地铁线路平面曲线设计相关参数的确定

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翻新时间：2023-05-27

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地铁线路平面曲线设计相关参数的确定

摘要针对地铁不同于一般铁路的特点和现有技术资料不完全适用的情况,对地铁线路平面曲线设计中如何合理确定相关参数问题作了较详细论述。

关键词地铁线路曲线设计参数确定

1 曲线半径选择

曲线半径应根据行车速度、沿线地形、地物等条件因地制宜由大到小合理选定。地铁线路不同于野外一般铁路,它往往受城市道路和建筑物控制,曲线半径选择自由度小,常须设置较小半径曲线。地铁《设规》规定:“最小曲线半径一般情况300 m ,困难情况250 m。” 在实际设计中,对250 m 半径曲线,因其钢轨磨耗陡然加剧,除非因特殊条件控制不得已时方可采用,一般应控制在最小300 m。例如,天津地铁1 号线南段,因受津萍大厦桩基(地下线) 和城市干道交叉口及地铁设站位置(高架线) 控制,经多次研究比选,设计了3 处300 m 半径曲线,最终经市建委审批确定。

2 曲线超高与限速计算

列车通过较小半径曲线地段,为保证行车安全和乘客舒适要求,列车必须限速运行。列车通过曲线的最大允许速度(通常简称曲线限速),根据曲线外轨超高和旅客舒适度计算确定。

列车在曲线上运行时产生惯性离心力使乘客有不适感。因此,通常以设置外轨超高产生向心力,以达到平衡离心力的目的。

从理论上分析 ,车体重力P 产生的离心力为:

J= Pv 2/gR

(1) 式中 g 重力加速度,9. 8 m/ s2 ;

r 曲线半径,m;

s 内外轨头中心距离,取1 500 mm; v 、V 行车速度, v 单位为m/ s , V 单位为km/ h ; h 所需外轨超高度,mm。

图1 超高与向心力关系图对某一实设曲线而言, 超高h 是定值。当列车以vmax 通过时,将产生最大的欠超高hqmax 为hqmax = h-Sv 2max/gR = Sv 2/gR-Svmax/gR = s(a-amax)/g =-153Δamax

(4) 式中各参数含义同式

(3)。右边负号表示欠超高, Δamax 为未被平衡的离心加速度允许最大值。以Δamax = 0. 4 m/s2 代入式

(4),即可得出地铁允许的最大欠超高值为hqmax = 153 Δamax = 61. 2 mm 铁路外轨超高值通常按5 mm 取整,得60 mm。

可见地铁允许的最大欠超高值60 mm , 小于客货混运铁路允许的最大欠超高值(75 mm),即允许产生的未被平衡的离心力较小,从而保证了专运旅客的地铁具有较好的乘坐舒适度。

表1 较小半径曲线限制速度km/ h

3 合理配置缓和曲线长度

地铁《设规》列有各种曲线半径对应不同行车速度的缓和曲线表,表列缓和曲线长度均可保证行车安全和旅客舒适度的要求。但应注意的是,设计中对某一半径圆曲线配置缓和曲线长度不可随意择取,无特殊理由, 应严格按该曲线限速即表1 所列行车速度(通常按5 km/ h 取整值) 选取与之相匹配的或较长的缓和曲线长度,即使为满足曲线加宽要求配置左线的较短缓和曲线长度时,其长度也应当与曲线限速相匹配,以避免因缓和曲线长度的限制而降低了曲线地段行车速度。

4 曲线线间距加宽表2 曲线线间距加宽值mm

5 左线圆曲线半径的确定

与一般铁路不同,地铁应为右侧行车的双线铁路, 线路设计通常以右线为基准,其圆曲线半径一般设计为整数;左线按同心圆设计,其半径按下式计算确定R左= R右±D ±W = R右±D ±Δη

(10) 式中 R左、R右— 分别为左、右线圆曲线半径;

D — 直线地段线间距;

W — 曲线线间距加宽值,由表2 查取;

Δη — 左、右线缓和曲线内移值的差值。

式中,右偏角曲线取正号,左偏角曲线取负号。

设计中通常采用左、右线匹配不同缓和曲线长度的方法 ,利用其内移值的差值Δη 大于等于W值来满足曲线加宽的要求。但应注意配置的缓和曲线最小长度,不应短于按表1 曲线限速相匹配的缓和曲线长度。

参考文献 2 西南交通大学主编. 铁道工程. 北京: 中国