丁亮
(铁道部工程设计鉴定中心 提高工资待遇高级工程师,北京 100038)
联络线和疏解线由于其使用性质与正线不同,线路长度不长,但变化较多,而且二者之间还有着不可分割的联系,如,除了单线与单线之间的联络线没有疏解外,双线与双线之间的联络线或单线与双线之间的联络线都有疏解关系。疏解线又分为不同性质线路之间交叉疏解线、客货分线疏解线、方向别或线路别进出站疏解线、专用线或岔线引入车站疏解线等等。由于联络线或疏解线大部分位于枢纽范围内,标准不高,列车运行速度也较低,虽然不像长大干线涉及地形、地质条件那么复杂,但受既有线路标准、衔接的正线、车站平纵断面条件以及周边城市建筑物等限制,设计方案往往比较复杂。尤其是为了实现相同的功能,追求线路长度最短、对城市拆迁影响最少、占地及立交桥工程投资最省的目的,研究比较的方案很多。即便如此,在许多项目中往往还是优化节省投资的重点。如此短的线路,为什么会有如此大的优化余地,关键是设计者在设计中没有掌握这类线路的设计规律,以至于在形态变化多样的线形中,没有抓住主要矛盾,不知道解决主要问题,只是根据需要按照常规的选线方法,确定联络线或疏解线的平纵断面,并且按照常规的线路出图办法画联络线或疏解线的平纵断面图。为此,需要对这类线路的设计规律进行一些分析。
在设计联络线和疏解线时,充分分析线路的作用是掌握联络线或疏解线设计的前提。同样是联络线,有的需要在站内与正线衔接,也有的可以在区间与正线衔接;同样是客货疏解,可以疏解客线,也可以疏解货线;有的线路引入需要在既有站进站前疏解,有的可以在出站端疏解,按方向别引入的有些疏解线可以合并,有些疏解线必须分开。修建联络线或疏解线的目的就是要满足一定的功能需要,但满足功能需要的方式并不是惟一的。在确定什么样的联络线方案或疏解方式之前,必须分析联络线或疏解线的基本要求。
对于联络线,简单地说,就是两正线之间或正线与枢纽内其他车站之间的连接线,或枢纽内较近的车站与车站之间的连接线,使相互分开的线路之间、线路与车站之间、车站与车站之间相互连接。如果是较远的车站与车站之间的连接线,如枢纽环线、港口支线等,线路较长,应按干线或支线考虑线路标准,采用一般线路的选线方法进行研究。在两正线与正线之间设置联络线的目的就是实现相互之间跨线列车运行,这类线路一般出现在交叉的干线之间,或干线与支线之间,设置的联络线一般都是从一条线的车站引出再进入另一条线的车站,也就是从车站到车站;也有的双线铁路与双线铁路车站之间太远,长达十几公里甚至几十公里,为了避免修建的联络线太长,只能从一条双线的车站引出在另一条双线的区间接轨。从一条双线区间引出联络线再连接到另一条双线区间上这种情况很少,其联络线平纵断面应满足列车在联络线上停留不影响相邻正线上列车运行的条件,或联络线上设置车站,以利于运输组织和运行安全。在正线与车站之间设置联络线,这里指的是新建干线从某枢纽外周通过时,与枢纽内车站的连接线。如一条客运专线在中间经过某个枢纽时,为满足枢纽旅客列车的上下线设置的联络线,这种情况,也会出现在干线引入环形枢纽时,与枢纽次要方向环线上的车站连接。这种联络线,在衔接车站的一端与第三方向引入方式相同,但引入的线路是联络线不是正线。枢纽内车站与车站之间的较短联络线一般出现在枢纽内相互关联但不同分工或性质的两个车站,如编组站与货运站之间的联络线,客运站与客车整备所或动车运用所之间的联络线。
