既有站场反向曲线存在问题分析及整治建议

俞友强 中国铁路上海局集团有限公司金温铁路有限责任公司

1 问题及现状

目前，站场仍存在较多的反向曲线，其最大的缺陷是头尾不在实际设计位置，并且变化大，易导致夹直线变形或长度不足,加上反向曲线的超高设置不合理，则形成设计上的自然三角坑，对行车安全存在严重的隐患，因而加强反向曲线的整治变得尤为紧迫。

永康站6道一对变更线间距的反向曲线为典型的三无曲线，无技术资料，无标记，无头尾，并且存在线型不良、夹直线长度不足、超高过大形成结构性水平三角坑等诸多问题，致使行车平稳性差、安全隐患高（该线有大量的调车作业）。

2 反向曲线整治

2.1 现场调查

（1）初步判定头尾位置

因现场无任何标记,且无曲线资料，无法确定曲线头尾的准确位置，我们先采用目视方法判定头尾的大概位置，初步定出曲线长及夹直线长度。

（2）按标准设定头尾位置

根据《铁路线路修理规则》第3.9.6条规定：“站线道岔与曲线或道岔与其连接曲线之间的直线段长度不应小于7.5 m，困难条件下不应小于6 m”。

假定第一曲线头3#测点距离专1#岔后接头7.5m，设测点分别量出各点正矢，现场测量值见表1。

表1 现场实测正矢值（单位：mm）

通过分析测得的正矢值，发现以下问题：

①曲线正矢严重超限（见表1）；

②夹直线呈弧形，没有明显的曲线头尾位置；

③第一条曲线中部明显往里凹（测点7正矢值较相邻测点大），现场目视头尾偏离约40 mm～50 mm左右；

④现场超高为15 mm,而夹直线长度不足20 m,造成了18 m范围内水平三角坑大于25 mm,对调车作业安全不利。

2.2 分析对策

首先，我们根据夹直线不明、曲线头尾位置不知的具体情况，将两条曲线作为同一单元来看待，以左旋曲线正矢值为“+”值，将右旋曲线正矢为“-”值，直线段以第一条曲线上股内侧量取的为准，得到了曲线2改变符号后的矢量值（见表 2）。

表2 曲线2改变符号后的矢量值（单位：mm）

2.2.1 分析曲线正矢

分析曲线正矢应注意以下规律：变更线间距的反向曲线的现场正矢合计数由变更后的线路走向而定，如果变更后的线路是平行的，那么合计数为零；如果不平行，合计数与变更后的直线偏向与相同转向的曲线正矢同号。如直线右偏，右旋的曲线正矢是“+”号，那么合计值一定为正值，如果右旋的曲线正矢是“-”号，那么合计值一定为负值。本例反向曲线变更线间距后直线段平行，现场正矢合计值为0，符合规律，说明正矢调查基本正确。

2.2.2 初选曲线半径

初选曲线半径由以下几个因素来考虑：

（1）现场正矢的平均值

一般曲线较长时，用曲线半径的平均值来定曲线半径最简单也最准确，而本例中曲线太短，取平均值无任何意义。

（2）根据公式试算

首先根据公式（1），计算出中央点QZ；然后根据公式（2），计算圆曲线长度L；由公式3可以推出公式（4），由此得出得出公式（5）。

一般情况下，利用反向曲线变更线间距且直线段平行，两反向曲线半径宜采用相等值。

2.2.3 确定曲线长度

曲线长度的确定由曲线正矢合计数、曲线半径及夹直线长度因素约束。

由公式（5）可知，在曲线正矢合计值确定的情况下，曲线半径与曲线长度成正比，曲线越长则夹直线就越短。

2.2.4 试算拨量

根据计算公式（6）、(7)进行试算。

方案一：假定曲线起点距岔跟7.5 m，则R1=R2=850，L1=L2=27.30，夹直线13.68 m。按此要素进行曲线整治，计算相应拨道量，见表3。

表3 永康6道反向曲线拨道计算（方案一）

方案二：假定两反向曲线之间的夹直线为20.00 m，以此作为控制量。从方案一可以看出夹直线的中央点位于9#点+4.156 m位置。则曲线1尾位置为7#+4.156 m;曲线2头位置为 11# 点+4.156 m。R1-350，L1-20.00;R2-400，L2-20.96，夹直线20.00 m。按此要素进行曲线整治，计算相应拨道量，见表4。

表4 永康6道反向曲线拨道计算（方案二）

方案三：假定圆曲线长为25.00 m，以此作为控制量，由公式5计算得R1=R2=2500*25/80=781 m。按此要素进行曲线整治，计算相应拨道量，见表5。

表5 永康6道反向曲线拨道计算（方案三）L1=L2=25 m R1=R2=650 m L夹=16 m

2.2.5 三种方案的优缺点分析

（1）方案一分析

优点：拨道量不大（最大拨量29 mm），拨道引起的高低、水平变化较小，能满足站控维修天窗的要求。

缺点：虽然能够满足岔后夹直线7.5 m条件，但两反向曲线夹直线13.68 m太短，反向曲线设置15 mm超高后，18 m范围内存在自然三角坑＞15 mm，对行车安全不利，不能令人满意。

