王 昊
(中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司,陜西 西安 710043)
在列車高速行駛時,其產(chǎn)生的氣流和振動效應(yīng)對周圍環(huán)境有著顯著影響。合理的線間距能夠確保列車在行駛過程中有足夠的空間來應(yīng)對這些效應(yīng),避免與周圍的構(gòu)筑物和機(jī)電設(shè)備發(fā)生碰撞。這不僅是保證列車安全運(yùn)行的必要條件,也是提高乘客舒適度的重要措施。
線間距過小,列車在行駛過程中可能會因?yàn)榭臻g不足而出現(xiàn)搖晃和顛簸,這不僅會降低乘客的乘坐體驗(yàn),還會影響列車的穩(wěn)定性,增加事故風(fēng)險,最終導(dǎo)致列車在調(diào)整速度和方向時受到更多的限制,降低運(yùn)行效率。
線間距過大意味著需要占用更多的土地資源,增加工程難度和造價。同時,過大的線間距還可能對地形地貌造成更大的破壞,影響環(huán)境保護(hù)。
因此,合理設(shè)置線間距對于軌道交通建設(shè)至關(guān)重要。它需要在保證列車安全運(yùn)行和乘客舒適度的前提下,充分考慮土地利用、地形地貌、工程難度等因素,以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的最大化。
根據(jù)趙提團(tuán)隊(duì)的研究,直線地段線間距D的計算公式如下所示:
式中,A為設(shè)備限界寬度,mm;B為疏散平臺,mm;C×為安全間隙,mm。
設(shè)備限界是指基本坐標(biāo)系中控制沿線設(shè)備安裝在車輛限界外加安全余量而形成的界線。
如圖1和表1所示為地鐵標(biāo)準(zhǔn)B2型車輛設(shè)備限界圖及坐標(biāo)值。
表1 直線地段B2型車設(shè)備限界坐標(biāo)值 單位:mm
圖1 直線地段B2型車設(shè)備限界圖
然而,線間距計算公式(1)中設(shè)備限界寬度A并不是表1中的最大寬度1 581 mm(點(diǎn)10''),而是指與疏散平臺裝修面同一高度(距離軌面)的設(shè)備限界寬度。
根據(jù)《城市軌道交通工程項(xiàng)目規(guī)范》(GB 55033-2022),區(qū)間內(nèi)的縱向疏散平臺應(yīng)在設(shè)備限界外側(cè)設(shè)置,直線地段和曲線地段縱向疏散平臺距軌道中心線高度應(yīng)統(tǒng)一按低于車廂地板面高度150~200 mm確定。地鐵標(biāo)準(zhǔn)B2型車的車廂地板面高度為1 100 mm,因此疏散平臺高度為900~950 mm,其對應(yīng)設(shè)備限界寬度A約為1 520 mm。
2.2.1 疏散平臺布置方式
高架段橋梁主要為雙線橋。根據(jù)《地鐵設(shè)計規(guī)范》(GB 50157-2013)相關(guān)規(guī)定,當(dāng)采用車輛側(cè)門疏散模式時,雙線高架區(qū)間宜在兩線間設(shè)置疏散平臺。
2.2.2 疏散平臺寬度設(shè)計
根據(jù)《地鐵限界方案》(CJJ/T 96-2018),當(dāng)設(shè)置縱向疏散平臺時,縱向疏散平臺最小寬度取值應(yīng)符合表2的規(guī)定。
表2 縱向疏散平臺最小寬度取值 單位:mm
2.2.3 接觸網(wǎng)布置方式對疏散平臺寬度的影響
目前,高架段橋梁設(shè)計多采用雙線橋結(jié)構(gòu),而在接觸網(wǎng)立柱的布置上,主要有兩種策略:一種是兩側(cè)立柱,另一種是線間立柱。這兩種策略在國內(nèi)的多項(xiàng)實(shí)際工程中得到了廣泛應(yīng)用。
