关于铁路车站纵断面设计

丁 亮

（铁道部工程设计鉴定中心提待高工，北京100038）

关于铁路车站纵断面设计

丁 亮

（铁道部工程设计鉴定中心提待高工，北京100038）

由于车站纵断面与车站功能及规模没有直接联系，设计规范也只有取值范围，大部分设计要么取上限、要么取下限，设计中的问题往往被复杂的车站平面布置所掩盖。只有当车站标高与地面标高相差很大，工程艰巨，或者土石方超出常规的工程量时，才研究纵断面的合理性。实际上，车站纵断面除了从工程量、桥、隧或路基工点分析其合理性以外，更重要的是车站建成后纵断面对日常运营的影响，这是对作业效率更深层次的影响，影响长远且难以更正。对铁路车站纵断面设计进行深入的分析，以利于提高对车站纵断面设计的认识，掌握和处理好关键的问题。

车站；纵断面；设计；分析

Abstract:The defects arising out of the railway-station design are sometimes disguised by the complicated plain layout of the station due to the reasons that the station profile is not directly related to the station functions and scale and the design specification is only confined to numeric span,either the upper limit or the lower one of which is considered.Only when the station elevation has a far cry from the ground level thus causing great difficulty to the project or the earthwork exceeds the regular quantities,the reasonableness of the station profile begins to be studied.In fact,besides the quantities,bridges,tunnels or roads,it ismore important to take into account the impact brought to the day-to-day station operation by the profile in analyzing its reasonableness.That kind of impact is a deep-rooted factor in estimating the project efficiency.Itwill last for a long term and be irrevocable.Itwill be beneficial for enhancing the cognition of the station profile design and grasping and coping with the key problems if the profile design of railway station is ana-lyzed thoroughly.

key words:station；profile；design；analyze

0 引言

无论是大型车站还是最小规模的车站，其纵断面都是确定车场排水系统、道路立交条件、地下管线以及两端正线平纵断面的基础，建成后很难调整。尤其是编组站、货运站、客运站，站坪长度都很长，站内坡度影响范围很宽，一旦建成不可调整，有的车站即便是拆除重建，还要涉及两端引入线的改建，因此是不可更改的技术条件。有的设计者简单地效仿地铁车站纵断面，设计铁路车站的纵断面，分不清两者之间的关系，这是没弄清两者之间的本质区别。因为地铁除了有折返作业的车站外，绝大部分车站没有配线，开行的列车不仅是动车组，而且种类单一，设计时先定车型再定其他技术标准，开行的动车组列车进站稍停即走。除了出现故障车在专用的线路上长时间停留外，正常情况下列车在车站既不会解开也不会长时间停留，因此车站的坡度采用得大些，尤其是隧道内车站，为便于排水，车站站台段坡度宜设在3‰的坡道上。铁路车站不同，除了城际铁路少部分车站外，绝大部分车站都有配线，列车停在到发线还有待避越行（双线）或会让（单线）的功能，而且不同性质的线路情况也不一样，有些普速车站货物列车还要解开，有些大站作业更加复杂。由于列车的车轮与轨道是刚性与刚性接触，在没有制动力的情况下，停放的车辆在线路坡度大到一定时，很容易发生溜逸，一旦溜到区间，危害极大。因此，在设计中对纵断面的分析应比平面更加慎重，要针对不同线路的车站，不同性质的站线进行仔细分析。不能不考虑运营条件和车站作业的特殊性，只为减少工程，到处采用设计规范中的困难条件取值。在权衡工程投资与运营条件利弊时，要首先考虑运营安全和创造长期的良好的运营条件，多想办法才是降低工程投资的根本途径。为此，就常见的几种类型车站出现的情况进行分析。

