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浅谈铁路线路大修平纵断面设计

作者：谭海长 郜现广

来源：《科学与财富》2018年第15期

摘要： 铁路线路大修平纵断面改善设计，是在既有设备的基础上，通过比选选择最合适的设计方案，以满足技术规范要求，同时减小工程量和施工难度，确保施工安全进行。本文通过对线路平纵断面设计中的外业调查、曲线整正、纵断面优化以及特殊地段设计等方面的叙述，介绍了合理进行设计的方法。 关键词：平纵断面；大修；设计

铁路线路大修平纵断面设计是一项综合性工作，从外业调查到内业设计， 都是围绕既有线路设备进行的，设计时必须掌握其技术状态，修改原有平纵断面中不合技术规范要求的部分， 提高线路质量和改善技术设备。 1 外业调查

外业调查是全面掌握大修地段线路的平纵断面状况、线路设备情况以及确定各项分界点的重要一环，取得准确的原始数据是合理设计的关键。

外业调查一般分为丈量里程、平纵断面测量、设备调查三部分。收集数据资料时必须要保证其准确性，避免发生错误和疏漏。另外有必要制定并落实勘查的数据追溯制度，对数据产生疑问，必须核对外业数据，查找分析原因，确保数据调查的准确性。

在前期调查时，必须对线路设备全面调查，尤其是有碴桥桥面石砟厚度、道床厚度以及邻线轨面高程等内容，建立起全局观念。传统偏角法测量既有曲线时 ，需要将仪器设置在线路上，随着列车运行速度的提高、行车密度的增加，安全问题较突出，工作效率明显不高。 如今随着全站仪的普及，可以实现在轨道外任意点置镜对既有曲线进行测量，这样既可以极大地提高测量工作效率，作业人员的安全也得到保障。 纵断面测量通常是利用两台水准仪按照单程双转点法进行，避免测量出现错误，为后续的设计提供准确的数据。 2 整正平面

铁路线路经过长期的运营和养护维修作业，其原有的轨道线形必然会发生较大的变化。整正平面，主要是曲线部分，参照原设计标准，通过曲线整正等形式，矫正既有线路平面的位置，使既有曲线恢复良好的圆顺度，条件允许时改善桥梁的偏心和建筑限界超限等问题。 随着当今铁路的发展，传统的依靠渐伸线原理整正曲线已不能适应要求，而基于坐标测量的坐标法曲线整正[1]，其理论严密、计算精度高，优化操作简便，加之全站仪普及，结合计算机编程技术可以实现计算的自动化，既保证计算精度又能提高工作效率。

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曲线整正时应保证曲线整正前后长度基本不变，两缓和曲线间的圆曲线长度应不短于规定的数值。直线与圆曲线间采用缓和曲线连接时，取10 m的整数倍，并不应低于原线路标准。反向曲线间的夹直线为两条曲线的公切线，曲线整正时前后的切线的方向和位置不发生变化， 设计时将公切线进行平移或旋转，即可优化前后两条曲线，改善夹直线的条件。 3 优化纵断面

优化纵断面，是为了消除线路上的永久变形，改善既有线路设备的技术状态， 通过拉坡设计，修正和改善原有纵断面以满足各项技术要求，并且兼顾工程量较小、坡度、变坡点里程取整符合专业习惯的要求。 3.1 坡段长度及坡度

坡段的长度影响到列车运行的平稳性，坡段越长，行车越平稳。但从施工角度考虑，坡段越长，施工的难度和相应的工作量越大。因此在设计过程中，要根据现场轨顶标高，参考既有道床厚度、控制点、邻线轨面高程、接触网导高等数据，经过方案比选，合理设置坡段长度。 在任何情况下，坡段的坡度都不得大于原有线路的限制坡度。 3.2 坡段的连接

变坡点其位置一般应设在50m的整数桩号处，相邻坡段的坡度差不宜过大，当超过规定值时，应设置抛物线形或圆曲线形竖曲线来连接。竖曲线不应设置在缓和曲线、正线道岔、钢轨伸缩调节器以及明桥面范围内[2]。 3.3 抬、落道

纵断面设计，是施工的重要依据，设计人员通过设计轨顶高程与既有顶高程的相互比较，计算出轨面抬落道量，结合更换轨枕造成的新旧差，计算出石砟补充量。

对于大部分道床厚度较厚的地段，为改善线路设备状态、为开行双层集装箱货物列车创造条件，在保证道床厚度满足规范要求的前提下，可适当降低轨顶标高。同时利用边坡清筛机对线路进行边坡轮筛或人工清筛边坡，彻底解决道床边坡排水问题。

在电化区段，线路的抬、落道量改变了轨顶高程，同时影响到接触网导高，不可能同时满足工务和供电部门的意愿。通常供电部门接触网导高设计在轨顶高程设计之后，但是在一些困难地段，接触网导高值已达下限，如果该地段线路继续抬道，将无法调整接触网导高，影响正常行车，而如果落道施工，工务设备又达不到规范要求。 因此在设计审查会上，工务和供电部门应同时参加，协商共讨，寻求最佳设计方案。 4 特殊地段设计

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4.1 道岔区

在道岔区设计纵断面时考虑不进行大抬大落而基本维持原轨面，如果道岔区过多的抬道，会造成前后岔群抬高，顺坡工作量加大，对邻线道岔和渡线顺坡极为不利。道岔与曲线超高顺坡终点之间的直线段距离不满足规范要求时，结合整正曲线进行改善。 4.2 有碴桥

枕下道砟厚度不应小于25cm，也不应超过 45cm。桥上线路人工清筛时要清至梁顶面，并疏通排水孔。当总体考虑线路抬落道后，石碴厚度仍达不到要求时，可采用桥枕下垫大胶垫以增加道床弹性 。 4.3 钢梁桥

明桥面部分轨面保持不变，就会造成钢梁两端线路进行大抬道设计。由于抬道影响接触网导高，设计时应综合考虑，最终同时满足线路安全运行的要求。 4.4 站台

站台范围清筛采取拨道机筛，清筛完成后线路恢复平面状态，应确保拨道机筛前后建筑物和设备至线路中心线的距离满足规范要求。 站台风雨棚等限界超限时，结合平纵断面设计进行改善。 5 结语

线路大修的平纵断面设计是一项综合性工作，在设计时应充分考虑设计与既有设备间的协调性与适应性，从确保行车安全出发，消除不符合技术要求的地段，减小工程量和施工难度，尽量避免大抬道。以降低轨顶标高为主的纵断面设计时，其设计方案、施工组织以及配合体系还需继续完善。线路的调查、设计还需要项目执行单位和设备管理单位的积极配合，及时反馈在施工方案讨论和施工过程中的信息， 以便根据实际及时调整设计方案，为优化大修设计、改善既有设备状况、圆满完成施工任务提供有利条件。 参考文献：

[1] 王保成， 韩 峰.基于坐标测量的既有曲线整正计算优化方法研究[J].兰州交通大学学报，2008（2）：11-13.

[2] 国家铁路局.TB10098—2017 铁路线路设计规范[S].北京：中国铁道出版社，2017.