王堯周

（蘇交科集團(tuán)股份有限公司，江蘇 南京 210017）

1 工程概況

新建線經(jīng)多方論證，在某市引入本市高鐵站，將在建線30m 范圍內(nèi)納入在建線工程。共設(shè)置4 組聯(lián)絡(luò)線，其中在建線至新建線聯(lián)絡(luò)線接軌點(diǎn)位于區(qū)間橋梁地段，此處為本文主要論述范圍，如圖1所示。

圖1 車站平面布置示意圖

1.1 在建線概況

在建線為時(shí)速350km 無(wú)砟軌道雙線高速鐵路，位于東部沿海地區(qū)，均為軟弱土層，在建線已開工兩年，線下主體工程已大部分完成施工，梁體未架設(shè)，接軌點(diǎn)位置完成樁基施工。

1.2 新建線概況

新建線與在建線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相同，均為時(shí)速350km無(wú)砟軌道雙線高速鐵路，目前暫未開工。

2 總體方案

2.1 運(yùn)量分析

根據(jù)運(yùn)量預(yù)測(cè)，新建高鐵跨線至既有鐵路近期25對(duì)[某樞紐（西）]，新建高鐵跨線至在建高鐵近期24對(duì)，進(jìn)而可進(jìn)入某樞紐（北），調(diào)配在建高鐵跨線至新建高鐵近期43 對(duì)，從而達(dá)到各區(qū)域利用本接軌方案進(jìn)入某樞紐各個(gè)區(qū)域，如圖2所示。

圖2 新建高鐵引入某樞紐客車列流圖

2.2 線路方案

2.2.1 方案概述

結(jié)合新建高鐵引入某樞紐的客運(yùn)需求預(yù)測(cè)，新建高鐵引入高鐵站總體框架：在建線位不變、在西側(cè)集中疏解方案。

結(jié)合在建高鐵正線平縱斷面情況，在西側(cè)需求直線邊從側(cè)向接入方案，距離較近的較為合適接軌的直線段有兩段：分別為DK270（ 直線段長(zhǎng)1571m）和DK272（直線段長(zhǎng)429m）附近。其中，在DK270 附近存在跨公路（40+64+40）m 連續(xù)梁，已完成施工接軌點(diǎn)應(yīng)在本連續(xù)梁后?；诂F(xiàn)場(chǎng)施工及線路平縱斷面情況[1]，提出四個(gè)接軌方案：

方案一：42 號(hào)道岔接軌不拆除連續(xù)梁（DK272）；方案二：42 號(hào)道岔接軌拆除連續(xù)梁（DK272）；方案三：18 號(hào)道岔接軌不拆除連續(xù)梁（DK272）；方案四：42 號(hào)道岔接軌不拆除連續(xù)梁（DK270）。

2.2.2 影響因素分析

影響方案的因素主要有：道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)處梁軌相對(duì)位移、道岔末端與直緩點(diǎn)間夾直線長(zhǎng)度、運(yùn)輸組織、投資估算及對(duì)在建線的影響[2]。

（1）道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)處梁軌相對(duì)位移

根據(jù)《鐵路無(wú)縫線路設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10015—2012）第7.3.3 的規(guī)定“站線道岔不宜跨越梁縫；困難條件下跨越梁縫時(shí)，道岔尖軌尖端、尖軌根端、心軌尖端、心軌根端至梁縫的最小距離應(yīng)滿足道岔和橋梁結(jié)構(gòu)安全以及道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備正常使用等要求”，其條文解釋“為滿足設(shè)置正常轉(zhuǎn)換和鎖閉，在伸縮力和制動(dòng)力作用下轉(zhuǎn)轍機(jī)處梁軌相對(duì)位移量不大于5mm”[3]。

方案一兩聯(lián)連續(xù)梁無(wú)法插入簡(jiǎn)支梁，溫度跨較大，梁軌相對(duì)位移較大，橋梁結(jié)構(gòu)需要采取措施或改變型式，其他方案均滿足規(guī)范要求。

