鄭焦城際鐵路開行普速列車曲線超高研究

胡江民

(中鐵工程設計咨詢集團有限公司，北京 100055)

1 鄭焦城際鐵路概況[1]

線路概況：鄭州至焦作城際鐵路位于河南省西北部，鄭州市和焦作市境內，南起鄭州樞紐鄭州站，向北過黃河后經過武陟縣、修武縣，沿新月線引入既有焦作站。線路全長77.785 km，設車站5座。

主要技術標準如下。

(1)鐵路類別：城際鐵路。

(2)正線數目：雙線。

(3)最大坡度：20‰。

(4)速度目標值：200 km/h。

(5)最小曲線半徑：一般地段4 000 m，兩端引入樞紐根據設計速度合理確定。

(6)牽引種類：電力。

(7)到發線有效長度：650 m。

(8)行車指揮方案：調度集中。

(9)列車運行控制方式：自動控制。

2 設計參數選擇

2.1 選擇依據

(1)《關于新建客運專線鐵路曲線超高設定的指導意見》(鐵集成[2009]86號)。

(2)《高速鐵路設計規范》(TB10621—2014)。

(3)《新建時速200～250 km客運專線鐵路設計暫行規定》(鐵建設[2005]140號)。

2.2 超高設置原則及參數選擇

(1)曲線超高設置原則

曲線超高設置應優先滿足本線直通高速動車組列車的旅客舒適度要求，并兼顧本線進出站普速列車的旅客舒適度要求。

(2)行車速度的選擇

根據鄭焦城際鐵路初步設計審查意見，鄭焦城際鐵路推薦速度目標值采用200 km/h，但最小曲線半徑采用4 000 m，正線線間距相應采用4.6 m，線路平面條件滿足列車250 km/h速度運營要求[2]。

高速列車行車速度：按一站直達高速動車V-S曲線選擇每一曲線的實際允許行車速度[3]，初近期考慮200 km/h，遠期鄭焦城際鐵路向太原方向延伸時考慮250 km/h。

低速列車行車速度：按站站停普速列車V-S曲線選擇每一曲線處實際允許行車速度[3]。

(3)超高參數標準選取

200 km/h高速列車與普速客車混行時，超高參數標準按《新建時速200～250 km客運專線鐵路設計暫行規定》(鐵建設[2005]140號)[4]選取，具體見表1。

表1 200 km/h高速列車與普速客車共線運行超高參數標準 mm

遠期250 km/h高速動車組與普速客車混行時，超高參數標準按《關于新建客運專線鐵路曲線超高設定的指導意見》(鐵集成[2009]86號)及《高速鐵路設計規范》(TB10621—2014)選取，具體見表2。

表2 250 km/h高速列車與普速客車共線運行超高參數標準[5] mm

3 200 km/h高速動車組與120 km/h普速客車共線運行實設超高設計方案

3.1 實設超高計算、設置情況

根據高、低速車V-S曲線，按照《新建時速200～250 km客運專線鐵路設計暫行規定》(鐵建設[2005]140號)規范要求，計算200 km/h高速動車組與普速客車共線運行實設超高[6]，詳見表3、表4。

表3 200 km/h、120 km/h共線運行曲線超高計算設置(左線)

表4 200 km/h、120 km/h共線運行曲線超高計算設置(右線)

3.2 實設超高設置分析

該方案超高設置旅客舒適度情況見表5。

表5 200 km/h、120 km/h共線運行舒適度統計

由表5可知，200、120 km/h共線運行，可基本實現高速車不限速，限速曲線可通過增大曲線半徑消除。

4 250 km/h高速動車組與普速客車共線運行實設超高設計方案

該方案是考慮遠期鄭焦城際鐵路向太原方向延伸以后，高速動車組速度目標值可提高到250 km/h，本次對250 km/h高速動車與普速客車共線運行超高設置方案也進行了研究。

4.1 方案說明

4.1.1 方案1 250 km/h與120 km/h客車共線運行方案

(1)實設超高設置情況

根據高、低速車V-S曲線，按照《關于新建客運專線鐵路曲線超高設定的指導意見》(鐵集成[2009]86號)、《高速鐵路設計規范》及《新建時速200～250 km客運專線鐵路設計暫行規定》(鐵建設[2005]140號)規范要求，計算本線提速至250 km/h高速動車組與120 km/h普速客車共線運行實設超高，詳見表6、表7。

表6 250 km/h、120 km/h共線運行曲線超高計算設置(左線)

表7 250 km/h、120 km/h共線運行曲線超高計算設置(右線)

(2)實設超高設置分析

該方案超高設置旅客舒適度情況見表8。

表8 250 km/h、120 km/h共線運行舒適度統計

曲線5需要限速的原因主要是低速車運行速度僅52 km/h(左線)、75 km/h(右線)，高低速速差大，且半徑為4000 m，若增大半徑至5500 m，則無需限速。

曲線10、14、15需要限速的原因均為高低速速差大且半徑小，通過增大曲線半徑可取消限速。

4.1.2 方案2 250 km/h高速動車組與160 km/h普速客車共線運行方案

(1)實設超高計算設置情況

根據高、低速車V-S曲線，計算本線提速至250 km/h高速動車組與160 km/h普速客車共線運行實設超高，詳見表9、表10。

表9 250 km/h、160 km/h共線運行曲線超高計算設置(左線)

表10 250 km/h、160 km/h共線運行曲線超高計算設置(右線)

(2)實設超高設置分析

該方案超高設置旅客舒適度情況見表11。

表11 250 km/h、120 km/h共線運行舒適度統計

4.2 250 km/h高速動車組與普速客車共線運行實設超高設計方案初步結論

由250 km/h、120 km/h共線運行方案及250 km/h、160 km/h共線運行方案舒適度情況分析可知，250 km/h、160 km/h共線運行方案較250 km/h、120 km/h共線運行方案高速、普速車舒適度均有提高，且限速彎道減少1個。故為提高高速車及普速車舒適度及減少限速彎道，建議遠期高速動車組速度目標值提高到250 km/h，普速車速度目標值也宜提速至160 km/h。

5 結語

高速、普速共線運營的線路，速差越小，高速車限速曲線越少，舒適度越高；速差越大，高速車限速曲線越多，舒適度越差；且在曲線半徑長度已經確定的情況下，通過調整實設超高來減少限速曲線及提高舒適度的作用是有限的，因此，如果某客運專線開行普速車必要性充分，應該在線路平面設計之初，計算各種速度組合下超高取值，反算最小曲線半徑、緩和曲線長度，以最大限度減少曲線限速及提高旅客舒適度，減少鋼軌磨耗。