關于2013年版《地鐵設計規范》中幾個線路設計問題的討論

李 睿 歐陽全裕 楊作剛

(1.天津市市政工程設計研究院，300392，天津;2.天津軌道交通集團有限公司,300381,天津//第一作者，工程師)

新版GB 50157—2013《地鐵設計規范》(以下簡稱《設規》)已發布實施多年了。通過設計實踐，發現《設規》中相關專業部分有尚不明確或不盡完善之處。現結合地鐵工程實際，并參照有關國標的相關規定進行深入分析研究，并提出建議性意見。

1 最小線間距問題

鐵路雙線并行地段兩線路中心線之間的距離簡稱線間距，是線路設計中最常用的主要技術參數之一。GB 50090—2006《鐵路線路設計規范》根據國家現行標準GB 146.1《標準軌距鐵路機車車輛限界》的規定，按保證兩線不限速會車要求的列車間安全量，明確規定相應不同速度線路的最小線間距[1-2]。

《設規》對地鐵區間雙線并行直線地段最小線間距未作明確規定，僅在“限界”章節中第5.1.6條規定：“相鄰區間線路，當兩線間無墻、無柱或無設備時，兩設備限界之間的安全距離不應小于100 mm”[3]。據此計算得出的最小線間距如表1所示。

表1 按限界控制點計算的地面及高架線直線地段最小線間距

理論計算的最小線間距按0.1 m取整。由表1,采用A型車時取3.3 m，采用B型車時取3.2 m。

現有實際設計中，當采用B型車時(如天津地鐵1、2、3號線)最小線間距采用3.6 m;當采用A型車時(如上海地鐵1號線),最小線間距采用3.8 m。可見,現有設計都留有較大富余量。采用A型車時富余量約為0.5 m，采用B型車時富余量約為0.4 m。

這里需要討論的是：在區間并行地段，既然兩線間無墻、無柱及其他設備，而且這也是常規鐵路和地鐵的基本常態，那么說明兩線間的線間距離與設備限界并無直接關系;因此,按設備限界加安全間隙來確定最小線間距，令人不好理解。如改為根據GB 146.1《標準軌距車輛限界》按地鐵車輛限界加安全間隙確定最小線間距，就比較直觀,也好理解了。

經檢算，車輛限界控制點與設備限界控制點的橫向坐標差值，采用A型車時為-25 mm，采用B型車時為-43 mm，若設定兩車輛限界控制點之間的安全間隙取150 mm，計算得出的最小線間距為3 315 mm(采用A型車)及3 183 mm(采用B型車)，則仍可與按設備限界控制計算的最小線間距保持基本一致。僅略大25 mm(采用A型車)及7 mm(采用B型車)。

2 曲線地段限界計算及線間距加寬問題

如前所述，現有地鐵設計實際采用的直線地段最小線間距較理論計算的最小線間距留有較大富余量。雖然《設規》對曲線地段加寬及具體計算方法均為作條文明確規定，但具體工程設計中仍要涉及這一問題。

2.1 曲線地段限界加寬計算問題

《設規》在“附錄D圓曲線地段車輛限界和設備限界計算方法”中提出：曲線地段車輛限界或設備限界加寬量應按平面曲線或豎曲線引起的車體幾何偏移量計算確定[3]。而且《設規》還列出了A、B型車對應不同半徑曲線內外側的車體幾何偏移量(E內、E外)表。注意到此處用的是“或”字，故不明確該表所列偏移量是由平面曲線還是豎曲線引起的，或是兩項疊加結果。這為設計使用帶來不便。根據《設規》，平面曲線引起的曲線內側車體幾何偏移量(E內)及曲線外側車體幾何偏移量(E外)分別為

式中:

R——平面曲線半徑;

L0——車體長度；

L1——車輛定距；

α——車輛固定軸距。

針對不同的R進行驗算，得到結果見表2。

其值恰與《設規》附錄表D.0.2-1，表D.0.2-2中值吻合。這說明該附錄表中的偏移量只是平面曲線引起的，并不含豎曲線超高引起車體內傾而產生的偏移量，在具體工程設計中還應另行計算確定。而且這兩種限界的最終加寬量理應是平、豎曲線引起的兩項偏移量的疊加結果。

