石家庄铁道学院学报
OFSHIJIAZHUANGRAILWAYINSTITUTE
Vol116 Supp1
Jul12003
2003年7月 JOURNAL
铁路既有线提速改造中的主要问题
赵国祝1, 何向国2, 彭 华3
(11中铁十三局集团四公司,黑龙江哈尔滨 150008;
21铁道部第三勘察设计院站场枢纽设计处,天津 300142; 31北方交通大学土木建筑工程学院,北京 100044)
摘要:对铁路既有线提速线路中线路、轨道、路基和桥涵工程等站前工程中存在的一些主要问题进行了分析,提出了相应的解决对策。关键词:提速改造;既有线;对策中图分类号:U212 文献标识码:A 文章编号:100623226(2003)S120164203
铁路既有线提速是目前我国铁路发展的主要方向之一,它可缓解我国铁路运输紧张状况,提高铁路客、货运输效率。其不同于传统的新建铁路建设,又加上在我国起步较晚,尚无大量成功经验可供借鉴。对既有铁路的提速,其有关的技术要求和技术标准也相应提高。在正确评估既有铁路的现有设备状况的基础上,确定相应的提速目标值,经济、合理地对线路、路基、桥涵、通信信号等工程进行改造,使其满足提速后
列车的安全舒适运行要求[1,2]。为满足提速要求,需要进行线路平面(纵断面)新建、改建,针对由此引起路基新(改)建、既有桥涵接长、桥涵改建、路基加固、更换道碴、更换轨枕等工程问题进行探讨。
1 速度目标值
只有对提速后的速度目标值确定后,才能进行线路、路基、桥涵等专业设计。速度目标值确定的原则应该是保证提速后列车安全运行(安全),投资尽量少(经济),设计和施工方案合理可行(合理)。确定其值时一般考虑以下因素:既有铁路目前的设计行车速度;既有铁路各种设备目前的技术标准及相应状态;拟定提速后列车运行组织形式(客货混行或只有客运);拟定的投资规模。在上述因素中,既有线路目前的设计行车速度是最主要的决定因素,根据国内外已有的铁路提速改造情况,建议当既有铁路目前的最高运行速度为80km120km160km140～160km200kmh、h、h时,提速改造后的最高运行速度为120kmh、h、h。
2 线路主要技术标准
根据选定好的提速目标值和列车运行组织形式,以及既有铁路线路的技术标准,首先需要确定改造后线路的技术标准。主要确定以下参数。①铁路等级:目前我国提速改造的线路主要还是针对级铁路,提速后仍为级铁路。②正线数目:单线铁路可改造成双线,双线铁路可维持不变,或修建第三线。③限制坡度:如能满足提速后的要求,不要改变限制坡度,以避免线路高程变动较大。④最小曲线半径:针对提速改造后的列车运行速度等参数的要求,确定改造后的最小曲线半径,将既有线的小曲线半径增大。⑤牵引种类:主要依据改建后列车运行组织形式,是客货混行或只有客运,则选择电力牵引或内燃牵引。⑥机车类
收稿日期:2003203212
作者简介:赵国祝 男 1970年8月出生 工程师
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增刊 赵国祝等:铁路既有线提速改造中的主要问题 165型:根据选用的牵引种类和运输要求,选用相应的机车类型。⑦到发线有效长:尽量维持既有,以避免引起站场的大规模改造。⑧闭塞类型:我国干线铁路采用的为自动闭塞,对其改造,保证其满足提速要求。⑨线间距:对于双线铁路,线间距应满足列车安全汇车的要求。一般直线地段线间距:时速200km为414m,时
(GB50090299)执速160km为412m,时速120km为410m。曲线地段线间距加宽按《铁路线路设计规范》
行。既有线路线间距不满足上述要求时,需要加大。βκ竖曲线:时速160km及以上地段,坡度差大于等于1‰设竖曲线,竖曲线半径为15000m;时速140km及以下地段,坡度差大于等于3‰设竖曲线,竖曲线半
径为10000m。
3 轨道工程
需要确定以下内容:①线路形式:对于提速目标V≤140kmh线路,采用普通线路;140kmh 床边坡为1∶1175;提速目标140kmh 路基作为轨道的基础,随着我国既有铁路的提速改造,对路基的技术要求和技术标准也相应提高,具体包括:路基基床表层不能满足提速后行车要求时,即基床表层强度不够时,需要进行基床表层加固;在小半径加大、线间距加宽及双绕提速地段的路堤需要帮宽或新建,为了增强新老填土的整体稳定性,接触面必须采取强化措施,对新旧路堤过渡地段也需认真处理。对路堤帮宽地段和新旧路堤过渡地段,需要研究提速路基的动力特性,提出保证路基的强度和稳定性的工程措施。 对于既有线路基工程,首先要对其状况进行评估,以确定在相应的条件下是否需要采取加固的处理措施,测试的主要技术手段和装备有:地质雷达、重(轻)型动力触探、核子密度湿度仪、地基系数K30。