城市轨道交通正线间单渡线设置曲线的最小线间距研究

张文正，张志亚，尹华拓，史龙龙

（1.广州地铁设计研究院有限公司，广东广州 510010；2.中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京 102600）

城市轨道交通正线间单渡线设置曲线的最小线间距研究

张文正1，张志亚1，尹华拓1，史龙龙2

（1.广州地铁设计研究院有限公司，广东广州 510010；2.中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京 102600）

在城市轨道交通工程中，单渡线的设置用于临时折返列车，增加列车运营时的灵活性，实现列车的转线运行。单渡线一般靠近车站端部设置，当设置成曲线时，有利于减少车站开挖长度，降低施工造价，节约成本。根据GB 50157—2003《地铁设计规范》的定义，基于车辆、道岔等相关技术参数的条件，对城市轨道交通单渡线设置成曲线的最小线间距进行研究，得出4种不同组合情况下的最小线间距，为国内城市轨道交通单渡线的设置起到一定的指导和借鉴作用。

城市轨道交通；单渡线；道岔；最小线间距；有效站台；平面布置

0 引言

GB 50157—2003《地铁设计规范》规定：当2个具备临时停车条件的车站相距过远时，根据运营需要，宜在沿线每隔3～5个车站加设停车线或渡线［1］。单渡线的设置目的有2个：1）配合折返线、存车线和停车线；2）设于两正线之间，组织列车临时交路和夜间工程车折返［2］。单渡线的设置应满足行车组织和为乘客服务的要求［3］。

在城市轨道交通工程中，单渡线设置成曲线不仅能减少单渡线的长度，减少施工造价，且方便列车变更进路，在轨道交通出现故障时能尽快排除［4］。然而，该规范中尚未对正线间单渡线设置成曲线的线间距做出明确的规定，国内学者和专家对城市轨道交通正线间的线间距研究也较少。于春华［5］对城市轨道交通工程中单渡线合理线间距进行了探讨，研究了车辆类型与道岔在不同尖轨类型和导曲线半径情况下，单渡线的夹直线长等于车辆全轴距时的最小线间距；黄远清［6］对珠三角城际轨道交通正线间的线间距进行了研究，分别得出了正线直线地段和曲线两端直线地段的最小线间距。但这些研究都未涉及到正线间的单渡线是曲线的情况。

本文在前人研究的基础上，以城市轨道交通中不同车辆和道岔类型等相关技术参数为基础，对地铁岛式车站端部单渡线设置成曲线的最小线间距的条件进行研究。

1 研究单渡线设置曲线最小线间距的必要性

单渡线即两正线间（上、下行线）的2组反向单开道岔用连接线相连而成，实现两线间的转线运行［5］。单渡线一般靠近车站端部设置，土建施工时，单渡线作为车站的一部分同时施工，与车站采用相同的施工技术，车站一般采取明挖法的施工方式。若两正线间线间距足够大，设置成“S”型曲线则有利于减少车站明挖的长度，降低施工造价，控制成本。

单渡线一般在车站两端设置，包含在车站范围内，单渡线如能在可能的线间距条件下设置成曲线，能减小车站开挖长度，降低工程造价，具有较好的经济效益［5］。

2 车辆和道岔等相关技术参数

根据当前我国城市轨道交通建设和车辆类型的实际情况，国内城市地铁正线上常用的车辆类型有A型和B型车辆［1，7－8］。A型车和B型车技术参数如表1所示。

表1 A型车和B型车技术参数Table 1 Technical parameters of vehicle A and vehicle Bm

根据《地铁设计规范》规定：站台计算长度内的站台边缘距线路中心线的距离，应按车辆限界加10 mm安全间隙确定，但站台边缘与车辆轮廓线之间的间隙，当采用整体道床时不应大于100 mm，当采用碎石道床时不应大于120 mm［1］。在城市轨道交通中，车站一般采用地下岛式两层车站，轨道结构采用整体道床，对于A型车和B型车使用的正线，线路中心线与站台边缘的距离如表2所示。

表2 线路中心线与站台边缘的距离Table 2 Distance between centerline of track and edge of platform m