當(dāng)采用兩側(cè)立柱方案時,如圖2所示。接觸網(wǎng)立柱被設(shè)置在橋梁的兩側(cè),因此并不會占用到疏散平臺的空間。這樣,疏散平臺的寬度就能得到較為充分的保證,受到的限制相對較小。根據(jù)表2可知,疏散平臺寬度應(yīng)≥1 000 mm。
圖2 接觸網(wǎng)兩側(cè)立柱方案
當(dāng)采用線間立柱方案時,如圖3所示,接觸網(wǎng)立柱會占據(jù)疏散平臺的一部分空間,這必然會對疏散平臺的寬度產(chǎn)生一定的壓縮效果。因此,在采用線間立柱方案時,疏散平臺應(yīng)按“單側(cè),設(shè)于一側(cè)”原則考慮最困難情況,而考慮到全線標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一,則需要加寬疏散平臺寬度,以確保疏散平臺能夠滿足實(shí)際疏散需求,從而在緊急情況下保障乘客的安全。根據(jù)表2可知,疏散平臺寬度宜為“700 mm+接觸網(wǎng)立柱寬度(約為300 mm)+700 mm=1 700 mm”。
圖3 接觸網(wǎng)線間立柱方案
根據(jù)《地鐵設(shè)計規(guī)范》(GB 50157-2013)相關(guān)規(guī)定,軌道區(qū)內(nèi)安裝的設(shè)備和管線(含支架)與設(shè)備限界應(yīng)保持不小于50 mm的安全間隙(架空接觸網(wǎng)和接觸軌除外)。
綜合考慮設(shè)備限界寬度A取值為1 520 mm,因此式(1)中C×值取80 mm,滿足線間距最終計算結(jié)果為100的整數(shù)倍,方便后期施工。
(1)空間利用原則。各工種在規(guī)劃其設(shè)備時,需充分考慮到設(shè)備安裝與制造的誤差因素。任何設(shè)備及管線,在寬度方向上距離設(shè)備限界,應(yīng)保持至少50 mm的安全距離。
(2)協(xié)調(diào)布局原則。各種設(shè)備和管線的安裝位置應(yīng)經(jīng)過綜合規(guī)劃,確保它們之間互不干擾。未經(jīng)相關(guān)工種的同意,不得擅自更改或占用其他工種的設(shè)備安裝位置。
(3)便捷性原則。區(qū)間管線與設(shè)備的布置方案應(yīng)著重考慮其敷設(shè)、安裝、檢修及使用的便利性。
(4)減少過軌原則。在規(guī)劃區(qū)間管線路徑時,應(yīng)盡量避免頻繁穿越軌道,以減少潛在的安全風(fēng)險和維護(hù)成本。
(5)固定高度原則。區(qū)間管線的標(biāo)高建議以軌面為基準(zhǔn),盡量保持固定的敷設(shè)高度,以便于維護(hù)和管理。
(6)頂部穿越限制原則。在區(qū)間隧道內(nèi),通常不建議讓較粗的管線從行車隧道的頂部橫穿,以避免對行車安全造成影響。
(7)左強(qiáng)右弱原則。電壓等級高的設(shè)備(環(huán)網(wǎng)電力電纜、動照電力電纜)、照明燈、緊急疏散平臺等安裝在行車方向左側(cè)。電壓等級低的設(shè)備(通信信號電纜、漏泄同軸電纜)、消防給水管、信號機(jī)、排水管等安裝在行車方向的右側(cè)。
(1)景觀。線間布置能夠減少立柱在視覺上的阻隔感,使線路與周圍環(huán)境更加融合。在景觀優(yōu)美或需要保持視覺連貫性的區(qū)域,線間布置可能更為合適。這種方式有助于保持景觀的整體性,減少對視覺的干擾,提升線路與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)性。