加固基床表层的方法主要有水泥土挤密桩法和换填基床表层法。 既有路基(不改建地段)基床表层承载力不满足设计要求时,采用水泥土挤密桩进行加固;例如,如基床设计承载力为190kPa(即提速目标值为200kmh),水泥土挤密桩可设计为:桩径0126m,纵向按枕距、横向间距015～016m,当原承载力为110～130kPa时桩长112m,当原承载力为140～150kPa时桩长 3 110m,成桩后要求桩身28d无侧限抗压强度≥1MPa,桩身干密度≥118gcm,桩身含灰比为10%。 由于桥梁和路基轨道的轨下支承条件不同,其轨道刚度及变形也不同,致使路桥连接部分常产生轨道折角不平顺,当列车以较高速度通过路桥连接段时,将产生动轮载的较大变化,车辆振动加大,影响行车平稳性和舒适性。对既有桥涵过渡段也可采用水泥土挤密桩桩长逐步过渡的办法,使线路的刚度逐步过渡。 5 桥涵工程 由于轨道结构不平顺的存在,列车在线路上运行将产生一定的振动,使桥梁上的车体、钢轨、梁体本身和墩台形成一个整体的振动体系。对桥梁来说,主要产生的是竖向和横向的振动,其振幅随列车速度的增 © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 166石 家 庄 铁 道 学 院 学 报第16卷 加而增大,列车提速后,应从桥梁的动强度、脱轨安全度以及舒适度等3个方面来判断一座桥梁的使用性能,而不能仅采用冲击系数来考虑桥梁的动力响应。 一般说来,随着列车运行速度的提高,特别是对高速铁路,其主要由刚度控制,而不是强度控制。既有铁路桥梁的主要问题集中在横向刚度不足,对既有线上无横向联系的并置梁进行加固,即在梁跨两端和跨中增设横隔板,保证其共同受力,对跨度大于12m的钢筋混凝土双梁桥进行横向加固,以加强这些桥两片梁之间的横向联系,从而提高整体性,对采用板式橡胶支座的中小跨度桥梁进行支座横向限位,增加其横向稳定性。如桥跨结构病害严重,无法改造的建议更换为满足要求的新梁。 涵洞工程的主要问题是线路加宽后,需要对涵洞一侧进行接长处理,这需要拆除既有涵的边墙和翼墙,这里要特别注意对路基边坡的防护,一般在拆除边墙和翼墙前要在路肩处打入板桩或挖孔桩。 6 既有线施工注意事项问题 既有线施工一般是在不中断行车的条件下进行的,均采用要点封锁、要点慢行或利用天窗时间作业,包括利用天窗时间换轨、换枕、换碴,利用要点封锁散放轨料、放散钢轨应力、锁定线路以及拆除、顶进桥涵或架空线路等;桥涵拆除、接长、加固施工,应考虑列车正常运行,为此需要加固线路;道岔采用提前预铺要点封锁横移和纵移的方法进行施工。在运营线上进行的各项施工对既有线的运营干扰较大,施工过渡较为复杂。处理好施工与运营的关系,是确保施工总工期、实行“施工运输两不误”的关键所在。为此,各项工程开工前应与运营部门联系,注意做好施工防护及前期准备工作,签订相关的施工协议,采取必要的安全措施,与运营部门密切配合,确保运营、施工的安全。 参考文献 [1]程乐军,肖红.铁路既有线提速后曲线问题及其对策[J].淄博学院学报,2002,4(4):75～78[2]张千里,韩自力.既有线提速路基检测评估技术[J].中国铁路,2002(8):32～33 MainProblemsandCountermeasurestothe ExistingRailwayforIncreasingSpeed 123 ZhaoGuozhu, HeXiangguo, PengHua (11The4thEngineeringCompany,The13thChinaRailwayConstructionBureauGroup,Haerbin130031,China; 21The3rdSurveyandDesignInstitueofMOR,Tianjin300142,China; 31SchoolofCivilEngineering&Architecture,NorthernJiaotongUniversity,Beijing100044,China) Abstract:Inthispaper,themainproblemsontherailwaylines,rail,subgradeandbridgeduringincreasingspeedontheexistingrailwaysareanalyzed1Thecountermeasuresareprovidedforproblemsolving1 Keywords:increasingspeed;existingrailwaylines;countermeasures (责任编辑 杨继成) © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容