基于站台安全间隙的城际铁路曲线车站最小曲线半径研究

管新武

(陕西省铁道及地下交通工程重点实验室(中铁一院)，陕西 西安 710043)

城际铁路是服务于城市群的快速、便捷、高密度的客运专线铁路[1-2]。城际铁路基于其功能定位，在城市之间追求线路顺直，线路平纵断面标准应接近于高速铁路；在城市内部要便于为组团服务，便于与城市轨道交通换乘，线路平纵断面标准应接近于城市轨道交通[3-5]。

城际铁路在市区内的线位和车站选址，更多地要服从城市总体规划和综合交通运输体系建设规划。受地形、地物、土地综合开发、避免对地块的切割等因素影响，个别车站需要布置在曲线地段[6-7]。

车站设置在曲线地段时，站台限界须按曲线半径及曲线超高进行加宽[8-9]。列车停靠曲线车站站台时，车门与站台边缘间隙会因限界加宽以及车体偏移线路中心而较直线车站站台增加。间隙超过允许的安全限度会增加旅客掉落站台的风险。TB 10623—2014《城际铁路设计规范》对车站站台与车门的最大安全间隙没有明确规定[10]。另外，TB 10623—2014对站内曲线的要求除建议半径采用较小偏角外，与区间曲线要求相同，要求比较概括，不便于指导工程设计，且有可能由于站台间隙的原因需要限速，导致过站列车速度达不到设计预期。

因此，研究曲线车站站台最大安全间隙，并从保障曲线车站站台安全间隙需求出发，结合站型及通过速度对站内最小曲线半径提出分类要求，对指导工程设计无疑是必要的。

1 相关规范对曲线车站站台安全间隙的规定

对于站台边缘与动车组车门最大安全间隙，TB 10623—2014中没有明确规定。《城际铁路设计规范条文说明》1.0.6条援引GB 50157—2013《地铁设计规范》[11]，规定站台边缘与车厢地板面高度处的车辆轮廓线之间的水平间隙不宜大于100 mm。

以城际铁路CRH6型动车组为例，按TB 10623—2014规定的站台基本限界进行计算。当基本限界为 1 750 mm 时，间隙为100 mm；当基本限界为 1 800 mm 时，间隙为150 mm。因此，不大于150 mm的间隙是安全且被允许的。CRH6型车与站台间隙如图1所示。

图1 CRH6型车与站台间隙示意(单位：mm)

GB 50157—2013要求，曲线车站站台边缘至车门门槛之间的间隙，应按站台类型、车辆参数和曲线半径计算确定。计算得到的曲线车站站台边缘与车厢地板面高度处车辆轮廓线的水平间隙不应大于180 mm。GB 50157—2013按照站台门设置情况，以车辆与站台最大水平间隙(180 mm)为控制条件，根据A,B型车辆参数计算，分别规定了站内曲线半径。

GB 50490—2009《城市轨道交通技术规范》规定：曲线站台边缘与车厢地板面高度处车辆轮廓线的水平间隙不应大于180 mm[12]。

参考GB 50157—2013和GB 50490—2009，城际铁路曲线车站站台边缘与车门处最大安全间隙按180 mm 控制是合理的。

综上所述，曲线车站站台边缘与动车组车门的水平间隙不宜大于100 mm，困难条件下不应大于180 mm。

2 曲线车站站台安全间隙及最小曲线半径

2.1 基本限界Wb

TB 10623—2014第1.0.6条图1.0.6说明，正线临靠站台，无列车通过或列车通过速度不大于80 km/h时基本限界为 1 750 mm，列车通过速度大于80 km/h时基本限界为 1 800 mm；正线不临靠站台时基本限界为 1 750 mm。基本限界如图2所示。

注：Y为接触网结构高度。图2 基本限界示意(单位：mm)

2.2 曲线加宽量

按TB 10623—2014附录A，曲线外侧加宽量计算式为

(1)

式中：Wo为曲线外侧加宽量，mm；R为曲线半径，m。

曲线内侧加宽量计算式为

(2)

