家“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”的發(fā)展理念，強(qiáng)化安全優(yōu)先原則，總結(jié)吸納了近十年來我國鐵路設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)科研成果，符合安全可靠、先進(jìn)成熟和經(jīng)濟(jì)適用的總體要求。

“線規(guī)”明確了鐵路線路設(shè)計(jì)應(yīng)落實(shí)現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸發(fā)展要求、準(zhǔn)確把握項(xiàng)目功能定位等總體要求，進(jìn)一步修改完善了主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、綜合選線、線路平面、線路縱斷面、車站分布等主要內(nèi)容；全面落實(shí)了國家有關(guān)生態(tài)環(huán)境保護(hù)、水土保持、土地保護(hù)等法律法規(guī)的要求，突出“以人為本、服務(wù)運(yùn)輸、系統(tǒng)優(yōu)化、著眼發(fā)展”的設(shè)計(jì)理念；強(qiáng)調(diào)了鐵路線路設(shè)計(jì)應(yīng)充分研究項(xiàng)目需求、鐵路網(wǎng)規(guī)劃和綜合交通規(guī)劃，準(zhǔn)確把握項(xiàng)目功能定位，科學(xué)論證建設(shè)方案，合理選定主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和線路走向，系統(tǒng)優(yōu)化線路平、縱斷面設(shè)計(jì)。

“線規(guī)”適用于高速鐵路、城際鐵路、客貨共線Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)鐵路、重載鐵路，涵蓋了各級(jí)鐵路，進(jìn)一步完善了鐵路工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體系，是有效指導(dǎo)鐵路工程建設(shè)的重要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，也是鐵路設(shè)計(jì)中基礎(chǔ)性、最重要的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之一。

5 結(jié)語

鐵路線路設(shè)計(jì)在鐵路工程設(shè)計(jì)中起著主導(dǎo)和統(tǒng)籌各專業(yè)設(shè)計(jì)的總體作用，系統(tǒng)性強(qiáng)，且與各專業(yè)聯(lián)系緊密。設(shè)計(jì)過程中，準(zhǔn)確理解和解讀“線規(guī)”條款含義，結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn)靈活運(yùn)用相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，合理設(shè)計(jì)線路平面和縱斷面，將有利于設(shè)計(jì)文件質(zhì)量的提升。