基于尼泊爾梅吉鐵路的中外鐵路線路技術標準對比

□ 徐明明

近年來，我國鐵路行業依靠原始創新、集成創新、引進消化再創新等手段，在高速鐵路、高原鐵路、既有線提速、復雜山區鐵路、重載鐵路、機車車輛裝備、四電集成等許多領域取得了重大技術創新成果，極大地促進了我國鐵路技術標準體系的發展與完善。同時，國家大力引導中國鐵路走向世界，為了總結積累發展創新成果，適應我國鐵路“走出去”戰略，通過結合海外項目設計實踐，借鑒國內外經驗，對中外鐵路線路技術標準進行對比分析，對進一步宣傳我國鐵路設計理念，助推中國鐵路標準國際化具有一定的意義。

一、中外鐵路線路設計標準概述

1.中國鐵路線路主要技術標準

（1）《鐵路線路設計規范》（TB10098-2017）。適用于行車速度80～350公里/小時的標準軌距高速鐵路、城際鐵路、客貨共線I和II級鐵路、重載鐵路線路設計。

（2）《高速鐵路設計規范》（TB10621-2014）。適用于新建設計速度250～350公里/小時、運行動車組列車的客運專線鐵路。

（3）《城際鐵路設計規范》（TB10623-2014）。適用于新建設計速度200公里/小時及以下、僅運行動車組列車的標準軌距客運專線鐵路設計。

（4）《重載鐵路設計規范》（TB10625-2017）。適用于車輛軸重≥250千牛和牽引質量≥10000噸，設計速度不大于100公里/小時的標準軌距重載鐵路設計。

（5）《III、IV 級鐵路設計規范》（GB50012-2012）。適用于近期年客貨運量小于10兆噸的Ⅲ、Ⅳ級標準軌距鐵路的設計。

2.UIC鐵路線路主要技術標準

UIC（國際鐵路聯盟）為非政府性的國際鐵路組織，在鐵路領域具有較高的權威性。UIC下設客運、貨運、運營等9個委員會，其規范共劃分為10個部分、598個分冊，內容涵蓋鐵路領域各類專業。其中，《快速客運線路特性》（UIC703：1989）是UIC標準體系中用于線路平縱斷面設計的技術規范，適用于列車行車速度80～300公里/小時的標準軌距鐵路線路平縱斷面設計。

3.歐洲鐵路線路主要技術標準

為了實現鐵路互聯互通，歐盟在充分考慮安全、經濟和可行性的基礎上，建立了內容完備、層次清晰、高兼容性鐵路法規和技術規范體系。該體系包含4個層次：歐洲鐵路指令（EC）、歐洲鐵路互通性技術規范、歐洲標準（EN）及歐盟各國國家、協會和企業標準。

《軌道線路平面設計參數-軌距1435毫米及以上鐵路》（EN13803:2017）是歐洲鐵路線路設計標準，被英國、德國等歐洲國家轉化為國際標準，適用于列車行車速度80～360公里/小時的標準軌及寬軌鐵路線路平縱斷面設計。

二、梅吉鐵路簡介

1.項目概況

梅吉鐵路位于尼泊爾南部區域，為國家經濟較為發達的重點區域，沿線地形以沖積平原為主。為了滿足日益增長的客貨運需求，尼泊爾政府計劃發展鐵路運輸系統。2010年，印度RITES公司與尼泊爾SILT公司聯合完成了梅吉至馬哈卡利鐵路可行性研究報告，線路全長946公里，為設計時速160公里/小時單線電氣化寬軌（1676毫米）鐵路。2016年，尼泊爾鐵路局發布梅吉鐵路西段約400公里詳細設計招標文件，要求西段按照時速200公里/小時標準軌距單線電氣化鐵路標準開展詳細設計。

2.主要技術標準

根據項目招標文件及與尼泊爾鐵路局簽訂的詳細設計咨詢合同，該項目主要技術標準見表1所列。

表1 梅吉鐵路主要技術標準

3.線路設計概況

項目分兩個標段：Butwal至Lamahi段及Kohalpur至Sukhkhad段。各段主要工程內容見表2所列。

表2 梅吉鐵路主要技術標準

三、線路設計參數對比研究

1.主要設計參數

（1）曲線超高。曲線超高指鐵路曲線路段內外軌間的高差，用于抵消列車在曲線路段上通過時產生的離心力，保證列車以設計速度安全、平穩、經濟、舒適地通過圓曲線。緩和曲線長度、曲線半徑的重要平面參數多由曲線超高確定。對于客貨共線的鐵路，其取值由客貨列車通過曲線的速度、最大超高、欠超高及過超高允許值等參數共同確定。對于客貨共線鐵路，國內外不同設計規范對超高的取值規定見表3所列。