（2）道岔末端與直緩點(diǎn)間夾直線長(zhǎng)度

《高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)（范條文說(shuō)明）》（TB10621—2014）中關(guān)于5.2.11 條的計(jì)算原理說(shuō)明，道岔（直向）基本軌縫與曲線之間設(shè)置一定長(zhǎng)度的直線段是以減少列車運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)和搖晃，按列車在曲線上產(chǎn)生的振動(dòng)與道岔上產(chǎn)生的振動(dòng)不疊加考慮，按1.5～2 個(gè)振動(dòng)周期計(jì)算，道岔與曲線之間的直線段長(zhǎng)度為L(zhǎng)min=(1.5～2)×Vmax/3.6≈(0.42～0.56)V。若按照最困難條件，則Lmin=0.42V[4]。方案一夾直線長(zhǎng)度最大可為101m，方案二夾直線長(zhǎng)度為120m，方案三夾直線長(zhǎng)度為142m，方案四可滿足規(guī)范要求。

（3）運(yùn)輸組織影響分析

42 號(hào)道岔側(cè)向過(guò)岔速度為160km/h，18 號(hào)道岔側(cè)向過(guò)岔速度為80km/h，由于跨線列車側(cè)向過(guò)岔速度不同，因此跨線列車運(yùn)行時(shí)分以及列車追蹤時(shí)分也有差異，進(jìn)而對(duì)兩線間的列車運(yùn)輸組織影響也不一樣。本次對(duì)42 號(hào)、18 號(hào)兩種道岔接軌方案的跨線列車運(yùn)行時(shí)分以及列車追蹤時(shí)分進(jìn)行分析檢算。本次研究選取方案一（42 號(hào)道岔接軌、不拆除連續(xù)梁方案）與方案三（18 號(hào)道岔接軌方案）進(jìn)行比較分析。

通過(guò)牽引計(jì)算模擬，動(dòng)車采用CRH380AL，列控?cái)?shù)據(jù)采用CRH380_300T，重點(diǎn)對(duì)兩個(gè)方案在建高鐵至新建高鐵場(chǎng)運(yùn)行時(shí)分、列車追蹤間隔進(jìn)行檢算見表1。

表1 運(yùn)行時(shí)分、列車追蹤間隔對(duì)比表

由上表可知，從運(yùn)行時(shí)分來(lái)看，18 號(hào)道岔方案較42 號(hào)道岔方案增加運(yùn)行時(shí)分通過(guò)和起停均為1.13min，列車追蹤間隔增加0.56min，如表2所示。

2.2.3 總體線路確定

經(jīng)各方案對(duì)比分析見表2，方案四投資增加近4 億元，且運(yùn)行效率較低，予以舍棄；方案二需拆除已建成的連續(xù)梁，對(duì)在建鐵路及社會(huì)影響較大，予以舍棄；方案三在聯(lián)絡(luò)線列車遠(yuǎn)期對(duì)數(shù)較多（52 對(duì)）的情況下運(yùn)行效率較低，對(duì)運(yùn)營(yíng)組織有較大影響，結(jié)合路局意見，予以舍棄。綜合各因素比選，確定采用方案一：42 號(hào)道岔接軌不拆除連續(xù)梁（DK272）。

方案一道岔尖端至梁縫的距離應(yīng)滿足18m，確保道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)處梁軌相對(duì)位移不大于5mm，橋梁結(jié)構(gòu)需要采取措施或改變型式。

方案一存在道岔末端與直緩點(diǎn)間夾直線長(zhǎng)度不滿足0.5V 要求，項(xiàng)目實(shí)施完成后可結(jié)合實(shí)際產(chǎn)生振動(dòng)及舒適度數(shù)據(jù)進(jìn)一步驗(yàn)證，在保證列車安全和舒適度情況下逐步提高運(yùn)營(yíng)速度，為今后類型工程提供借鑒意義。

3 接軌結(jié)構(gòu)方案

3.1 方案設(shè)計(jì)原則

3.1.1 《鐵路無(wú)縫線路設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10015—2012）第7.3.3 規(guī)定，橋上正線道岔不應(yīng)跨越梁縫，道岔始端、終端至梁縫距離不應(yīng)小于18m。道岔與梁縫的最小距離直接影響道岔和橋梁的受力和變形，是橋上無(wú)縫道岔設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵控制指標(biāo)，道岔下部結(jié)構(gòu)采用連續(xù)結(jié)構(gòu)對(duì)道岔受力和變形最為有利[5]。

