鐵路站線順坡方案研究

李繼祖

（新疆鐵道勘察設計院有限公司 綜合設計分處，新疆 烏魯木齊 830011）

車站范圍內，受正線和站線軌道高度不同、路基橫坡的影響，相鄰的正線和站線軌面會不等高，當用道岔連接 2 條線路時，應設計道砟順坡予以連接[1]。因此，設計和規(guī)劃合理的站線順坡方案是站場設計需要解決的問題。

1 站線順坡分析

在實際設計中，鐵路選線受地形、地貌等客觀因素影響，車站站坪坡度可以設在平坡、1‰ 和 6‰的坡道上[2]；根據降水量的大小，車站路基面橫向坡度可以設在 2% 和 4% 的坡度上。

根據《 鐵路車站及樞紐設計規(guī)范 》( 以下簡稱《 站規(guī) 》)，站線順坡必須滿足以下 2 點：①在道岔全長范圍內含L'(L'表示道岔跟端至末根岔枕中心距離 )，其直股線路和側股線路的軌面高程及坡度嚴格保持一致；②順接坡道的相鄰坡度差，到發(fā)線和通行列車的站線不宜大于 4‰，其他站線不宜大于 5‰。

以 3 股道會讓站為例，分析站坪在各種坡度下的順坡方案。設定條件如下。

（1）正線采用 60 kg/m 鋼軌 ( 高度為 0.176 m )；站線采用 50 kg/m 鋼軌 ( 高度為 0.152 m)。

（2）正線的道床厚度為 0.5 m；站線的道床厚度為 0.4 m。

（3）正線采用 60 kg/m 12 號道岔 ( 前長a= 16.592 m，后長b= 21.208 m，L'= 11.1 m)。

（4）岔心至矮柱信號機的距離為 58.728 m、至高柱信號機距離為 83.74 m[3]。

（5）正線與到發(fā)線的線間距為 5 m。

1.1 車站路基面橫向坡度為2%

當車站路基面橫向坡度為 2% 時，正線和站線的軌面高差為 ( 0.5 - 0.4 ) + ( 5 × 2% ) + ( 0.176 - 0.152 )= 0.224 m。

1.1.1 站坪坡度為平坡

站坪坡度為平坡的順坡示意圖如圖 1 所示。在圖 1 中，1 號道岔設在 32.5 m ( ＞b+L') 的平坡上，保證道岔直股和側股軌面等高；根據《站規(guī)》相鄰坡段坡度差不宜大于 4‰，因而 1 號和 4 號道岔岔后最大坡度只能選擇 4‰，又由于正線和站線高差為 0.224 m，即 0.224 / 0.004 = 56 m，因此設置坡度為 4‰、長度為 56 m 的下坡。順接坡道伸入有效長范圍的長度為：32.5 + 56 - 58.728 = 29.772＜30 m。同理，4 號道岔順接坡道伸入有效長范圍的長度為：32.5 + 56 - 83.74 = 4.76＜30 m。通過計算可知，上述長度均滿足《 站規(guī) 》中“順接坡道適當伸入線路有效長范圍內 30 m”的要求。

1.1.2 站坪坡度為1‰

圖1 站坪坡度為平坡的順坡示意圖

圖2 站坪坡度為 1‰ 的順坡示意圖

站坪坡度為 1‰ 的順坡示意圖如圖 2 所示。在圖 2 中，由于正線設在 1‰ 的坡度上，根據《站規(guī)》相鄰坡段坡度差不宜大于 4‰，因此 1 號和 4 號道岔岔后的坡度分別為 5‰ 和 3‰，正線和站線軌面高差仍然為 0.224 m，0.224 / ( 0.005 - 0.001 ) = 56 m，其他計算過程同 1.1.1，計算結果也滿足《 站規(guī) 》中“順接坡道適當伸入線路有效長范圍內 30 m”的要求。

1.1.3 站坪坡度為6‰

當站坪坡度為 6‰ 時，若站線咽喉區(qū)順坡的話，坡度必須大于 6‰，雖然《 站規(guī) 》中沒有明確規(guī)定順接坡度的大小，但順接的最大坡度不宜大于區(qū)間正線的限制坡度，否則會出現(xiàn)局部線路坡度大于限制坡度的情況，給行車安全帶來隱患。因此，當站坪坡度為 6‰ 時，存在 2 種情況：①若區(qū)間正線的限制坡度大于 6‰ 時，采用岔后大于 6‰ 的坡度、伸入有效長 30 m 的順坡方案；②若區(qū)間正線的限制坡度等于 6‰ 時，只能采用加厚站線道床的順坡方案。

1.2 車站路基面橫向坡度為 4%

在實際的站場設計中，若遇降水量較大的地區(qū)，正線路基面橫向坡度一般采用4%，正線和站線軌面高差為 ( 0.5 - 0.4 ) + ( 5 × 4% ) + ( 0.176 - 0.152 ) =0.324 m，當站坪坡度為平坡時，采用 4‰ 順坡，即 0.324 / 0.004 = 81，由于 32.5 + 81 - 8.728 = 54.772＞30 m，不能滿足《站規(guī)》中“順接坡道適當伸入線路有效長范圍內 30 m”的要求。為此，采用以下2 種方案解決順坡問題。