根据《地铁设计规范》，正线和辅助线上采用的道岔不得小于9号［1］。地铁正线上常用的道岔类型为60 kg/m钢轨的9号单开道岔和12号单开道岔［5］。地铁常用的60 kg/m钢轨的9号和12号单开道岔数据如表3所示，平面布置如图1和图2所示。

表3 道岔相关技术参数Table 3 Technical parameters of switches

图1 9号单开道岔Fig.1 No.9 single switch

图2 12号单开道岔Fig.2 No.12 single switch

3 单渡线设置曲线的最小线间距研究

城市轨道交通正线上单渡线设置成曲线与所采用的车辆和道岔类型有关，若采用A型车，线路中心线距离站台边缘1.6 m；若采用B型车，线路中心线距离站台边缘1.5 m。根据《地铁设计规范》，道岔应设在直线地段，道岔基本轨端部至曲线端部的距离（不含超高顺坡及轨距递减段）不宜小于5 m［1］。根据表4不同道岔的参数，对于60 kg/m钢轨9号道岔，道岔岔心至曲线端部的距离为20.73 m；对于60 kg/m钢轨12号道岔，道岔岔心至曲线端部的距离为26.208 m。

表4 车型与道岔4种不同组合下的技术参数Table 4 Technical parameters of 4 cases with different combinations of vehicles and switches

单渡线一般靠近车站端部设置，若单渡线设置成曲线，则靠近单渡线的车站必为岛式车站，侧式车站正线之间的单渡线没有条件设置成曲线。根据《地铁设计规范》，岛式车站站台的最小宽度为8 m［1］。对于A型车运行的线路，岛式车站最小线间距为11.2 m；对于B型车运行的线路，岛式车站最小线间距为11 m。

3.1 组合1：A型车与9号单开道岔

根据《地铁设计规范》，正线及辅助线的圆曲线最小长度，A型车不宜小于25 m，B型车不宜小于20 m；正线及辅助线上两相邻曲线间的夹直线长度（不含超高顺坡及轨距递减段的长度），A型车不宜小于25 m，B型车不宜小于20 m［1］。

道岔附带曲线可不设缓和曲线和超高，但其曲线半径不得小于道岔的导曲线半径［1］。若单渡线设置成曲线，则平面线型为直线a、圆曲线b、夹直线c、圆曲线d和直线e，则在组合1情况下，单渡线最小长度为20.73 m×2＋25 m×3＝116.46 m，最小线间距约为116.46 m/9＝12.94 m。

计算得知，对于A型车运行的线路，岛式车站端部最小线间距为11.2 m。下文先探讨11.2 m线间距时单渡线能否设置成曲线。线间距为11.2 m的单渡线如图3所示。

图3 组合1线间距为11.2 m的单渡线Fig.3 Case 1：single crossover when the distance between centers of tracks is 11.2 m

由图3可知，当线间距为11.2 m时，单渡线不能画成曲线，且长度为101.42 m＜116.46 m，因此只能选择加大线间距。

探讨13.5 m（＞12.94 m）线间距之间单渡线设置曲线的情况。线间距为13.5 m的单渡线如图4所示。

图4 组合1线间距为13.5 m的单渡线Fig.4 Case 1：single crossover when the distance between centers of tracks is 13.5 m

由图4可知，圆曲线半径R＝2 950 m，完全符合规范对圆曲线半径的规定，且该半径接近3 000 m，所以13.5 m是组合1情况下单渡线设置曲线的最小线间距。

3.2 组合2：A型车与12号单开道岔

对于12号单开道岔，岔心至曲线端部的距离为26.208 m。若单渡线设置成曲线，则平面线型为直线a、圆曲线b、夹直线c、圆曲线d和直线e，则在组合2的情况下，单渡线最小长度为26.208 m×2＋25 m×3＝127.416 m，最小线间距约为127.417 m/12＝10.62 m。

对于A型车运行的线路，根据《地铁设计规范》计算可知，岛式车站最小线间距为11.2 m。探讨11.2 m线间距之间单渡线设置曲线的情况。线间距为11.2 m的单渡线如图5所示。