1 会让站、越行站的坡度设计

设有配线的最小车站单线是会让站，双线是越行站。这两种车站设站目的就是为了实现不同列车在线路上运营时相互避让，而且只办理列车避让和越行，不会将机车与牵引的车辆分离，列车停在到发线上可以保持制动状态，所以从理论上来说，可设在大一点的坡道上，只要能确保停留的列车起动就行。因此，这类车站在规范上规定“特殊困难条件下，有充分依据时，会让站、越行站可设在不大于6‰的坡道上，但不应连续设置”。其中不连续设置，规范考虑的是相邻车站可以进行调车作业，为远期发展留有余地。实际上，在具体选线中，遇到会让站或越行站设在6‰的坡道上，一般都是地形非常困难的山区。为了使线路争取适应地形的标高，往往拉的坡比较紧，这些地方设站条件一般都很差，也不会有大的经济据点。这类车站以后发展为中间站办理客货运作业或有调车作业可能性也不大。那么没有这种情况是不是可以连续设置呢？也不行，其原因就是要考虑列车运行的条件。因为列车在紧坡地段运行的牵引工况比较差，遇到会让站或越行站待避其他列车时，本来可以在到发线上缓解却仍要保持制动状态，制动工况要比一般列车长得多。如果出现运行图有所调整，待避列车需要避让一列以上列车时，在到发线上停留的时间就更长。如果连续两个车站都是大坡度纵断面条件，连续待避的列车要比不停站通过的列车保持制动时间长得多，这对维持列车正常运行性能很不利，最后会导致铺画运行图时增加附加的限制条件，从而影响整条线的通过能力。更何况在紧坡地段一般不希望多设车站而损失坡度，使得分布的站间距离也比较长。连续两个车站都设在让列车保持制动状态的大坡道上，对列车的运行更不利，因此，从运营条件考虑，不应连续设置。

2 中间站的坡度设计

所谓中间站就是不仅设配线，满足列车会让站或越行站的功能，而且又办理旅客列车旅客上下；或者要作业的货物列车到达后，将车辆取送至货场进行货物装卸等最基本的客货作业，所以会有无制动力的车辆停留在到发线上。现在设计的正线坡段长度都很长，所以中间站的纵断面关键不是坡段长度，而是坡度，其中一个是站坪坡度，另一个是两端正线坡度。关于站坪坡度，在现行规范上规定“站坪宜设在平道上。困难条件下，可设在不大于1.0‰坡道上”。在许多线尤其是山区铁路设计中，经常会想到将站坪设在1.0‰的坡道上，因为要设就用足才见效，否则设一个千分之零点几的坡见效不大。从理论上来说，在困难条件下设1.0‰也没什么，但是，常常有的纵断面设计不尽合理，因为从坡度的数值来说，按1.0‰的坡度与站坪长度相乘，争取的标高并不多，如果线路的限坡是4‰甚至6‰，站坪坡用1.0‰还可以对线路标高有一定的影响，但如果限坡是12‰及以上时，1.0‰的站坪坡对线路的标高贡献并不大，因为区间的坡度长100m就可以抵消1km的站坪坡。何况从规范的发展来看，对站坪坡的要求都是越来越小，从过去的不大于2.5‰到修改后的1.5‰，到再次修改后的1.0‰，每次修改都是为了适应车辆性能的一次修订，而修改后每次对既有线的改造都要遇到因旧规范设置的站坪坡太大需要落坡问题。更何况设计1.0‰的坡，在日常养护中很难长期保持1.0‰，有可能局部大于1.0‰，这对气候条件较差、风速较大的线路设有货场的车站货物车辆停留在到发线上也不利。从对车站土石方及桥隧工程的影响来看，关键也不在于站坪坡，而在于平面（包括站位和线位）、两端线路纵断面和车站布置，有极少的情况因为排水设涵等因素相差1～2m时，想到把站坪设在坡道上，实际上如果仔细研究利用两端的正线纵坡也能调整。因此，从长远分析，最好还是尽量设成平坡，尤其是限坡较大的线路。