1.2.1 向站內移動信號機

先對站坪坡度為平坡的情況進行分析，3 道的線路有效長為 1 125＞1 050 m，若將 1 號道岔后信號機向站內移動 25.012 m，站線的有效長變?yōu)?1 100 m 仍然滿足要求，如圖 3 所示，32.5 + 81 -( 58.728 + 25.012 ) = 29.76＜30 m。同理，4 號道岔的計算過程如下：32.5 + 81 - ( 58.728 + 25.012 ) = 29.76＜30 m。

由此可見，通過向站內移動信號機，可以有效解決站線順坡問題[4]。

當站坪坡度為 1‰ 和 6‰ ( 區(qū)間正線的限制坡度大于 6‰ ) 時，也可以采用上述方法解決順接坡道問題。

1.2.2 站線設在不同坡度上

站線設在不同坡度上的順坡示意圖如圖 4 所示。該方案先用伸入有效長 30 m 方案順坡，由于正線和站線高差較大，在此范圍內無法完成順坡，因此又分別設坡度為 0.29‰、長度為 350 m 的坡段，最后設 387 m 的平坡。該方案將站線設在平坡和 0.29‰ 共 2 個坡度上實現(xiàn)站線順坡，并且坡度滿足《 鐵路線路設計規(guī)范 》( 以下簡稱《 線規(guī) 》)要求。根據《 線規(guī) 》，該順坡方案不得在站坪坡度等于 1‰ 的中間站、區(qū)段站、編組站和站坪坡度等于6‰ 的會讓站、越行站使用。因為在上述情況下，若采用該方案順坡，站線坡度會出現(xiàn)大于 1‰ 和 6‰的情況，容易造成車輛溜逸事故發(fā)生，給行車安全帶來隱患。

圖3 向站內移動信號機的順坡示意圖

圖4 站線設在不同坡度上的順坡示意圖

2 站線順坡解決方案

通過以上分析，站線順坡存在以下 5 種解決方案。

（1）伸入到發(fā)線有效長 30 m。由于我國鐵路到發(fā)線有效長中有 30 m 的附加制動距離，因此站線順接坡道可以利用此冗余量進行順坡，如1.1.1 和 1.2.2 節(jié)。

（2）減緩路基面橫向坡度順坡方案[5]。如果車站路基面橫向坡度為 1%，正線和站線軌面高差為：( 0.5 - 0.4 ) + ( 5 × 1% ) + ( 0.176 - 0.152 ) = 0.174 m。正線和站線軌面高差減小，順坡更容易實現(xiàn)，但該方案僅適宜在干旱地區(qū)采用。

（3）增大信號機與岔心間的距離。該方案必須在滿足到發(fā)線有效長和標準短軌長度的條件下實施，如 1.2.1 節(jié)，將信號機向站內移動，增大信號機距岔心的距離，延長順坡坡段長度，解決順坡問題。

（4）站線設置在不同的坡度上。將站線設置在不同的坡度上，以解決站線順坡問題，如 1.2.2節(jié)。由于站線處于不同坡度上，該方案將給運營養(yǎng)護帶來一定困難。

（5）加厚道床或鋪設雙層道床。該方案利用道砟抬高站線高程，消除正線與站線的高差，如1.1.3 ( 區(qū)間正線的限制坡度等于 6‰ )。該方案需要增加站線的道床厚度，又因到發(fā)線道砟太厚，導致股道間縱向排水溝加深，車站最外股道路肩寬度變小，不滿足有關規(guī)范要求，因而需要增加路肩寬度，造成車站的土方工程量將會增加[6]。

在實際的站場設計中，也可以將上述任意 2 種方案結合運用，如在 1.2.2 節(jié)中先采用伸入有效長30 m 順坡，然后采用將站線設在不同的坡道上。

3 結束語

在站場設計中站線順坡問題不可避免，應根據站坪的坡度，參考當地的降水量、道砟供應量等因素，選用合理的站線順坡解決方案，然后通過方案比選確定滿足技術經濟要求的順坡方案。

[1] 中華人民共和國建設部. GB50091—2006 鐵路車站及樞紐設計規(guī)范[S]. 北京：中國鐵道出版社，2006.

[2] 中華人民共和國建設部. GB50090—2006 鐵路線路設計規(guī)范[S]. 北京：中國鐵道出版社，2006.

[3] 鐵道第四勘察設計院. 鐵路工程設計技術手冊：站場及樞紐[M]. 北京：中國鐵道出版社，2004.

[4] 賈國裕. 站場設計中需要注意的問題[J]. 鐵道建筑，2006(4)：70-71.

[5] 鄭 洪. 關于車站咽喉區(qū)股道順坡問題探討[J]. 鐵道勘測與設計，2001(2)：32-35.

[6] 張運河. 站線順坡相關問題探討[J]. 鐵道運輸與經濟，2009，31(4)：88-89.