摘要 欽港支線為20世紀(jì)90年代研究建成的單線貨運(yùn)鐵路，線路平面、縱斷面要素均對(duì)現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范有一定不適應(yīng)性，欽港支線線路能力現(xiàn)已趨于飽和，為提高運(yùn)輸效率，減少時(shí)間、改造成本，在此根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范最小曲線半徑的相關(guān)計(jì)算，研究在不改造既有線路平面、縱斷面的基礎(chǔ)上，全線提速至90 km/h的可行性，并對(duì)5個(gè)400 m小半徑曲線限速80 km/h進(jìn)行可行性分析。分析結(jié)果表明：欽港支線平面、縱斷面均能滿足最高運(yùn)行速度90 km/h，局部限速80 km/h的提速方案。

關(guān)鍵詞 欽港支線；地方鐵路I級(jí)；設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；提速論證

中圖分類號(hào) U272 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2024）19-0025-03

0 引言

2024年1月9日，中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司工作會(huì)議在北京召開(kāi)，據(jù)國(guó)鐵集團(tuán)發(fā)布的信息，2023年，國(guó)家鐵路完成貨物發(fā)送量39.1億噸，創(chuàng)歷史新高[1]。2019年8月，國(guó)家發(fā)展改革委頒發(fā)《西部陸海新通道總體規(guī)劃》[2]，提出強(qiáng)化西部地區(qū)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，擴(kuò)大既有通道能力，提升運(yùn)輸能力和物流發(fā)展質(zhì)量效率，作為陸海運(yùn)輸系統(tǒng)銜接的樞紐，北部灣區(qū)域是西部陸海新通道的核心組成。

欽港支線于20世紀(jì)90年代建成通車，為廣西沿海經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)和大西南物資出海便捷的新通道，自欽北鐵路欽州東站北海端出岔，向南終至欽州港，線路全長(zhǎng)29.31 km，正線橋梁比例為4.4%，正線無(wú)隧道，涉及欽州東站普速場(chǎng)、海棠站、欽州港站三個(gè)車站。欽港支線為地方鐵路I級(jí)，電氣化單線鐵路，設(shè)計(jì)速度為80 km/h，目前欽港支線線路能力已趨于飽和，且既有線路平面、縱斷面對(duì)于現(xiàn)行規(guī)范有一定不適應(yīng)性。

為提升港口集疏運(yùn)能力，適應(yīng)欽州港口貨運(yùn)需求快速增長(zhǎng)的需要，欽港支線已開(kāi)展增建二線擴(kuò)能改造工程研究，同時(shí)為提高既有鐵路的運(yùn)輸效率，減少時(shí)間、改造成本，且根據(jù)廣西北部灣港區(qū)鐵路支線的布局規(guī)劃，既要充分利用既有鐵路資源，做好現(xiàn)有的設(shè)施改建、擴(kuò)建規(guī)劃，又要更好地處理鐵路建設(shè)與資源消耗、土地利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的關(guān)系[3]。研究在不改造既有線路平面、縱斷面的基礎(chǔ)上，欽港支線既有鐵路最高運(yùn)行速度提至90 km/h的可行性，其中對(duì)5個(gè)400 m小半徑曲線進(jìn)行限速80 km/h，在此僅對(duì)線路平面、縱斷面進(jìn)行運(yùn)行適應(yīng)性研究分析。

1 既有線概況

1.1 既有線路平面特征

欽港支線線路自欽北線欽州東站北海端出岔，向南上跨南珠東大街、金海灣東大街、蘭海高速，設(shè)海棠站，線路繼續(xù)向南上跨北部灣大道，與楊帆南大道并行至狗埠村向東南上跨G228一級(jí)公路后，往南終至欽州港站，正線長(zhǎng)度29.310 km。

正線曲線共計(jì)22個(gè)，總長(zhǎng)8.105 km，曲線最小半徑400 m，緩和曲線多集中在30～70 m之間，既有線最短夾直線長(zhǎng)度為56.65 m。直線地段長(zhǎng)度21.205 km，占線路長(zhǎng)度72.35%，曲線22個(gè)，長(zhǎng)8.105 km，占線路長(zhǎng)度的27.65%，全線曲線分布情況如表1所示。