关于车站两端正线的坡度，从运行条件和节能规律来说应该像地铁那样采用凸形纵断面，但对于中间站来说还是大部分列车不停车通过，因此采用凸形纵断面意义不大，相反如果进站上坡太大，列车坡停后不利于起动。从防止车辆溜逸尤其是在沿海及西北风速较大的地区，除了车站设成平坡外，与相邻区间的纵断面应设成凹形纵断面。实际上，设计者很少考虑纵断面的形式，更多的是从减少工程投资角度照着规范拉坡定线。尤其是为了越岭或上跨道路立交，尽快提高线路爬升高度，站外上坡往往设得很大，进站时就成了较大的下坡。这种情况下，正线纵断面对车站平面布置关系最大，因为按照铁路技术管理规程规定，“在进站信号机外制动距离内进站方向为超过6‰下坡道的车站，应在正线或到发线的接车方向末端设置安全线”。对于一般的中间站来说，只要在正线或到发线的接车方向末端设置安全线就行，与正线落坡相比工程投资省得多。但是在三种情况下，进站正线采用设安全线的大下坡不妥：一种情况，是有第三方向引入的中间站，因为在到发线的接车方向末端设置安全线，在接车时其接车的延续进路要延伸到安全线，一旦接车，设安全线一端的道岔全部锁向安全线，当该端有第三方向时，就无法同时发车，车站能力限制了区间线路的使用效率，除非把安全线设成套线型式，这将大大增加站坪长度，极不合理。另一种情况，就是当中间站客货作业量较大时，由于通过列车和停站作业列车都较多，如果到发线的接车方向末端设置安全线，一旦下坡方向接车，不能同时发接列车影响正线使用效率；或者不能进行货车取送作业，影响到发线作业能力。第三种情况，对于重载铁路尤其是牵引2万t组合列车的铁路，车站到发线长，车站范围也很长，如果进站坡度超过6‰，通过车站的列车在站内正线运行时间加上接车线末端延续进路运行时间和延续时间，就会超出正常的区间列车追踪间隔，对线路通过能力影响很大。如果到发线有分割，出现一条到发线接两个5000t列车组合情况就更不利。因此，对这三类车站，除非地形条件非常困难，或既有线改建无法落坡，一般情况下应尽可能避免导致接车方向末端设置安全线的进站大下坡。

3 客运站的坡度设计

关于客运站的站坪坡度，在规范上没有特殊规定，与中间站一样，一般设在平道上，困难条件下设在1‰的坡道上。从列车性能尤其是动车组制动性能来说，设在1‰的坡道上也没问题，但是从两方面考虑，最好设成平坡。一方面如果客运站较大，有长时间在到发线上停留的列车，这时列车不可能长时间保持制动状态，为安全起见，应设成平坡；另一方面，有些客运站站房规模较大，沿线路方向较长，如果到发线设成1‰的坡道，站房、高站台、雨棚两端不在同一标高，很难处理。更何况客车牵引质量小，爬坡能力强，利用站外区间线路坡度就可以适应地形，没必要在站内设1‰的坡。因此，这类车站站坪最好设成平坡。

对客运站两端正线纵度的要求与中间站相比，更不应设成在到发线接车方向末端设置安全线的下坡。因为，客运站到发线数量多，同一方向至少有2条以上，同方向同时发接列车概率很大。如果下坡度太大需要在到发线的接车方向末端设置安全线并且只设1条安全线，一旦有一条到发线接车或发车，同方向被安全线捆在一起的其他到发线无法发或接其他列车，极大地影响客运站接发列车能力。除非每条到发线接车方向末端都设置各自的安全线，但这种布置增加了很多长期无用的道岔，对车站布置和养护维修也不利。如果有第三方向引入，对车站作业影响更大。如既有贵阳站，两端正线进站都是面向到发线超过6‰的下坡，在到发线两端接车方向末端虽然都设置了安全线，但被捆在一起的到发线不能同时发接列车，以及机车车辆出入段，对车站能力影响很大。如果客运站两端设有联络线或疏解，设计这种线路时，大坡道应尽量用在列车出站方向，或者进站方向采用上坡，而进站方向下坡尽量减缓，以利于车站的作业及安全。