对于疏解线,简单地说,就是为了避免列车运行径路平面交叉产生的立体线形,这里要与疏解关系分清。因为疏解线一定是疏解关系,但疏解关系并不会导致修建疏解线。如双线铁路与双线铁路按方向别的衔接,为了避免相对方向运行交叉,必然有一条双线的一个方向上跨或下穿另一条双线,它们之间的关系就是疏解关系,但并不产生新的线路;而如果是一条单线铁路与双线铁路衔接,为了疏解,单线铁路另修一条线路形成衔接前局部的上下行分线,这条新修的线路就是疏解线。由于单线铁路主要是分时段运行,即一个时段一个区间只允许一趟列车走行,所以单线铁路之间很少出现疏解。疏解关系一般出现在双线铁路,也包括单线铁路与双线铁路的衔接,如岔线、专用线与双线铁路的衔接。也出现在不同功能车场之间列车运行进路上的疏解,进站出站疏解、机走线、货场取送线与车场其他进路的疏解等等。
此外,联络线与疏解线存在密不可分的关系,如双线铁路之间的联络线,在与正线衔接的两端要进行疏解;双线铁路引入枢纽其他车站的联络线,在两端衔接处也要疏解。一般来说,只要是双线铁路,设置联络线都应该与正线疏解,否则对向交叉进路对线路能力和列车运行安全都影响较大。联络线在疏解时与疏解线的设计没什么区别,因此,从设计方案来说两者不可分割。
对于联络线,其设计标准比较简单。如果是正线与正线之间的联络线,应与相衔接的两正线标准相一致,尤其客货共线的联络线,其坡度应取两正线坡度较缓的标准,以利于相互交流的货车不因为联络线的标准较低而变重。如果是正线与枢纽内车站之间的联络线,其标准与相衔接的正线标准一致。如果是枢纽内车站与车站之间的联络,应按照运行的列车性质确定相应的标准,如正规列车、小运转列车、单机或车底走行线等。对于客货分线的联络线,无论是客车联络线还是货车联络线,除了考虑正线标准外还应考虑运行列车种类不同的特点确定标准,否则修建的联络线工程太大,高标准用不上。如货车联络线,坡度标准不能降低,但平面标准对货车运营速度没什么影响,在困难地段最小曲线半径太大只会带来工程投资的增加;又如客车联络线,平面标准不能降低,但纵断面标准对于牵引定数较小的客车采用缓坡并没有多大必要,在困难地段坡度采用与货车坡度相同的标准,较缓的坡度只会增加很大的工程投资。
对于疏解线,其标准的掌握与联络线没有区别,但一般在疏解线上运行的列车分方向是必然的,目的性较强,利用列车运行规律特点,节省工程投资更加必要。对于单方向下坡的线路考虑不受牵引力的限制,只受制动力的影响,且坡段长度较短,货车线可以采用大于限制坡度的坡度,这在设计规范里面也有相关的规定。对于从客货共线变成客货分线的疏解线,也要同样根据客货运行不同的特点确定相应的标准。如对于4‰或6‰坡度标准的线路,客车疏解线可以超过限坡,没必要再采用如此缓的坡度;对于客货共线客车速度大于120 km/h的线路,货车疏解线的曲线半径满足120 km/h就行,这样并不影响货车运行的品质,还可以节省大量工程。又如机车车辆走行线标准较低,尤其是机走线不受牵引质量的影响,可采用较大的坡道,专用线、货场取送线等次要线路一般来说标准也比较低,可采用较少的曲线半径,但坡度要根据具体情况确定。
联络线与疏解线的设计方法与正线的设计方法虽然有相同之处,但更有自身的特点。由于设计的联络线或疏解线是出于功能上的需要,在实现相同功能的条件下,变化是多样的。有时线路两端的衔接点是固定的,而有时两端的衔接点是不固定的;有时受既有枢纽条件的影响,线形的选择余地较小,如果是功能上的需要,只要不是在标准上明显地做不到(如高差很大,或半径很小,超过了应有的标准),就应修建,但即便如此,线形方案也很多。如高架、下穿、小半径迂回,甚至入地修地下直径线等等。有时为了实现正线与联络线总的投资最小,也可以调整一下与联络线相关的正线线位。由于方案很多,所以在设计上技巧也很多,优化的余地也很大。掌握这类线路的设计方案,一是研究的方式不能只局限于一条联络线或一条疏解线,而要对与联络线或疏解线相关的所有线路都进行分析,也就是分析一个面。尤其是,要把与联络线或疏解线相关的线路放在一起研究,画在一张图上,这也是许多设计者没掌握到这类线路设计的要点之关键。设计时应将所有相关联的线路都画在一张图上,在这张图上标注所有线路的平面要素和坡度标,以及对线路方案有影响的控制点信息。