其中半徑400 m的曲線共5個(gè)，曲線長(zhǎng)度2.188 km，全線曲線占比27.0%；半徑596～605 m的曲線共12個(gè)，曲線長(zhǎng)度4.326 km，全線曲線占比53.4%；半徑700 m的曲線1個(gè)，曲線長(zhǎng)度0.307 km，全線曲線占比3.8%；半徑810 m的曲線1個(gè)，曲線長(zhǎng)度0.302 km，全線曲線占比3.7%；半徑1 000 m的曲線1個(gè)，曲線長(zhǎng)度0.263 km，全線曲線占比3.2%；半徑1 200 m的曲線2個(gè)，曲線長(zhǎng)度0.720 km，全線曲線占比8.9%。

1.2 既有線路縱斷面特征

既有限制坡度6‰，超限坡地段1處：6.3‰/855 m，最短坡長(zhǎng)為98 m，均位于欽州東普速場(chǎng)至海棠區(qū)段，欽港支線坡段長(zhǎng)度如表2所示。

既有線坡長(zhǎng)小于200 m的坡段占全線2.28%，200～250 m的坡段占全線2.44%，250～350 m的坡段占全線11.14%，大于350 m的坡段占全線84.14%。

既有線豎曲線半徑小于10 000 m的有6處，占全線設(shè)豎曲線數(shù)量的24%。豎曲線半徑統(tǒng)計(jì)如表3所示。

2 線路平面分析評(píng)估

2.1 平面曲線

根據(jù)《III、Ⅳ級(jí)鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50012—2012）[4]前言內(nèi)容，原鐵路網(wǎng)中地方鐵路劃分為III、Ⅳ級(jí)鐵路，將既有線平面數(shù)據(jù)與《鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB 10098—2017）[5]和《III、Ⅳ級(jí)鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50012—2012）進(jìn)行對(duì)標(biāo)分析，17個(gè)半徑等于或大于600 m的曲線可滿足90 km/h最小曲線半徑要求。其余5個(gè)半徑為400 m的曲線不滿足《鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB 10098—2017）表5.4.1和《III、Ⅳ級(jí)鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50012—2012）表3.1.2規(guī)定的設(shè)計(jì)速度80 km/h困難條件下最小曲線半徑500 m的規(guī)定，需限速80 km/h以下運(yùn)行。

依據(jù)《鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB 10098—2017）條文說(shuō)明5.4.1最小曲線半徑的確定的相關(guān)內(nèi)容，須考慮滿足最高行車速度方面的要求、內(nèi)外鋼軌均磨條件要求、保證運(yùn)行在曲線上的列車具有一定的抗傾覆安全系數(shù)等三個(gè)條件。

（1）滿足最高行車速度方面的要求。

曲線設(shè)置最大超高，且列車以最高行車速度80 km/h通過(guò)曲線時(shí)，曲線半徑應(yīng)滿足下列不等式：

Rk≥11.8 ?2 max hmax+hqy （1）

式中：Rk——列車最高行車速度要求的曲線半徑（m）；

?max——列車最高行車速度（km/h），采用路段設(shè)計(jì)速度，此處取80 km/h；

hmax——最大超高（mm），取150 mm；

hqy——允許欠超高（mm），一般取70 mm，困難取90 mm。

通過(guò)計(jì)算，最高行車速度要求的曲線半徑Rk一般值為350 m，困難值為320 m。

（2）內(nèi)外鋼軌均磨條件要求。

該線為貨運(yùn)鐵路，可不考慮旅客舒適度問(wèn)題，滿足均磨條件應(yīng)符合下列不等式：

Rsj≥11.8?2 max??2 h hqy+hqy （2）

式中：Rsj——舒適與均磨半徑（m）；

?h——貨物列車設(shè)計(jì)速度（km/h），與路段設(shè)計(jì)速度80 km/h對(duì)應(yīng)，此處取50 km/h；

hgy——允許過(guò)超高值（mm），一般取30 mm，困難取50 mm。

通過(guò)計(jì)算，舒適與均磨半徑Rsj一般值為460 m，困難值為330 m。

（3）保證運(yùn)行在曲線上的列車具有一定的抗傾覆安全系數(shù)。

列車在曲線上運(yùn)行時(shí)的抗傾覆系數(shù)取為3，以及計(jì)算參數(shù)根據(jù)列車速度、車輛類型、重車等條件取值，抗傾覆安全系數(shù)要求的最小曲線半徑Ra為340 m。