由图5可知，当在最小线间距为11.2 m的情况下，单渡线能画成曲线，所以在此种情况下，11.2 m是单渡线设置成曲线的最小线间距。

图5 组合2线间距为11.2 m的单渡线Fig.5 Case 2：single crossover when the distance between centers of tracks is 11.2 m

3.3 组合3：B型车与9号单开道岔

对于B型车运行的线路，线路中心线与有效站台边缘的距离为1.5 m，且圆曲线最小长度为20 m，夹直线最小长度也为20 m。对于组合3的情况，若单渡线设置成曲线，则曲线最小长度为20.73 m×2＋20 m×3＝101.46 m，最小线间距约为101.46 m/9＝11.27 m。

探讨由《地铁设计规范》确定的最小线间距为11 m时，单渡线能否设置成曲线。线间距为11 m的单渡线如图6所示。

图6 组合3线间距为11 m的单渡线Fig.6 Case 3：single crossover when the distance between centers of tracks is 11 m

由图6可知，当线间距为11.0 m时，单渡线只能画成直线，且长度为99.609 m＜101.46 m，因此只能加大线间距。探讨线间距为11.5 m时，单渡线能否设置成曲线。线间距为11.5 m的单渡线如图7所示。

图7 组合3线间距为11.5 m的单渡线Fig.7 Case 3：single crossover when the distance between centers of tracks is 11.5 m

由图7可知，圆曲线半径R＝2 940 m，在《地铁设计规范》对半径规定的范围之内，非常接近于半径规定的最大范围；且岔心与曲线端部的距离、圆曲线长度和夹直线完全符合《地铁设计规范》的规定。因此，11.5 m是组合3情况下单渡线设置曲线的最小线间距。

3.4 组合4：B型车与12号单开道岔

对于12号单开道岔，岔心至曲线端部的距离为26.208 m。在该组合情况下，单渡线若设置成曲线，则最小长度为26.208 m×2＋20 m×3＝112.416 m，最小线间距约为112.416 m/12＝9.368 m。根据《地铁设计规范》计算可知，B型车运行的线路，岛式车站正线上单渡线设置曲线的最小线间距为11.0 m。探讨11.0 m线间距时单渡线能否设置成曲线。线间距为11 m的单渡线如图8所示。

图8 组合4线间距为11 m的单渡线Fig.8 Case 4：single crossover when the distance between centers of tracks is 11 m

由图8可知，圆曲线半径R＝550 m，岔心与曲线端部的距离、圆曲线长度和夹直线均符合《地铁设计规范》的规定。因此，11.0 m是组合4情况下单渡线设置曲线的最小线间距。

3.5 单渡线设置曲线最小线间距

对不同车辆类型和道岔的4种组合情况下，单渡线设置成曲线的最小线间距进行了研究，结论如表5所示。

4 单渡线设置曲线的最小线间距时平面布置方案

根据《地铁设计规范》，道岔宜靠近车站设置，但道岔基本轨端部至车站站台计算长度端部的距离不应小于5 m［1］。根据信号系统对车站土建的技术要求，车站有效站台端部至道岔前端基本轨缝距离不应小于8 m［9］。道岔基本轨缝与站台边缘示意如图9所示。

图9 道岔基本轨缝与站台边缘示意图（单位：m）Fig.9 Program of switch’s basic track gap and the edge of platform（m）

由图9可知，道岔岔心至有效站台端部的距离为道岔前长与基本轨缝至有效站台边缘的距离之和。对于不同的道岔，道岔前长是不同的。60 kg/m钢轨9号单开道岔和12号单开道岔岔心至有效站台端部距离计算结果如表6所示。

表6 道岔岔心至有效站台端部的距离Table 6 Distance between switch’s center and the end of effective platformm