4 货运站的坡度设计

对于货运站也没有特殊的规定，但显然货运站必须要将货物列车分解并取送到作业线装卸车，因此车站到发线和作业线必须是平坡，尤其是装卸线应设成平直线。有些货运站尤其是与物流中心相结合的大型货运中心，车站和货场占地面积都很大，当地形起伏较大，条件困难时，整个场坪设成一个标高会引起大量的土石方工程，在这种情况下，应根据货运中心的布局统筹考虑。如货运中心分为集装箱货区、笨大货区、站台及仓储货区、机动车装卸货区，甚至有散堆装货区时，如果不同的货区在位置上有着明显的区别，对不同的货区应该根据不同的地形条件确定场坪标高。如那曲物流中心散堆装货区设在站房对侧，而集装箱货区设在站房同侧，两货区的场坪标高与该场区的地形条件相适应。但是对于同一货区或者相邻货区在同一区域内只是分区不同时，相互之间最好设成完整的场坪，同一区域的货区或两货区之间不宜做成断高。因为，这种同一位置区域货场的分区只是相对的，很难说以后随着货运中心功能的进一步完善，对局部没有调整的可能，再者如果在一个完整的场坪内出现断高，对场内的机动车道布局和管理也极不便利。但是同一区域场坪不能断高并不等于同一区域场坪标高相等，在这种情况下，可以通过场坪的横向坡度来调整不同场坪的标高。场坪横坡不一定非要设成“人”字坡，也可以采用单面坡或“梯”形坡，利用纵向和横向排水沟衔接，形成不同的适应地形的场地标高。当横坡采用1%～2%时，由于横向宽度较宽，货场范围较大，其节省的土石方效果也非常明显。这时不同区域的每条装卸作业线都是平直线，但相邻线间存在较小的高差，这可以通过咽喉区连接线的坡度在合理的范围内进行调整。

5 编组站的坡度设计

编组站的纵断面在设计规范里有较详细的规定，包括联络线及一些站线的纵断面设置。尤其是调车场纵断面，目前已经有非常成熟的软件模拟检算从驼峰至调车场纵断面车辆溜放状态，使其设计更趋合理。这里重点要谈的是到发场或到达场纵断面，以及进站正线或疏解线的纵断面。

车站到发场、出发场及到达场的纵断面坡度规定在最近几年的规范修订中都有修改。以到达场和出发场为例，早期1986年版《铁路车站及枢纽设计规范》规定，“峰前到达场的纵断面，应设在面向驼峰不大于1.5‰的下坡道上；在特别困难条件下，有充分依据时，可设在面向驼峰不大于2.5‰的下坡道上或不大于2‰的上坡道上”，“出发场纵断面宜设在平道上。在困难条件下，可设在不大于1.5‰的坡道上；在特别困难条件下，有充分依据时，可设在不大于2.5‰的坡道上，但应保证列车起动”。此后，1999年版修改的规范，取消了可设在2.5‰的坡道上的规定，改为“峰前到达场宜设在面向驼峰的下坡道上，在困难条件下，可设在上坡道上，其坡度不应大于1.5‰，并应保证车列推峰和回牵的起动条件和解体时易于变速”，“到发场和出发场宜设在平道上，在困难条件下，可设在不大于1.5‰的坡道上”。目前的规范修改为“峰前到达场宜设在面向驼峰的下坡道上，在困难条件下，可设在上坡道上，其坡度均不应大于1‰，并应保证车列推峰和回牵的起动条件和解体时易于变速”，“到发场和出发场宜设在平道上，在困难条件下，可设在不大于1‰的坡道上”。按规范解释，由于我国滚动轴承车辆不断增加，在站坪坡采用1.5‰的既有车站上，车辆编挂时仍有溜逸现象。这说明，到发场设在坡道上的数值随着我国车辆的发展在不断修正，修正的趋势要求车场纵断面的坡度不断减缓。规范可以根据铁路技术装备的发展几年修改一次，但是编组站一旦建成后，就不可能跟着规范修改。到发场不但规模很大，而且从地面排水、通信、信号及电力管线，以至地上接触网都非常复杂，更何况涉及两端咽喉区和车场纵断面的合理性，过去设成1.5‰坡度的到发场要改为1.0‰坡度，落坡或抬道都是不可能的。相反，新建一个编组站，真正要节省土石方工程并不在于把个别车场平坡调成1‰，而在于整个车站的平面布局的合理性和整个车站的标高水平。如果车站两端正线受既有线坡度影响，拉坡困难，到达场或出发场设成1‰的坡度，最大高差也就相差1m左右，必要性不大。1m的高差可以通过咽喉区的坡度和进站线路的坡度调整得到解决。从技术装备发展的趋势来说，机车只会向动力加大的方向发展，车辆只会向摩擦力减少的方向发展，以减小能耗，因此，新建编组站的到发场或出发场没必要采用坡道，应设成平坡。到达场最好也设成平坡，因为列车到达后为了车列解体必须摘风管，设成面向驼峰方向的下坡看上去有利于形成压钩坡，但防止车辆溜逸是基本的，压钩坡也可以利用到达场出口咽喉和推送坡地段形成，没必要把整个车场都设在坡道上。