綜上所述，設(shè)計(jì)速度為80 km/h，對(duì)應(yīng)列車低速運(yùn)行速度值為50 km/h，在困難條件下，允許欠超高取90 mm，允許過(guò)超高取50 mm，則最高行車速度要求的曲線半徑RK、舒適與均磨半徑Rsj、抗傾覆安全系數(shù)要求的最小曲線半徑Ra分別為320 m、330 m、340 m，故半徑400 m的曲線是可以滿足80 km/h速度運(yùn)行的要求的，但比經(jīng)濟(jì)半徑Rjj?450 m略小。

通過(guò)對(duì)比Ⅰ、Ⅱ鐵路與Ⅲ、Ⅳ級(jí)鐵路線路緩和曲線長(zhǎng)度規(guī)定，既有線的緩和曲線長(zhǎng)度均能滿足設(shè)計(jì)速度80 km/h的困難值，對(duì)比情況如表4所示。

2.2 夾直線最小長(zhǎng)度

既有線最短夾直線長(zhǎng)度為56.65 m，滿足90 km/h要求，夾直線標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比如表5所示。

3 線路縱斷面分析評(píng)估

3.1 坡度與坡長(zhǎng)

既有限制坡度6‰。超限坡地段1處：6.3‰/855 m。

根據(jù)到發(fā)線有效長(zhǎng)度850 m，坡段長(zhǎng)度不宜小于最小坡段長(zhǎng)度350 m，既有線最短坡長(zhǎng)為98 m，小于350 m坡段數(shù)量為19個(gè)，長(zhǎng)度為4.649 km，占全線15.86%?！惰F路線路設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB 10098—2017）6.4.9條“改建既有線和增建第二線的坡段長(zhǎng)度在困難條件下可減至200 m”。小于100 m坡段長(zhǎng)度僅1段，占全線0.33%，坡度與坡長(zhǎng)滿足提速條件。

3.2 豎曲線

既有線豎曲線設(shè)置最小半徑為5 000 m，全線有6處，能夠滿足III、Ⅳ級(jí)鐵路60～80 km/h要求，豎曲線對(duì)比情況如表6所示。

根據(jù)鐵科院研究，豎曲線半徑由旅客舒適性要求控制，即受列車運(yùn)行于豎曲線產(chǎn)生豎向離心加速度ash限制的最小豎曲線半徑根據(jù)下列公式計(jì)算[5]：

Rsh=?2/（3.62[ash]） （3）

式中Rsh——豎曲線半徑（m）；

[ash]——乘客舒適度允許的豎向離心加速度（m/s2），取值一般為0.4 m/s2，困難為0.5 m/s2。

通過(guò)計(jì)算，豎曲線半徑5 000 m可以滿足90 km/h的速度要求，有條件的地段，建議豎曲線半徑改為10 000 m，改善運(yùn)行條件。

4 結(jié)論及建議

（1）欽港支線平面曲線半徑400 m段落中，以最高行車速度80 km/h要求的曲線半徑RK、舒適與均磨半徑Rsj、抗傾覆安全系數(shù)要求的最小曲線半徑Ra分別為320 m、330 m、340 m，故半徑400 m的曲線是可以滿足80 km/h速度運(yùn)行的要求，但比經(jīng)濟(jì)半徑Rjj?450 m略小。

（2）通過(guò)對(duì)比Ⅰ、Ⅱ鐵路與Ⅲ、Ⅳ級(jí)鐵路線路緩和曲線長(zhǎng)度規(guī)定，欽港支線既有線的緩和曲線長(zhǎng)度均能滿足設(shè)計(jì)速度80 km/h的困難值。

（3）欽港支線既有線最短夾直線長(zhǎng)度為56.65 m，滿足運(yùn)行速度90 km/h要求。

（4）欽港支線既有線縱斷面能滿足最高設(shè)計(jì)速度90 km/h運(yùn)行要求，但條件允許情況下，建議豎曲線半徑為5 000 m地段改為10 000 m，改善運(yùn)行條件。

（5）欽港支線提速需要根據(jù)具體行車速度調(diào)整對(duì)應(yīng)部分曲線的軌道超高，并對(duì)線路進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，解決既有病害，保證線路穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

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[4]III、Ⅳ級(jí)鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范：GB 50012—2012[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2012.12.

[5]鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范：TB 10098—2017[S].北京：中國(guó)鐵道出版社，2017.12.

收稿日期：2024-04-01

作者簡(jiǎn)介：麥藝馨（1993—），女，碩士研究生，工程師，研究方向：鐵路線路、公路路線設(shè)計(jì)。