丁大朋

(中鐵工程設(shè)計咨詢集團(tuán)有限公司，北京 100055)

1 概述

對向布置的單開道岔之間需插入鋼軌長度的基本理論是：車輛通過前一組道岔導(dǎo)曲線所產(chǎn)生的振動，在到達(dá)后一組道岔導(dǎo)曲線前消失，而不與后一組道岔產(chǎn)生的振動疊加。根據(jù)這一理論，已有許多學(xué)者進(jìn)行了相關(guān)研究。劉世峰等對動車組側(cè)向通過不同線間距下18號道岔組成的單渡線進(jìn)行動力學(xué)仿真分析：4.6 m線間距下渡線夾直線長度雖與4.8 m及5.0 m不同，但夾直線區(qū)段的大部分動力響應(yīng)指標(biāo)幾乎相同[1]。劉建新等從乘客舒適性及列車接發(fā)接車條件影響出發(fā)，對不同夾直線長度的道岔進(jìn)行動力性分析，認(rèn)為夾直線長度對車體橫向加速度有較大的影響，夾直線長度應(yīng)大于車輛的長度[2]。

《鐵路車站及樞紐設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定了不同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中對向及順向道岔間的夾直線長度，在地形及工程條件相對簡單的項目中，夾直線設(shè)置對工程量影響較??；但在復(fù)雜山區(qū)、建設(shè)用地受限區(qū)及地下站等項目中，道岔間的夾直線長度直接影響站坪長度[3-4]，對工程量影響較大。以下依托京張高鐵八達(dá)嶺地下站工程，對正線對向布置夾直線長度進(jìn)行深入分析。

2 影響因素分析

2.1 列車同時側(cè)向通過可能性分析

正線上道岔對向布置一般有下面兩種情況[5](如圖1、圖2所示)。

圖1 正線上道岔對向布置示意1

圖2 正線上道岔對向布置示意2

圖1為有立折作業(yè)中間站，只有反向接、發(fā)車時，列車才會側(cè)向通過對向布置的兩組道岔。

圖2為有第三方向引入或有動車出入段的大型車站，只有接入距離正線較遠(yuǎn)的到發(fā)線或動車出入段時，列車才有可能同時側(cè)向通過正線上對向布置的兩組道岔[6-8]。

2.2 各種速度道岔及結(jié)構(gòu)適用性

道岔結(jié)構(gòu)示意如圖3所示。客運專線上各種道岔參數(shù)見表1[9-11]。

表1 道岔參數(shù)

圖3 道岔結(jié)構(gòu)示意

高鐵車站咽喉區(qū)道岔布置示意見圖4。

由圖4可知，對向布置夾直線長度為

圖4 咽喉區(qū)道岔布置示意

(1)

正線間渡線的夾直線長度為

L2=S/sinγ-2b+h×2

(2)

渡線上直線長度計算及分析見表2。

表2 渡線上直線長度計算及分析 m

如果對向布置的道岔之間的夾直線長度取25 m，則兩組道岔導(dǎo)曲線之間的直線距離18號道岔L1為28.91 m；12號道岔L1為30.11 m。

由表2可知，正線間渡線上導(dǎo)曲線之間直線距離與線間距密切相關(guān)，當(dāng)正線線間距為5.0 m時，18號道岔渡線上的夾直線長度L2與對向布置道岔夾直線長度L1接近，其他情況下，L2都小于L1。

2.3 道岔間夾直線長度控制因素分析

結(jié)合表2，通過對現(xiàn)有道岔結(jié)構(gòu)及不同線間距對應(yīng)的渡線上直線長度的影響分析可知，無論是立折車還是第三方向列車接入的遠(yuǎn)離正線到發(fā)線，當(dāng)列車同時側(cè)向通過兩組道岔時，速度均受渡線上直線長度的影響；通過兩組導(dǎo)曲線產(chǎn)生振動不能疊加理論，以及夾直線長度困難值，可以反推列車通過速度小于道岔側(cè)向允許通過速度[12-14]。

因此，建議對向布置的道岔間夾直線長度應(yīng)與正線間渡線上的直線長度匹配。

3 工程驗證

3.1 八達(dá)嶺長城站設(shè)計概況

八達(dá)嶺長城站為地下站，雙層側(cè)式布置，車站采用2臺夾4線站型，設(shè)到發(fā)線4條(含正線2條)，到發(fā)線有效長650 m，設(shè)450 m×6.2 m(含1.2 m屏蔽門)×1.25 m側(cè)式站臺兩座，車站站坪坡度為1‰。車站南、北兩端各設(shè)1組渡線。

3.2 優(yōu)化內(nèi)容

車站對向布置道岔間夾直線由50 m縮短至25 m。

3.3 優(yōu)化方案說明

車站小里程為30‰的爬坡段，為減少車站埋深，正線大里程端最外道岔位置及站型維持不變，結(jié)合對向布置道岔間夾直線調(diào)整[15-16]，小里程咽喉及車站向大里程移動50 m，即車站中心調(diào)整至DK68+075。由于站場布置調(diào)整，車站縱斷面可進(jìn)行優(yōu)化(30‰坡段長延長50 m)，車站抬高約1.45 m，優(yōu)化后埋深為101.1 m。優(yōu)化車站布置方案如圖5所示。

圖5 八達(dá)嶺長城站對向道岔間夾直線平面布置(單位：m)

3.4 工程比較分析

正線上道岔間夾直線長度優(yōu)化引起的工程量變化見表3。

表3 優(yōu)化前后工程數(shù)量比較

由表3可知，正線間夾直線長度優(yōu)化調(diào)整后，工程投資減少62萬元(變化幅度為0.12%)。雖然對整個車站投資變化影響不大，但道岔間夾直線修改后，車站坪長度縮短，線路縱斷面抬高約1.45 m，從而節(jié)省隧道結(jié)構(gòu)及電扶梯等工程。因此，車站對向布置道岔間夾直線縮短，能夠為線路平縱斷面調(diào)整爭取更大的優(yōu)化余地。

4 結(jié)論

(1)通過對現(xiàn)有道岔結(jié)構(gòu)及不同線間距對應(yīng)的渡線上直線長度的影響分析可知，無論是立折車還是第三方向列車接入的遠(yuǎn)離正線到發(fā)線，當(dāng)列車同時側(cè)向通過兩組道岔時，速度受渡線上直線長度的影響；按通過兩組導(dǎo)曲線產(chǎn)生振動不能疊加理論，以及夾直線長度困難值，可以反推列車通過速度小于道岔側(cè)向允許通過速度。

(2)對向布置道岔間夾直線縮短至25 m后，雖然對整個車站投資變化影響不大，但縮短了站坪長度，從而為線路平縱斷面調(diào)整爭取了更大的優(yōu)化余地。

(3)在大型車站或有多條線路引入的車站，正線上對向布置道岔間夾直線間距離縮短至25 m，咽喉區(qū)長度縮短明顯。