（2）最小曲線半徑。鐵路最小曲線半徑的影響因素主要包括運輸性質、列車運行安全、沿線地形條件及經濟性等4個方面。①運輸性質。旅客舒適度為客運專線的重要要求，鐵路內外軌的均衡磨耗則為重載鐵路的重點關注，對于客貨列車共線運行的鐵路，舒適度和內外軌均磨都應綜合考慮。根據第1.0.2條規定的本規范適用范圍，本條按客貨列車共線運行Ⅰ、Ⅱ級鐵路確定最小曲線半徑標準。②運行安全。列車通過曲線路段時，受力應保持在一定的安全范圍內，輪軌間的接觸需確保正常。最小曲線半徑的取值應充分考慮車輛通過曲線時的安全性、穩定性及平穩性，其評價指標需滿足《鐵道車輛動力學性能評定和試驗鑒定規范》（GB5599）的要求。此外，列車在曲線上運行時，還要確保不發生傾覆，抗傾覆安全系數應滿足相關要求。③地形條件。曲線半徑取值在確保列車運行安全的前提下，應盡量適應線路沿線的地形條件。尤其對位于山區的鐵路，地形起伏較大，采用較小半徑的曲線最大限度適應地形，避免破壞環境，同時減少工程數量，降低造價。④經濟性。小半徑曲線的使用，對地形的適應性較強，可降低工程造價，但列車運營條件變差，運營成本增加，應加強技術經濟比選，合理選擇最為合理的最經濟的曲線半徑。

綜上所述，在路段旅客列車設計行車速度已充分考慮鐵路運輸性質與安全因素。因此，線路最小曲線半徑的選擇應結合線路運輸性質與需求，通過綜合比選來確定路段設計行車速度和工程條件。

計算最小曲線半徑有幾種方法。TB10098中：①考慮旅客列車最高行車速度的要求。曲線上超高的設置，需確保旅客列車在曲線上以最高行車速度通過時產生的欠超高不大于允許值。②考慮旅客舒適度與內外軌均磨條件的要求。對于客車與貨車共線運行的鐵路，旅客舒適條件與鐵路內外軌磨耗均勻條件均要考慮。TB10098還對保證運行在曲線上的列車具有一定抗傾覆安全系數的最小曲線半徑及綜合考慮工程投資及運營支出的經濟半徑做出了要求及規定。由此得出表4及表5的最小半徑推薦值。而UIC703和EN13803都對列車通過曲線時產生的欠過超高值作了具體規定。

表4 平面最小曲線半徑 米

表5 限速地段平面最小曲線半徑 米

（3）緩和曲線長度。TB10098中規定，緩和曲線長度既要確保列車運行安全，又要考慮旅客舒適度需求。在參數取值過程中一般遵循以下原則：超高順坡率需保證車輪不發生脫軌；超高時變率需滿足旅客舒適度要求；欠超高時變率（或未被平緩的離心加速度）也需要滿足旅客舒適度的要求。

UIC703中，緩和曲線長度主要取決于實設超高和相應的欠超高值，而實設超高取決于平面曲線半徑；EN13803中，對超高緩和段長度和緩和曲線長度也有具體要求。

2.對比分析

三個規范平面曲線設計基本一致，僅在超高參數取值上存在一定的差異。中國鐵路設計規范基于國內運營管理及線路養護經驗，考慮到國內外養護水平的差異，在超高、過超高、欠超高及舒適性允許值方面的取值較國際規范更為嚴格，造成曲線半徑較大、緩長較長。

（1）超高參數取值差異。差異主要體現在超高參數的取值上，造成這種差異的原因主要為國內外鐵路養護水平的差異。

（2）平面參數設計流程差異。國內規范先根據經驗確定了實設超高的范圍并取中間值計算緩和曲線長度，并與舒適性要求進行核對，最終形成規范推薦的緩長，在后續設計中直接根據工程條件選用，再根據這些條件計算確定實設超高，復核過超高、欠超高及舒適性要求。而國外規范一般先根據客貨車比例計算均衡速度，并由均衡速度計算超高，進而計算緩和曲線長度。

3.尼泊爾梅吉鐵路線路平面設計參數確定

（1）平面曲線參數設計原則。根據咨詢合同要求，綜合分析國內外規范線路平面曲線參數取值的有關要求，在尼泊爾鐵路實踐中，超高、過超高、欠超高等參數的限值參照UIC709規范要求計算最小曲線半徑；曲線實設超高根據行車量確定的均衡速度計算，進而計算各曲線的緩和曲線長度。

（2）設計參數取值。通過計算得知，最小曲線半徑為2150米，考慮施工便利，設計實踐中困難情況下取2200米，一般情況下取2500米。根據項目所處區域地形地貌情況，確定了項目采用的曲線半徑系列，及對應的實設超高和緩和曲線長度。見表6所列。

表6 尼泊爾梅吉鐵路平面設計參數取值

四、結論

通過尼泊爾項目實踐，中外鐵路技術標準在線路平面曲線參數設計的理論、原理基本一致，但雙方在設計理念、參數限值要求等方面還存在一定的差距。在設計理念方面，中國規范根據多年的建設養護經驗，形成了適用于不同線路等級的平面曲線參數推薦值，設計實踐中直接查表取值即可。在國外項目中往往需根據實際情況確定曲線半徑，計算超高、緩長等參數。在參數限值方面，因中外鐵路養護能力的差距，對舒適性要求的差別，造成了超高等參數限制有些不一致。一般來說，國內規范的取值要求嚴于國際規范，這也是造成國內平面曲線半徑較大、緩長較長的原因。