郑焦城际铁路开行普速列车曲线超高研究

胡江民

(中铁工程设计咨询集团有限公司，北京 100055)

1 郑焦城际铁路概况[1]

线路概况：郑州至焦作城际铁路位于河南省西北部，郑州市和焦作市境内，南起郑州枢纽郑州站，向北过黄河后经过武陟县、修武县，沿新月线引入既有焦作站。线路全长77.785 km，设车站5座。

主要技术标准如下。

(1)铁路类别：城际铁路。

(2)正线数目：双线。

(3)最大坡度：20‰。

(4)速度目标值：200 km/h。

(5)最小曲线半径：一般地段4 000 m，两端引入枢纽根据设计速度合理确定。

(6)牵引种类：电力。

(7)到发线有效长度：650 m。

(8)行车指挥方案：调度集中。

(9)列车运行控制方式：自动控制。

2 设计参数选择

2.1 选择依据

(1)《关于新建客运专线铁路曲线超高设定的指导意见》(铁集成[2009]86号)。

(2)《高速铁路设计规范》(TB10621—2014)。

(3)《新建时速200～250 km客运专线铁路设计暂行规定》(铁建设[2005]140号)。

2.2 超高设置原则及参数选择

(1)曲线超高设置原则

曲线超高设置应优先满足本线直通高速动车组列车的旅客舒适度要求，并兼顾本线进出站普速列车的旅客舒适度要求。

(2)行车速度的选择

根据郑焦城际铁路初步设计审查意见，郑焦城际铁路推荐速度目标值采用200 km/h，但最小曲线半径采用4 000 m，正线线间距相应采用4.6 m，线路平面条件满足列车250 km/h速度运营要求[2]。

高速列车行车速度：按一站直达高速动车V-S曲线选择每一曲线的实际允许行车速度[3]，初近期考虑200 km/h，远期郑焦城际铁路向太原方向延伸时考虑250 km/h。

低速列车行车速度：按站站停普速列车V-S曲线选择每一曲线处实际允许行车速度[3]。

(3)超高参数标准选取

200 km/h高速列车与普速客车混行时，超高参数标准按《新建时速200～250 km客运专线铁路设计暂行规定》(铁建设[2005]140号)[4]选取，具体见表1。

表1 200 km/h高速列车与普速客车共线运行超高参数标准 mm

远期250 km/h高速动车组与普速客车混行时，超高参数标准按《关于新建客运专线铁路曲线超高设定的指导意见》(铁集成[2009]86号)及《高速铁路设计规范》(TB10621—2014)选取，具体见表2。

表2 250 km/h高速列车与普速客车共线运行超高参数标准[5] mm

3 200 km/h高速动车组与120 km/h普速客车共线运行实设超高设计方案

3.1 实设超高计算、设置情况

根据高、低速车V-S曲线，按照《新建时速200～250 km客运专线铁路设计暂行规定》(铁建设[2005]140号)规范要求，计算200 km/h高速动车组与普速客车共线运行实设超高[6]，详见表3、表4。

表3 200 km/h、120 km/h共线运行曲线超高计算设置(左线)

表4 200 km/h、120 km/h共线运行曲线超高计算设置(右线)

3.2 实设超高设置分析

该方案超高设置旅客舒适度情况见表5。

表5 200 km/h、120 km/h共线运行舒适度统计

由表5可知，200、120 km/h共线运行，可基本实现高速车不限速，限速曲线可通过增大曲线半径消除。

4 250 km/h高速动车组与普速客车共线运行实设超高设计方案

该方案是考虑远期郑焦城际铁路向太原方向延伸以后，高速动车组速度目标值可提高到250 km/h，本次对250 km/h高速动车与普速客车共线运行超高设置方案也进行了研究。

4.1 方案说明

4.1.1 方案1 250 km/h与120 km/h客车共线运行方案

(1)实设超高设置情况

根据高、低速车V-S曲线，按照《关于新建客运专线铁路曲线超高设定的指导意见》(铁集成[2009]86号)、《高速铁路设计规范》及《新建时速200～250 km客运专线铁路设计暂行规定》(铁建设[2005]140号)规范要求，计算本线提速至250 km/h高速动车组与120 km/h普速客车共线运行实设超高，详见表6、表7。

表6 250 km/h、120 km/h共线运行曲线超高计算设置(左线)

表7 250 km/h、120 km/h共线运行曲线超高计算设置(右线)

(2)实设超高设置分析

该方案超高设置旅客舒适度情况见表8。

表8 250 km/h、120 km/h共线运行舒适度统计

曲线5需要限速的原因主要是低速车运行速度仅52 km/h(左线)、75 km/h(右线)，高低速速差大，且半径为4000 m，若增大半径至5500 m，则无需限速。

曲线10、14、15需要限速的原因均为高低速速差大且半径小，通过增大曲线半径可取消限速。

4.1.2 方案2 250 km/h高速动车组与160 km/h普速客车共线运行方案

(1)实设超高计算设置情况

根据高、低速车V-S曲线，计算本线提速至250 km/h高速动车组与160 km/h普速客车共线运行实设超高，详见表9、表10。

表9 250 km/h、160 km/h共线运行曲线超高计算设置(左线)

表10 250 km/h、160 km/h共线运行曲线超高计算设置(右线)

(2)实设超高设置分析

该方案超高设置旅客舒适度情况见表11。

表11 250 km/h、120 km/h共线运行舒适度统计

4.2 250 km/h高速动车组与普速客车共线运行实设超高设计方案初步结论

由250 km/h、120 km/h共线运行方案及250 km/h、160 km/h共线运行方案舒适度情况分析可知，250 km/h、160 km/h共线运行方案较250 km/h、120 km/h共线运行方案高速、普速车舒适度均有提高，且限速弯道减少1个。故为提高高速车及普速车舒适度及减少限速弯道，建议远期高速动车组速度目标值提高到250 km/h，普速车速度目标值也宜提速至160 km/h。

5 结语

高速、普速共线运营的线路，速差越小，高速车限速曲线越少，舒适度越高；速差越大，高速车限速曲线越多，舒适度越差；且在曲线半径长度已经确定的情况下，通过调整实设超高来减少限速曲线及提高舒适度的作用是有限的，因此，如果某客运专线开行普速车必要性充分，应该在线路平面设计之初，计算各种速度组合下超高取值，反算最小曲线半径、缓和曲线长度，以最大限度减少曲线限速及提高旅客舒适度，减少钢轨磨耗。