（2）方案二分析

优点：岔跟与曲线头夹直线长度13.157 m，两反向曲线夹直线长度≥20 m，反向曲线设置15 mm超高后，18 m范围内存在自然三角坑7.5 mm。

缺点：圆曲线长度20.9975 m介于容许条件25 m～困难条件20 m之间,第一条曲线拨道量较大（最大拨量47 mm），要利用站控维修天窗分两次拨道，需挖开20 m长度轨枕头道砟。

（3）方案三分析

优点：岔跟与曲线头夹直线长度11.15 m，圆曲线长度25 m满足一般规定要求，拨道量不大（最大拨量33 mm），拨道引起的高低、水平变化较小，能满足站控维修天窗的要求。

缺点：两反向曲线夹直线长度16 m介于容许条件20 m～困难条件10 m之间短，反向曲线设置15 mm超高后，18 m范围内存在自然三角坑9.5 mm，对行车安全较为不利。

2.2.6 确定方案

我们从可行性，合理性、规范性和质量结果几方面比较以上三个方案，，认为“方案二”最优，虽然“方案二”产生拨量较大，但是它各方面都符合技术规范，且拨道量也可以实施，对巩固设备质量，提高行车安全有利。

2.3 现场实施

现场拨道过程在此不作详细叙述，仅将几个关键做一强调。

（1）拨前设置拨道观测桩，调查标注好各桩与测点间的距离与拨道量。

（2）本案中涉及两条曲线拨道，正矢的“+”号是按一条曲线方向来确定的，故拨道量一律按第一条曲线的上挑方向为“+”值，第二条曲线及直线下压为“+”值。

（3）采用5 m点拨道时不能按量拨到位，要预留相邻点拨动时对本点的影响，以免回拨。拨道量越大，其相邻点跟动量越大。

（4）当拨道量大于30 mm时，应扒开枕头道砟，大于50 mm时，要搬掉盒内道砟至枕木底平（需同步起道时无须搬）。拨道后回填道砟，并将枕端道砟拉整夯实。

（5）拨好后要对高低和水平全面检查一遍，超限处所要立即消除，几何尺寸到达放行列车条件后方可开通。

（6）连续向同一方向拨道且拨道量大，应事先松开接头螺栓；拨道时回弹量大时应拧松一股扣件。

（7）调整超高,顺坡率2‰减小夹直线段范围的水平变化率。

3 反向曲线整治效果

通过以上方法的整治，永康站6道反向曲线线型得到了最大程度的改善，夹直线长度得以加长，18 m范围的水平三角坑明显降低，且几何尺寸也达到了“作业验收”标准的要求，取得了良好的效果。

我们将此经验在站场所有的“S”型曲线进行推广并整治，到目前为止已经整治了所有的3对“S”型曲线，效果显著。通过整治，曲线线型得到了根本性的改善。对正线曲线间夹直线长度不长且有“鹅头”或“反弯”地段，我们也采用上述方法进行调整计算、拨道，效果明显。

4 结论

大站场无曲线资料是属于个例，在分析和计算时需要试算曲线长度和半径。通常既有曲线都是有台账资料可查，我们在曲线整正拨量计算时首先应考虑按台账资料给定的条件进行恢复性调整计算，只有在台账有明显错误或夹直线长度不满足要求时才可以改变曲线头尾位置，目的是使曲线更合理。通过永康站6道反向曲线的整治及其它3对“S”型曲线的整治，得到如下结论。

（1）反向曲线应该列入同一单元台账管理，其管理范围应包含两条曲线、夹直线及曲线前后各50 m线路，并以此作为“一对曲线”建立台账管理，将单元视为一个整体，而不是分裂的“两条曲线”和“三条直线”。

（2）熟悉岔后夹直线、圆曲线、反向曲之间夹直线长度的限制要求。在计算时，要确定曲中及夹直线中心点位置，根据限制条件作为已知条件进行推算，力求计算方案最佳。

（3）提高对夹直线的质量控制标准。对夹直线的方向的偏差等级分析不能用直线的分析标准，要引用曲线的分析标准，且是相邻半径小的曲线标准；特别要应用“相邻点”的“差之差”的标准。

（4）反向曲线在进行调整计算时按同一整体来计算。在调整计算时不能割裂，以保证夹直线的长度和方向准确，这样才能有效地防止出现“鹅头”和“反弯”，从根本上防止由于养护不当产生夹直线变短。

（5）曲线头尾位置设观测桩定期观测。每月结合正矢检查观测曲线头尾位置的横移变化，以便及时恢复，以确保头尾位置准确。

（6）制定正确的养护标准。曲线养护拨道时，凡涉及曲线头尾位置，必须按控制桩距拨道恢复原位，不得简单拨顺，防止头尾位置变化。