关于与编组站衔接的进站线路纵断面，除了正线本身不能超过限制坡度外，在规范中没有明确的规定。从理论上说，只要正线或联络线符合线路的技术标准，就能满足列车的正常运行，不需要有什么规定。实际上运行货车的正线在这方面往往被忽视。因为，从我国目前的路网建设来说，随着电气化的发展和机车牵引力的加大，为了适应地形减少工程投资，正线坡度采用大于6‰的线路已经很多，甚至有些山区地段铁路枢纽的环线或联络线都按照衔接的正线技术标准采用12‰限坡。当这些正线为进站下坡道时，如制动距离范围内超过6‰，在中间站可以在到发线末端设置安全线解决，但是在编组站到达场就不可以在驼峰端咽喉设置安全线，因为到达场驼峰端的咽喉是整个编组系统能力最薄弱的环节，延续进路要影响驼峰端咽喉作业效率，对编组站的能力影响是致命的。因此，无论衔接的正线或联络线限坡是多少，设计时要特别注意到达场引入线的进站坡度，在列车制动距离范围内下坡都不能超过6‰。相比之下，与出发场衔接的正线要好得多，因为列车出发面向区间，只要保证列车起动，可采用与区间正线标准一致的限坡，但在有条件情况下，尽量采用较缓的坡度，以利于列车起动出站。

6 结束语

车站纵断面虽然不像平面那样布置复杂，建成后又看不见形状，但对车站工程和运营作业条件影响很大，而且很难改造，设计时要认真研究，尤其是对大型客运站、编组站、货运站纵断面，要有长远眼光，既不能不考虑地形条件确定标高，产生大量的土石方工程，更不能为了减少眼前局部的工程量导致长远的运营遗憾。要从运营安全和效益出发，统筹考虑车站布局与工程的关系，慎重采用在技术规程和规范上有特殊附加条件的标准，处理好车站各部分纵断面的设计。

[1]铁道部.铁路线路设计规范[S].北京：中国计划出版社，2006.

[2]铁道部.铁路车站及枢纽设计规范[S].北京：中国计划出版社，2006.

[3]铁道部.铁路技术管理规程[S].北京：中国铁道出版社，2006.

[4]铁道部.高速铁路设计规范（试行）[S].北京：中国铁道出版社，2009.

[5]铁道部.铁路车站及枢纽设计规范[S].北京：中国铁道出版社，1986.

[6]铁道部.铁路车站及枢纽设计规范[S].北京：中国计划出版社，1999.

(责任编辑：魏艳红）

A

1004-9746（2010）05-0001-04

2010-09-15）