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城际铁路建筑限界技术标准研究孙海富 王秀丽摘要：文章对城际铁路机车车辆限界以及建筑限界的最大宽度、最大高度、站台限界、曲线加宽等因素的分析，提出了城际铁路建筑限界轮廓尺寸、曲线加宽技术标准。关键词：城际铁路 建筑限界 研究Study on Technical Standard for Construction Gauge of Intercity Railway SUN Hai-fu WANG Xiu-liAbstract: In this paper, analysis is given to such factors as the gauge of rolling stock, the max width, max height, platform gauge and curve widening and based on which overall dimension of construction gauge and technical standard of curve widening are summed up for the intercity railway. Key words: intercity railway; construction gauge; study 城际铁路是专门服务于相邻城市间或城市群，旅客列车设计速度200km/h及以下的快速、便捷、高密度客运专线铁路。其设计速度一般分为120km/h、160km/h、200km/h三档。城际铁路具有高密度、短编组、公交化的特点。根据城际铁路的特点，城际铁路存在跨线运行和独立运行两种运输组织模式。城际铁路与干线铁路网互联互通时，优先选择跨线运行的运输组织模式；城际铁路独立成网且服务于区域性客流时，可采用独立运行的运输组织模式。1 我国客运专线铁路限界铁路限界包括机车车辆限界和建筑限界，机车车辆限界是确定铁路建筑限界的基础。我国客运专线铁路机车车辆限界（V200km/h）如图1所示。（a）上部限界图（b）下部限界图1 机车车辆限界轮廓尺寸（mm）考虑到城际铁路是我国客运专线铁路网的一个组成部分，其机车车辆限界与客运专线铁路机车车辆限界相同。铁路建筑限界是在机车车辆限界基础上，综合线路性质、设备安装、施工精度等因素，确定的一个既能保证列车运行安全，又不增加桥梁、隧道等线路空间的经济合理的断面。建筑限界是城际铁路的基本技术标准之一，与设备设施的设计密切相关。我国客运专线铁路建筑限界轮廓及基本尺寸如图2所示。站台建筑限界（正线不适用）。各种建筑物的基本限界，也适用于桥梁和隧道。图2 客运专线铁路建筑限界轮廓尺寸（200km/hV350km/h）（mm）2 城际铁路建筑限界2.1 建筑限界的最大高度根据运输组织模式，城际铁路除运行本线动车组外，还将运行跨线动车组或机车牵引的旅客列车。因此，建筑限界必须同时满足本线列车及跨线列车的运行安全。城际铁路建筑限界的高度主要考虑接触网悬挂方式、导线高度、结构高度、带电体对地绝缘距离以及施工误差等因素。建筑限界最大高度采用“5650+Y（mm）”表示。其中，5650mm为接触导线最低高度5300mm+对地绝缘距离300mm+施工误差、抬道影响50mm等之和；Y为接触网结构高度，不同的悬挂方式，高度不同。柔性悬挂系统结构高度一般为8001600mm，对应限界高度为65507250mm（困难条件下采用6550mm时考虑施工误差、抬道影响的100mm高度）；采用刚性悬挂时，结构高度根据设计确定。此种表示方式，可以根据不同设计速度所采用的不同接触网悬挂方式，确定合理的建筑限界高度，可以减少工程量，特别是有大量地下工程的城际铁路。2.2 建筑限界的最大宽度建筑限界的宽度主要与机车车辆限界的宽度、列车运行中横向振动偏移量、轨道状态等因素有关。我国客运专线铁路机车车辆限界，与GB146.1-83中的机车车辆限界的基本尺寸大致相同，仅进行了局部修改，其高度仍为4800mm，宽度仍为3400mm。由于客运专线铁路没有货物列车运行，特别是不考虑宽4450mm的超限货物列车运行，建筑限界最大半宽可以适当减小。考虑最大侧风风速30m/s时，CRH系列动车组的横向最大偏移位置为1826mm。借鉴地铁限界制定原则，建限与车限之间的间隙为300mm，考虑20%的安全裕量，即取360mm作为客运专线铁路建筑限界与车体最大偏移位置之间的间隙。计算得到明线建筑限界最大半宽为2186mm，取整为2200mm。隧道内不考虑侧风作用时，CRH系列动车组的横向最大偏移位置为1722mm，仍以360mm作为建筑限界与车体最大偏移位置之间的间隙，计算得到的隧道建筑限界最大半宽为2082mm，考虑会车压力波的影响，取整为2200mm。故建筑限界最大半宽可以减小至2200mm。但考虑国防战备、救灾以及与既有铁路网的建筑限界标准统一，即与GB146.283中的规定一致，隧道建筑限界最大半宽仍取为2440mm。对于独立运营的城际铁路，由于不考虑跨线列车及机车牵引的旅客列车共线运营，为节省工程投资，其地下隧道建筑限界最大半宽可采用2200mm。铁路技术管理规程中客货共线铁路建筑限界规定信号机建筑限界（正线不适用）为2150mm，参考此要求，规定了站线侧信号机和接触网、跨线桥、天桥、电力照明、雨棚等杆柱的建筑限界，为2150mm。