然而,兩側(cè)布置能夠提供更多的空間靈活性,允許在立柱之間種植樹木、花草等植被,形成更加豐富的景觀效果。這種布置方式有助于提升線路的生態(tài)價值,為乘客和周邊居民提供更加宜人的環(huán)境。
(2)投資。兩側(cè)布置雖然可能在初期建設(shè)成本上稍高于線間布置,因?yàn)樗枰嗟牧⒅涂赡芨鼜?fù)雜的支撐結(jié)構(gòu)。然而,這種布置方式在長期的維護(hù)和檢修成本上具有顯著優(yōu)勢。由于兩側(cè)布置提供了更大的空間,使得維護(hù)和檢修工作更為便捷,減少了因空間限制導(dǎo)致的額外成本和時間消耗。
(3)運(yùn)營維護(hù)考量。兩側(cè)布置對提高線路的安全性和穩(wěn)定性具有重要意義。通過合理的立柱布局,可以更好地支撐接觸網(wǎng),減少因風(fēng)、雨等自然因素導(dǎo)致的故障風(fēng)險。這不僅降低了故障修復(fù)的成本,也減少了因故障導(dǎo)致的運(yùn)營損失。
綜合考慮以上因素,盡管兩側(cè)立柱與線間立柱方案在景觀效果上相當(dāng),但從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)以及長期運(yùn)營的角度來看,兩側(cè)立柱方案顯然更具優(yōu)勢。因此,高架區(qū)間設(shè)計傾向于推薦高架段采用接觸網(wǎng)兩側(cè)立柱的方案,以確保地鐵運(yùn)營的安全性、穩(wěn)定性和效率。
由于中間設(shè)置疏散平臺時兩側(cè)臨空,平臺面至道床高差較大,為防止乘客疏散時意外跌落,兩線間設(shè)置的疏散平臺需要加裝扶欄,欄桿高度1.1~1.2 m。因此,綜合考慮疏散安全、疏散通道寬度、曲線限界加寬引起疏散平臺削減等因素,推薦疏散平臺寬度采用1 400 mm,其寬度小于線間布置所需疏散平臺寬度1 700 mm。
綜上所述,限界斷面及設(shè)備布置如圖4所示。疏散平臺設(shè)于兩線之間,直線段疏散平臺至軌面高度900 mm,平臺寬度1 400 mm。強(qiáng)電線纜支架敷設(shè)于疏散平臺下方;接觸網(wǎng)支柱、弱電線纜槽、信號機(jī)、漏纜、動照電纜、照明燈、聲屏障等設(shè)置于線路兩側(cè)(均為行車方向右側(cè))。線路中心線至接觸網(wǎng)支柱邊緣距離2 275 mm,直線地段最小線間距為4 600 mm。
圖4 兩側(cè)立柱建筑限界斷面方案
文章通過對地鐵標(biāo)準(zhǔn)B2型車高架區(qū)間線間距及限界方案的深入研究,探討了接觸網(wǎng)支柱布置方案、疏散平臺寬度設(shè)置方案,結(jié)合軌旁設(shè)備布置形成了高架區(qū)間限界斷面。結(jié)合工程實(shí)踐和相關(guān)研究,提出了接觸網(wǎng)支柱布置的推薦方案和疏散平臺寬度與限界斷面的推薦值。這些研究成果有助于提高地鐵線路的設(shè)計水平和運(yùn)營效率,確保列車和乘客的安全。
由于接觸網(wǎng)兩側(cè)支柱方案美觀大方、運(yùn)營便利,且立柱位置和疏散平臺互不影響,綜合考慮后推薦高架雙線采用接觸網(wǎng)支柱布置于橋面兩側(cè)的方案。結(jié)合高架雙線建筑疏散平臺、限界斷面的方案,疏散平臺寬度采用1 400 mm,直線地段疏散平臺至線路中心線距離為1 600 mm(設(shè)備限界寬度1 520 mm+安全間隙80 mm),因此推薦最小線間距為4 600 mm。