推荐曲线半径纳入铁路线路设计系列标准的意义及其建议值

刘 华

(铁道部经济规划研究院技术标准所，北京 100038)

在铁路线路专业设计规范中，平面曲线半径标准的制定始终是重中之重。规范中平面曲线的设计标准，一般围绕曲线半径的确定原则、曲线半径的设计序列值、最小曲线半径的设计标准等内容，逐项分条给出定性或定量的规定。近几年，结合我国铁路的工程实践和运营维护的经验，在客货共线和客运专线铁路的线路专业系列设计规范中，有部分规范增加了推荐曲线半径或常用曲线半径、优先选用曲线半径的取值。设计规范中是否应该纳入这项内容，目前存在两种意见:一是沿用设计规范的传统写法，即规范中给出曲线半径的序列值，要求设计人员由大到小选用;另一种是规范中给出曲线半径的推荐值，设计中尽量使用推荐曲线半径，慎用最小曲线半径。

从指导设计人员更好地使用标准和减少养护维修工作量的角度出发，笔者认为有必要将现行不同规范中出现的推荐曲线半径、常用曲线半径、优先采用曲线半径等术语，统一命名为推荐曲线半径，并将推荐曲线半径标准纳入铁路线路专业系列设计规范中。

1 规范中纳入推荐曲线半径标准的意义

1.1 提高线路平面设计质量

曲线设计时须充分考虑地形、地质条件，适应线路两侧既有建筑物的要求。设计规范中纳入推荐曲线半径，可较好地适应地形条件，增加曲线半径选择的灵活性，避免设计时频繁使用最小曲线半径，保证良好的线路平面条件，提高设计规范的指导性和可操作性。与最小半径曲线相比，推荐半径曲线可增加司机的视线距离，改善列车运行中的瞭望条件。

1.2 提高曲线地段列车运行品质

平面曲线采用推荐曲线半径，可以与线路纵断面更好地相互匹配，降低运行列车的横向加速度和竖向加速度，减少列车运行中各种振动叠加的可能性，使得线路与列车保持良好的匹配关系，提高线路的平顺性，增加旅客舒适度，有效地提高曲线地段列车的运行质量。

1.3 减少运营线路的养护维修工作量

采用推荐半径的曲线，可降低外轮轮缘与外轨轨头内侧摩擦引起的钢轨磨耗，减小钢轨损伤，保持曲线地段线路的轨距、水平及方向等几何形态的稳定，从而优化列车运营条件，减少养护维修工作量，节约运营维护成本。

1.4 实现技术经济指标的优化配置

采用推荐曲线半径的线路，不仅能够满足设计行车速度、列车运行时间和线路输送能力的要求，还能通过优化设计，综合考虑工程费和运营费，实现铁路建设和运营维修综合技术经济指标的优化配置。

2 推荐曲线半径的计算

2.1 计算公式

(1)客货共线铁路的推荐曲线半径可按下式计算

式中 Rgt——客货共线铁路推荐曲线半径，m;

vk——旅客列车最高设计行车速度，km/h;

vh——货物列车最高设计行车速度，km/h;

hq——欠超高，mm;

hg——过超高，mm。

(2)客运专线铁路的推荐曲线半径可按下式计算

式中 Rkt——客运专线铁路推荐曲线半径，m;

vg——高速列车设计行车速度，km/h;

vd——低速列车设计行车速度，km/h;

hq——欠超高，mm;

hg——过超高，mm。

2.2 计算参数

2.2.1 速度匹配值

随着多条客运专线铁路投入运营，我国铁路正逐步实现客货分线运输方式，客货共线铁路上普通客车和货车共线运行，客运专线铁路上高速动车组和低速动车组或普通客车共线运行。

结合近年工程设计、建设、运营实践经验，确定计算推荐曲线半径时客货共线、客运专线铁路的速度匹配值如表1所示。

表1 客货共线、客运专线铁路的速度匹配值km/h

2.2.2 欠超高和过超高选取值

(1)欠超高和过超高的产生和作用

曲线上的外轨超高根据列车平均速度计算确定，并设置在实际线路上。由于列车通过曲线时的实际行车速度大于或小于平均速度，使得实设外轨超高与行车速度不相适应，因而产生欠超高或过超高。列车通过曲线的速度高于平均速度时则产生欠超高。列车通过曲线的速度低于平均速度时则产生过超高。

欠超高、过超高值的合理选定，不仅可以提高旅客乘坐的舒适度，而且能够保持列车运行的稳定性。客货共线铁路设计时，由于货车的轴重及通过总重大于客车，货车对曲线内轨磨耗和钢轨损伤较客车严重，所以过超高选取值小于欠超高值。高速铁路设计时，由于高、低速动车组列车的走行性能对内轨磨耗和钢轨损伤较小，故过超高选取值与欠超高值一致。

(2)现行标准中欠超高和过超高的选取值

①《铁路线路设计规范》(GB50090—2006)中，计算平面曲线半径优先值时，欠超高值采用30～60 mm，过超高值采用15～30 mm。

②《新建时速200公里客货共线铁路设计暂行规定》(铁建设函［2005］285号)中，计算常用曲线半径时，欠超高值采用35～55 mm，过超高值采用15～25 mm。

③《高速铁路设计规范》(TB10621—2009)中，计算常用曲线半径时，欠、过超高之和采用60～100 mm。

(3)结合工程建设和运营维护经验，通过对欠、过超高值合理性的分析，确定计算推荐曲线半径的欠、过超高值如下。

客货共线铁路:欠超高选取值30～60 mm，过超高选取值 15～25 mm，欠、过超高之和选取值 45～80 mm。

客运专线铁路:欠、过超高选取值30～50 mm，欠、过超高之和选取值70～100 mm。

2.3 推荐曲线半径计算值

(1)客货共线铁路(表2)

(2)客运专线铁路(表3)

表2 客货共线铁路推荐曲线半径计算值

表3 客运专线铁路推荐曲线半径计算值

3 推荐曲线半径标准建议值

综合考虑各参数值之间的关系，得出推荐曲线半径的上、下限标准建议值如下。

(1)客货共线铁路(表4)

表4 客货共线铁路推荐曲线半径标准建议值

(2)客运专线铁路(表5)

表5 客运专线铁路推荐曲线半径标准建议值

4 结语

综上所述，设计中采用推荐曲线半径，可以有效地提高线路平面质量、保持线路平顺、增加旅客舒适度、减少养护维修工作量、实现技术经济的优化配置;线路设计规范中纳入推荐曲线半径标准，有利于指导设计人员更好地使用规范，加强技术标准的科学合理性、技术经济性和设计可操作性，有效地提高线路的平面设计质量。

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