3.1.2 規(guī)范中關(guān)于路基上道岔至梁縫的距離未見規(guī)定，現(xiàn)提出橋式路基方案，即在橋上填土方案。

3.1.3 基于以上分析，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，利用已實(shí)施樁基，提出兩類型方案：橋上直接鋪設(shè)無(wú)砟道岔和橋上覆土（0.8m 厚）后鋪設(shè)無(wú)砟道岔方案。

3.2 方案研究

根據(jù)以上設(shè)計(jì)原則提出四個(gè)方案：

3.2.1 方案一：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋方案，如圖3所示。道岔始、終端均滿足至梁縫的距離不小于18m，道岔末端與直緩點(diǎn)間夾直線長(zhǎng)度為88m，在滿足極限值條件下，正線速度最大可為210km/h。

圖3 （2×32+2×24+3×32）m 二變四道岔連續(xù)梁示意圖

3.2.2 方案二：鋼筋混凝土連續(xù)剛構(gòu)方案，如圖4所示。道岔始、終端均不滿足至梁縫的距離不小于18m 要求，但經(jīng)軌道專業(yè)核算，可滿足道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)處梁軌相對(duì)位移量不大于5mm 的要求。道岔末端與直緩點(diǎn)間夾直線長(zhǎng)度為93m，在滿足極限值條件下，正線速度最大可為221km/h。

圖4 （4×16+2×24+4×16）m 二變四道岔連續(xù)剛構(gòu)示意圖

3.2.3 方案三：框架覆土方案，如圖5所示。

圖5 （2-2×16+2-2×12+2-2×16）m 框架布置示意圖

3.2.4 方案四：鋼筋混凝土連續(xù)剛構(gòu)覆土方案，如圖6所示。

圖6 （2×32+2×24+3×32）m 二變四道岔連續(xù)剛構(gòu)示意圖

方案三、四均為橋式路基方案，根據(jù)規(guī)范不需要滿足岔始、終端至梁縫的距離不小于18m 的要求。道岔末端與直緩點(diǎn)間夾直線長(zhǎng)度為101m，在滿足極限值條件下，正線速度最大可為240km/h。

3.3 方案比選

接軌結(jié)構(gòu)方案可行性主要在于結(jié)構(gòu)是否能滿足軌道結(jié)構(gòu)要求，為運(yùn)輸組織、線路平順性等創(chuàng)造更好條件，期間工作人員應(yīng)考慮對(duì)在建線影響、投資及景觀等因素。

經(jīng)各方案對(duì)比分析，在投資、運(yùn)輸組織、結(jié)構(gòu)受力及景觀綜合比選下，推薦采用方案四，方案四對(duì)運(yùn)輸組織影響最小，工程投資也較小，且對(duì)已實(shí)施樁基利用效果最佳，如表3所示。

4 結(jié)語(yǔ)

高速鐵路橋上接軌方案需要考慮的因素眾多，一般包含線路條件、地形、地質(zhì)、周邊環(huán)境、投資、景觀、相關(guān)專業(yè)要求等。在各方案可實(shí)施的基礎(chǔ)上，我們更應(yīng)關(guān)注高鐵的運(yùn)輸組織、運(yùn)輸效率、服務(wù)水平、軌道的平順性及對(duì)路網(wǎng)能力的影響，并在此基礎(chǔ)上提出接軌方案的推薦意見。

《鐵路無(wú)縫線路設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10015—2012）未規(guī)定路基上道岔至梁縫或橋臺(tái)的距離要求。本文提出的橋式路基方案可增加道岔末端與直緩點(diǎn)間夾直線長(zhǎng)度，夾直線長(zhǎng)度是衡量軌道平順性的重要指標(biāo)，現(xiàn)仿真分析均能滿足目標(biāo)速度值要求，后續(xù)可根據(jù)項(xiàng)目實(shí)施完成后結(jié)合實(shí)際產(chǎn)生振動(dòng)及舒適度數(shù)據(jù)進(jìn)一步驗(yàn)證，在保證列車安全和舒適度的情況下逐步提高運(yùn)營(yíng)速度，為今后類型工程提供借鑒意義。

表3 接軌結(jié)構(gòu)方案比選表