2.3 站台建筑限界为方便旅客上下车，客运专线铁路的站台高度应与客车车辆的底板高度相适应，根据动车组研究情况，确定为1250mm。因此，站台高度限界确定为1250mm。将客运专线铁路站台限界的宽度确定为1750mm，与既有线站台限界宽度一致。这样，本线列车或跨线列车无论是停靠在客运专线铁路站台，还是停靠在既有铁路站台，车厢侧壁与站台边缘的间隙可以大大减少，保证旅客上下列车的安全。根据铁路客运专线技术管理办法（试行）对列车运行的基本要求，在环境风速超过15m/s时，动车组运行速度不得超过45km/h，并注意运行。因此，列车通过侧线站台时考虑最大侧风风速15m/s。根据仿真计算结果，15m/s 侧风作用下CRH系列动车组站台高度处的横向最大偏移位置为1736mm。参考地铁设计规范，站台边缘与车厢地板面高度处的车辆限界之间的水平间隙不宜小于10mm，现行客运专线站台建筑限界宽为1750mm，符合这一要求。另外地铁设计规范规定站台边缘与车厢地板面高度处的车辆轮廓线之间的水平间隙不宜大于100mm，CRH1、CRH2、CRH3和CRH5型动车组站台高度处车体与站台建筑限界的间隙分别为207mm、69mm、149mm和168mm，除CRH2型动车组外都存在间隙过大的问题。因此侧线站台限界宽度宜维持1750mm。列车通过正线站台不考虑限速和风速限制，根据仿真计算结果，当侧风风速大于20m/s时，车体偏移最大的CRH2型动车组站台高度处的车体偏移位置可能超过1750mm，且风速达到30m/s时最大偏移也不超过1795mm，因此规定正线站台限界宽度为1800mm。同时，要求站台修建也应对其高度和距线路中心线的距离施工误差有所限制，以方便旅客上下，保证旅客的安全。2.4 站内正线间1.25m以下部分建筑限界宽度对于图2所示的客运专线铁路建筑限界，其1.25m以下存在站内正线间设置矮柱信号机侵限的问题。现分析如下：2.4.1 仅开行动车组列车的线路采用CTCS-2级列控系统，区间地面不设信号机，在车站正线间一般设矮型单机构不带表示器反方向出站信号机。当站内正线线间距为4.6m时，不满足客运专线铁路出站信号机安装限界要求，如图3所示。当站内正线线间距为5.0m时，满足客运专线铁路出站信号机安装限界要求。故需将站内线间距加大至5.0m及以上。图3 客运专线铁路建筑限界轮廓尺寸2.4.2 客运专线铁路考虑机车牵引的旅客列车共线运营时，区间地面设有四显示通过信号机，在车站正线间一般设矮型双机构带表示器反方向出站信号机。当站内正线线间距为5.0m及以下时，不满足客运专线铁路双机构带表示器出站信号机安装限界要求，如图4所示。必须将站内正线线间距加大至5.3m，才能满足客运专线铁路矮型出站信号机安装限界要求。图4 客运专线铁路建筑限界轮廓尺寸造成此问题的原因是客运专线铁路建筑限界1.25m以下部分制定不够详细，实际上在站内正线4.6m或5.0m线间距之间设置矮柱信号机并不侵限。因此应参照客货共线铁路建筑限界，修改1.25m以下部分客运专线铁路建筑限界，使其满足正线间线间距为4.6m及以上时，设置双机构带表示器反方向出站信号机限界要求。如图3.1所示。2.5 建筑限界的曲线加宽建筑限界的曲线加宽，通常考虑曲线上车辆的几何偏移量和超高引起的车辆偏移量，经计算，车体在曲线上的几何偏移量甚小（小于附加的安全裕量240mm）。故曲线限界加宽仅考虑由于超高引起车体倾斜的曲线内侧加宽。其加宽量为：W=Hh/1500 （式2.5.1）式中 W曲线内侧加宽值（mm） H轨顶面至计算点的高度（mm） h外轨超高值（mm）。对于站线侧信号机、接触网、跨线桥、天桥、电力照明、雨棚等杆柱建筑限界和曲线站台建筑限界以及独立运营的城际铁路地下隧道建筑限界最大半宽采用2200mm时，其曲线地段的建筑限界加宽，与铁路技术管理规程（客货共线部分）附图1中的V160km/h客货共线铁路的曲线限界加宽办法相同。加宽值按式2.5.2、式2.5.3、式2.5.4进行计算： （式2.5.2）式中：W1曲线内侧加宽值（mm）；R曲线半径（m）；H计算点自轨面算起的高度（mm）；h外轨超高（mm）。的值也可以用内侧轨顶为轴，将有关限界旋转角（）求得。 （式2.5.3）式中：W2曲线外侧加宽值（mm）。曲线内外侧加宽共计： （式2.5.4）式中：W曲线地段建筑限界加宽值（mm）。加宽范围为直缓点外22m（车辆第一个转向架中心至车体尾部距离）直线处至缓直点外22m直线处；加宽方法可采用阶梯形方式，如隧道等连续建筑，或采用曲线圆顺方式，如曲线站台边缘。如图5所示。图5 城际铁路建筑限界的曲线加宽方法3 研究结论3.1 建筑限界轮廓尺寸根据以上分析，提出了城际铁路建筑限界的轮廓尺寸如图6所示。图6 城际铁路建筑限界轮廓尺寸（mm）3.2 建筑限界的曲线加宽曲线限界加宽仅考虑由于超高引起车体倾斜的曲线内侧加宽。对于站线侧信号机、接触网、跨线桥、天桥、电力照明、雨棚等杆柱建筑限界和曲线站台建筑限界以及独立运营的城际铁路地下隧道建筑限界最大半宽采用2200mm时，其曲线地段的建筑限界加宽，与铁路技术管理规程（客货共线部分）附图1中的V160km/h客货共线铁路的曲线限界加宽办法相同。参考文献：1 铁道部2011部令第90号，铁路技术管理规程S.2 TB10621-2009 高速铁路设计规范(试行