淺談鐵路線路大修平縱斷面設計

譚海長 郜現廣

摘要： 鐵路線路大修平縱斷面改善設計，是在既有設備的基礎上，通過比選選擇最合適的設計方案，以滿足技術規范要求，同時減小工程量和施工難度，確保施工安全進行。本文通過對線路平縱斷面設計中的外業調查、曲線整正、縱斷面優化以及特殊地段設計等方面的敘述，介紹了合理進行設計的方法。

關鍵詞：平縱斷面；大修；設計

鐵路線路大修平縱斷面設計是一項綜合性工作，從外業調查到內業設計， 都是圍繞既有線路設備進行的，設計時必須掌握其技術狀態，修改原有平縱斷面中不合技術規范要求的部分， 提高線路質量和改善技術設備。

1 外業調查

外業調查是全面掌握大修地段線路的平縱斷面狀況、線路設備情況以及確定各項分界點的重要一環，取得準確的原始數據是合理設計的關鍵。

外業調查一般分為丈量里程、平縱斷面測量、設備調查三部分。收集數據資料時必須要保證其準確性，避免發生錯誤和疏漏。另外有必要制定并落實勘查的數據追溯制度，對數據產生疑問，必須核對外業數據，查找分析原因，確保數據調查的準確性。

在前期調查時，必須對線路設備全面調查，尤其是有碴橋橋面石砟厚度、道床厚度以及鄰線軌面高程等內容，建立起全局觀念。傳統偏角法測量既有曲線時 ，需要將儀器設置在線路上，隨著列車運行速度的提高、行車密度的增加，安全問題較突出，工作效率明顯不高。 如今隨著全站儀的普及，可以實現在軌道外任意點置鏡對既有曲線進行測量，這樣既可以極大地提高測量工作效率，作業人員的安全也得到保障。 縱斷面測量通常是利用兩臺水準儀按照單程雙轉點法進行，避免測量出現錯誤，為后續的設計提供準確的數據。

2 整正平面

鐵路線路經過長期的運營和養護維修作業，其原有的軌道線形必然會發生較大的變化。整正平面，主要是曲線部分，參照原設計標準，通過曲線整正等形式，矯正既有線路平面的位置，使既有曲線恢復良好的圓順度，條件允許時改善橋梁的偏心和建筑限界超限等問題。

隨著當今鐵路的發展，傳統的依靠漸伸線原理整正曲線已不能適應要求，而基于坐標測量的坐標法曲線整正[1]，其理論嚴密、計算精度高，優化操作簡便，加之全站儀普及，結合計算機編程技術可以實現計算的自動化，既保證計算精度又能提高工作效率。

曲線整正時應保證曲線整正前后長度基本不變，兩緩和曲線間的圓曲線長度應不短于規定的數值。直線與圓曲線間采用緩和曲線連接時，取10 m的整數倍，并不應低于原線路標準。反向曲線間的夾直線為兩條曲線的公切線，曲線整正時前后的切線的方向和位置不發生變化， 設計時將公切線進行平移或旋轉，即可優化前后兩條曲線，改善夾直線的條件。

3 優化縱斷面

優化縱斷面，是為了消除線路上的永久變形，改善既有線路設備的技術狀態， 通過拉坡設計，修正和改善原有縱斷面以滿足各項技術要求，并且兼顧工程量較小、坡度、變坡點里程取整符合專業習慣的要求。

3.1 坡段長度及坡度

坡段的長度影響到列車運行的平穩性，坡段越長，行車越平穩。但從施工角度考慮，坡段越長，施工的難度和相應的工作量越大。因此在設計過程中，要根據現場軌頂標高，參考既有道床厚度、控制點、鄰線軌面高程、接觸網導高等數據，經過方案比選，合理設置坡段長度。 在任何情況下，坡段的坡度都不得大于原有線路的限制坡度。

3.2 坡段的連接

變坡點其位置一般應設在50m的整數樁號處，相鄰坡段的坡度差不宜過大，當超過規定值時，應設置拋物線形或圓曲線形豎曲線來連接。豎曲線不應設置在緩和曲線、正線道岔、鋼軌伸縮調節器以及明橋面范圍內[2]。

3.3 抬、落道

縱斷面設計，是施工的重要依據，設計人員通過設計軌頂高程與既有頂高程的相互比較，計算出軌面抬落道量，結合更換軌枕造成的新舊差，計算出石砟補充量。

對于大部分道床厚度較厚的地段，為改善線路設備狀態、為開行雙層集裝箱貨物列車創造條件，在保證道床厚度滿足規范要求的前提下，可適當降低軌頂標高。同時利用邊坡清篩機對線路進行邊坡輪篩或人工清篩邊坡，徹底解決道床邊坡排水問題。

在電化區段，線路的抬、落道量改變了軌頂高程，同時影響到接觸網導高，不可能同時滿足工務和供電部門的意愿。通常供電部門接觸網導高設計在軌頂高程設計之后，但是在一些困難地段，接觸網導高值已達下限，如果該地段線路繼續抬道，將無法調整接觸網導高，影響正常行車，而如果落道施工，工務設備又達不到規范要求。 因此在設計審查會上，工務和供電部門應同時參加，協商共討，尋求最佳設計方案。

4 特殊地段設計

4.1 道岔區

在道岔區設計縱斷面時考慮不進行大抬大落而基本維持原軌面，如果道岔區過多的抬道，會造成前后岔群抬高，順坡工作量加大，對鄰線道岔和渡線順坡極為不利。道岔與曲線超高順坡終點之間的直線段距離不滿足規范要求時，結合整正曲線進行改善。

4.2 有碴橋

枕下道砟厚度不應小于25cm，也不應超過 45cm。橋上線路人工清篩時要清至梁頂面，并疏通排水孔。當總體考慮線路抬落道后，石碴厚度仍達不到要求時，可采用橋枕下墊大膠墊以增加道床彈性 。

4.3 鋼梁橋

明橋面部分軌面保持不變，就會造成鋼梁兩端線路進行大抬道設計。由于抬道影響接觸網導高，設計時應綜合考慮，最終同時滿足線路安全運行的要求。

4.4 站臺

站臺范圍清篩采取撥道機篩，清篩完成后線路恢復平面狀態，應確保撥道機篩前后建筑物和設備至線路中心線的距離滿足規范要求。 站臺風雨棚等限界超限時，結合平縱斷面設計進行改善。

5 結語

線路大修的平縱斷面設計是一項綜合性工作，在設計時應充分考慮設計與既有設備間的協調性與適應性，從確保行車安全出發，消除不符合技術要求的地段，減小工程量和施工難度，盡量避免大抬道。以降低軌頂標高為主的縱斷面設計時，其設計方案、施工組織以及配合體系還需繼續完善。線路的調查、設計還需要項目執行單位和設備管理單位的積極配合，及時反饋在施工方案討論和施工過程中的信息， 以便根據實際及時調整設計方案，為優化大修設計、改善既有設備狀況、圓滿完成施工任務提供有利條件。

參考文獻：

[1] 王保成， 韓 峰.基于坐標測量的既有曲線整正計算優化方法研究[J].蘭州交通大學學報，2008（2）：11-13.

[2] 國家鐵路局.TB10098—2017 鐵路線路設計規范[S].北京：中國鐵道出版社，2017.