2.2 曲線地段線間距加寬問題

《設規》對區間雙線并行的高架及地面線路最小線間距未作條文明確規定。而現有設計實際采用的最小線間距較理論計算的最小線間距留的富余量較大(采用A型車時達510 mm，采用B型車時達424 mm)。可見,最小線間距尚有較大的設計優化空間。從工程經濟角度考慮，為節省工程投資,減少占地，在具體工程設計中可考慮采用適當較小的最小線間距。事實上,已有限界、線路專業人士提出這方面的建議。如按此設計，則曲線地段應根據兩端直線地段實際采用的最小線間距，來計算確定曲線地段線間距加寬值。該加寬值是線路設計中常用的主要技術參數之一，不僅要有相應的準確度,而且若加寬量過大，則會增大非必要的工程量;若加寬量不足，則可能留下行車安全隱患。GB 50090—2006《鐵路線路設計規范》對曲線線間距加寬有條文明確規定，并附有加寬計算公式，還列出不同半徑曲線的線間距加寬值表。設計 人員可直接查用，對設計而言甚為方便。由于現行《設規》對此均無條文明確規定，也無相關計算方法說明，設計者處理辦法難以統一，因此，為方便設計，建議線路及限界等相關專業人員進一步研究，可否參照GB 50090—2006《鐵路線路設計規范》,即根據GB146.2《標準軌距鐵路建筑限界》規定，結合地鐵線路、車輛參數自身特點，計算出不同半徑曲線的內外側偏移量及曲線加寬值表，以供設計直接查用，從而避免計算繁瑣，提高設計工作效率。

表2 不同R對應的E內及E外

3 軌枕鋪設數量問題

軌枕是支承鋼軌并將荷載傳布于道床的軌道部件。軌枕鋪設數量是構成軌道技術標準重要參數之一，應根據運量、行車速度，以及線路平、縱斷面條件確定，并綜合考慮鋼軌及道床等因素，合理配套，以求在最經濟條件下，保證軌道具有足夠的強度和穩定性。TB 10082—2005《鐵路軌道設計規范》[3]根據線路性質及軌道類型列有對應不同半徑曲線及線路縱坡的每公里軌枕鋪設數量表，以供設計直接查用。舊版的GB 50157—2003《地鐵設計規范》也列有“表6.3.2 軌枕鋪設數量”，而現行《設規》卻刪去了此表，而僅列出了“表7.2.7 扣件鋪設數量(對/km)”。考慮到扣件是與軌枕配套的，故軌道設計中只好反其用之，即軌枕鋪設標準比照扣件鋪設數量《設規》中表7.2.7執行，且其計量單位應明確為“根/km”。并建議將軌枕及扣件的鋪設數量標準合列在同一個表內。如此，就更趨完善了。

4 其他問題

作為城市交通，地鐵與一般鐵路不同，其地面線路路基在線路工程中所占比重甚小。故GB 50157—1993《地鐵設計規范》并無路基內容，而2003年版及2013年版地鐵《設規》均已包含“路基”章節，且其內容基本上是照搬一般鐵路的路基設計規范，條文較多。故在地鐵路基工程設計中應用路基相關條文時，要注意結合地鐵實際界定其使用條件。例如“機械化養路平臺”，原本是在行車密度不大有足夠間隔時間時，允許中小型機械上道作業的一般鐵路可用作放置移動式發電機組或避車下道的部分機具。而地鐵線路日常維修作業只能在晚上地鐵停運時段進行，無需避車下道，且地處市郊的線路沿線也多有固定電源可用。這些都是平臺設計時要考慮的因素。

“路基支檔結構”一節篇幅較大。實際上，地鐵作為城市交通，多建在大城市城區及郊區。考慮城市景觀要求和少占城市用地及郊區農田要求，一般情況下地鐵不應當出現路基支檔結構，工程實踐中也很少出現。唯有地處地形起伏大的山區城市郊區線路，需要設計路基支檔結構。此時，可參考“鐵路工程設計技術手冊”、《路基》等既有成熟技術資料進行設計。

本文對GB 50157—2013《地鐵設計規范》中的線路最小線間距、曲線地段限界、軌枕鋪設數量、路基及路基支擋結構、機械化養路平臺等問題進行梳理，并展開了深入研究。