4.1 组合1平面布置方案

当A型车运行的正线，且使用9号单开道岔，岛式车站端部单渡线设置曲线的最小线间距为13.5 m时，站台宽度为10.3 m。组合1平面布置方案如图10所示。

4.2 组合2平面布置方案

当A型车运行的正线，且使用12号单开道岔，岛式车站端部单渡线设置曲线的最小线间距为11.2 m时，站台宽度为8 m。组合2平面布置方案如图11所示。

图10 组合1平面布置图Fig.10 Plan arrangement of Case 1

图11 组合2平面布置图Fig.11 Plan arrangement of Case 2

4.3 组合3平面布置方案

当B型车运行的正线，且使用9号单开道岔，岛式车站端部单渡线设置曲线的最小线间距为11.5 m时，站台宽度为8.5 m。组合3平面布置方案如图12所示。

4.4 组合4平面布置方案

当B型车运行的正线，且使用12号单开道岔，岛式车站端部单渡线设置曲线的最小线间距为11.0 m时，站台宽度为8.0 m。组合4平面布置方案如图13所示。

图12 组合3平面布置图Fig.12 Plan arrangement of Case 3

图13 组合4平面布置图Fig.13 Plan arrangement of Case 4

5 结论与体会

本文结合不同的车辆类型和道岔组合，对使用整体道床的城市轨道交通工程正线间单渡线设置成曲线的最小线间距进行了研究，得到了单渡线设置曲线的最小线间距，为后续研究工作者对单渡线设置成曲线的研究起到借鉴和参考作用，为减小单渡线长度的设计提供了参考。但未对地面线车站正线铺设的碎石道床及其他类型单开道岔加以分析研究，只列举某工程铺设的整体道床道岔进行分析研究；且本文只对正线间的单渡线进行了研究，未对辅助线及车场线间及其所采用的其他道岔的单渡线进行研究，以及城市轨道交通中不常用的C型铰接车、D型铰接车、L型车和单轨车也未进行研究。因此，本文的研究存在一定的局限性，有待后续进行更深、更广泛的研究。

（References）：

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［3］ 谢小星.地铁线路停车线及渡线设置探讨［J］.城市轨道交通研究，2006（3）：27－30.

［4］ 沈景炎.城市轨道交通车站配线的研究［J］.城市轨道交通研究，2006（9）：1－5.

［5］ 于春华.城市轨道交通单渡线合理线间距的探讨［J］.城市轨道交通研究，2007，10（4）：52－53.（YU Chunhua.Right distance between tracks of single crossover in URT［J］.Urban Mass Transit，2007，10（4）：52－53.（in Chinese））

［6］ 黄远清.珠三角城际轨道交通正线线间距研究［J］.铁道工程学报，2006（6）：23－26.（HUANG Yuanqing.Study on midway between tracks of main line of intercity rail transit in pearl river delta zone［J］.Journal of Railway Engineering Society，2006（6）：23－26.（in Chinese））

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［9］ 周鹏飞，王琰.道岔距离有效站台端部的距离研究［J］.铁路通信信号工程技术，2011，8（3）：61－63.

Study on Minimum Distance between Centers of Tracks of Main Lines of Urban Rail Transit Works When Single Crossover is Set into Curve

ZHANG Wenzheng1，ZHANG Zhiya1，YIN Huatuo1，SHI Longlong2
（1.Guangzhou Metro Design＆Research Institute Co.，Ltd.，Guangzhou 510010，Guangdong，China；2.China Railway Fifth Survey and Design Institute Group Co.，Ltd.，Beijing 102600，China）

Single crossover is set for trains to turn back temporarily in order that the trains can transfer from one track to the other and the operation flexibility of the urban rail transit works can be improved.Single crossover is usually set at the end of the platform.When single crossover is set into curve，the excavation length of the urban rail transit station can be reduced and thus the construction cost of the station can be lowered.In this paper，the minimum distance between the centers of the tracks when single crossover is set into curve is studied on basis of GB 50157-2003 Code for Design of Metro and the technical parameters of vehicles and switches.In the end，the minimum distance between the centers of tracks under 4 cases with different combinations of vehicles and switches are obtained.The paper can provide guidance and reference for the setting of single crossover of urban rail transit projects in China in the future.

urban rail transit；single crossover；switch；minimum distance between centers of tracks；effective platform；plane arrangement

10.3973/j.issn.1672－741X.2014.04.005

U 231＋.2

A

1672－741X（2014）04－0318－06

2013－12－30；

2014－02－10

张文正（1988—），男，湖北汉川人，2012年毕业于北京交通大学，道路与铁道工程专业，硕士，助理工程师，主要从事地铁线路设计工作。