这样便于将几条线的平面和纵断面结合在一起分析,往往从多变的线形关系中找出最合理的方案。二是分清主次关系,不论是联络线还是疏解线,都存在主要线路和次要线路,在地形条件或周边环境较困难的情况下,也要尽量保证主要线路顺直,标准高,用次要线路进行疏解。三是除了掌握客跨货、高标准跨低标准线路一般规律外,更应该因地制宜,多利用客车线爬坡能力强、坡度可适当加大,货车线速度低、半径可适当减少,单方向下坡可以采用适当超限坡,以及机走线、专用线等次要线路标准低、选线灵活的特点,选择疏解关系,确定疏解方案。
联络线的设计方法,除了按一般的选线原则外,单线联络线与单线铁路之间因为不需要疏解,所以相互衔接比较简单。单线联络线与双线铁路的衔接、双线联络线与双线铁路衔接相对复杂,复杂的关键点是在两端的衔接处。一般来说单线联络线与双线铁路衔接有三种情况。一种是不疏解,如图1。这种情况,只有在联络线运量较小,衔接的双线铁路等级不高时才采用。第二种是单线联络线在衔接处修建一条疏解线,如图2。这种情况比较多,主要出现在双线铁路标准较高,联络线行车量较大时的衔接方式。第三种是单线联络线插在双线铁路正线之间,如图3。这种情况主要优点是,既实现了联络线与正线之间的疏解关系,又减少了一条疏解线,但毕竟要在衔接处将两条正线分开,才能将单线放在中间,这会影响双线铁路的线形,如果在站内,当到发线数量较多时,夹在中间的到发线布置和使用都比较复杂。这种情况只有在双线铁路等级不高的条件下采用比较合适,如货车联络线与货车正线之间衔接。至于双线联络线与双线铁路衔接,疏解是必然的,而疏解关系也比较简单,如图4。如果出现复杂的情况,也只是线位和衔接地点的地形、地质条件,或周边的环境条件困难。这时除非要衔接的正线是既有线,否则新建正线应结合车站站位,甚至疏解线的衔接点设在进站端还是出站端等进行多方案比选。
对于疏解线,设计方法与联络线有许多相同之处,不同的是一般疏解线比较短,疏解交叉的方式多样。设计疏解线之前要搞清楚设置疏解线的目的,也就是哪条线跟哪条线的交叉要疏解、疏解点是不是只有一处、在站前疏解还是在站后疏解比较合理。在线形上一般保持正线顺直,再研究疏解线是采用上跨还是下穿方式。如果有多条线路引入一个车站时,不同方向到达汇合的疏解线不能合并,应满足同时到达车站,以避免相互影响正线后续列车运行;而从一条线出发分出的几条疏解线则可以在分歧端尽量合并,因为,这时无论分出几条线,都只有一趟列车运行。客货共线铁路在进入客货分径路枢纽的疏解,出岔点应保证客车进路顺直,以提高客车速度。多条线路疏解,上跨或下穿线路尽量合并,尽量减少交叉点和交叉层高。机车车辆走行线或专用线等次要站线与正线交叉的疏解尽量采用正线顺直,调整次要站线平纵断面,有条件时尽量采用下穿正线,因为次要站线标准低,线形灵活、占地少,有的次要站线净空要求较低,可降低立交高度。与车场衔接的疏解线,出站方向采用上坡或下坡结合地形确定,而进站方向面向车场的下坡道应尽量减缓,以避免在车场末端设置安全线影响车场接发车能力。此外,在研究疏解线时应考虑远近结合,以及多种变化情况对疏解关系的影响,避免近期实施的工程远期废弃。
联络线和疏解线在铁路枢纽设计中往往占的投资比重较大,好的联络线和疏解线设计方案就是在满足功能的条件下,使联络线或疏解线设置的长度最短。如果设计者没有采用最优的设计方案,设置联络线或疏解线较长,投资往往很大,有时会导致工程难以实施。做好联络线和疏解线的设计也是铁路枢纽和站场专业设计的基本功,掌握好这类线路的设计规律和设计方法,在实践中不断总结,就会达到较好的效果。
[1]铁路车站及枢纽设计规范[M].北京:中国计划出版社,2006
[2]铁路工程技术手册站场及枢纽[M].北京:人民铁道出版社,1977