式中：Wi为曲线内侧加宽量，mm；h为曲线超高，mm；H为站台面高度，mm，取 1 250 mm。

2.3 动车组车门处相对于线路中心的偏移量

以城际铁路CRH6型动车组为例，车门处相对于线路中心的偏移量可按车门中心偏离转向架中心的距离并参照图3所示的几何关系进行计算。

注：a凸为凸型站台限界值；a凹为凹型站台限界值；Δ为车门相对于线路中心的偏移量。图3 曲线地段车辆与线路几何关系示意(单位：mm)

按CRH6F型城际铁路动车组尺寸参数进行计算(CRH6A型车除不设中门外，其余尺寸与CRH6F型车完全相同)。每节车厢设置3对车门，侧门中心距离转向架中心420 mm，中门中心距离转向架中心 8 750 mm。

中门处相对于线路中心的偏移量为

(3)

式中Δ1为中门处相对于线路中心的偏移量，mm。

中门处偏移量对凸型站台间隙是有利的，对凹型站台是不利的。

侧门处相对于线路中心的偏移量为

(4)

式中Δ2为侧门处相对于线路中心的偏移量，mm。

侧门处偏移量很小，对凸型站台间隙是不利的，对凹形站台是有利的。

2.4 因超高引起的动车组车门处车体倾斜偏移量

动车组在圆曲线上停车时，各车门处车体倾斜角度等于转向架处的超高角。

动车组在缓和曲线上停车时，各车门处车体倾斜角度不但与每辆车的2个转向架中心的超高有关，而且与车体抗扭转刚度有关。CRH6F型动车组侧门距离转向架中心0.42 m，中门位于2个转向架之间中点处。侧门处车体倾斜角度可按等于转向架倾斜角度考虑，中门处车体倾斜角度按等于2个转向架倾斜角度的平均值考虑。

车体最大倾斜工况出现在动车组在圆曲线上停车。

曲线超高引起的车体倾斜偏移量Wh为

(5)

对于凸型站台，曲线超高引起的加宽量与车体倾斜偏移量正负抵消。因此，曲线超高对凸型站台间隙无影响，对凹型站台有不利作用。

TB 10623—2014和T/CRS C0101—2017《市域铁路设计规范》对站内曲线超高均未做出明确规定。应按正线是否临靠站台明确超高设置要求。正线不临靠站台时，曲线可按区间曲线，根据列车运行速度-位移曲线设置超高；正线临靠站台时，宜按GB 50157—2013设置超高，或参考TB 10623—2014中11.3.2条的规定，最大超高不应大于20 mm。到发线应参照正线临靠站台设置超高。

2.5 曲线车站站台安全间隙

综合上述4方面，曲线车站站台(圆曲线范围)边缘与车门最大间隙W为：

1)凸型站台(侧门控制)

W=Wb+Wi-Δ2-Wh-B

(6)

2)凹型站台(中门控制)

W=Wb+Wo+Δ1+Wh-B

(7)

式中B为动车组车厢地板面高度处半宽，mm。

将式(1)—式(5)代入式(6)、式(7)可知，在车型、曲线超高确定的情况下，站台间隙仅与曲线半径有关。

2.6 满足站台安全间隙控制值的最小曲线半径

以180 mm为安全间隙控制值，根据车站限速及站台是否临靠正线，反算出满足站台安全间隙要求的最小曲线半径(适当取整)，见表1。

表1 满足站台安全间隙要求的最小曲线半径 m

列车配置安全踏板时，扣除踏板宽度后的间隙宜按不大于100 mm控制，建议城际铁路曲线车站最小曲线半径如表2所示。

表2 配置踏板时满足站台安全间隙要求的最小曲线半径 m

3 结论

本文基于对车辆基本限界、曲线地段加宽量、动车组车门处偏离线路中心距离及动车组车门处因超高引起的车体倾斜偏移量等限制因素的综合计算，分析并结合相关规范对站台安全间隙限值的规定，研究了城际铁路曲线车站站台安全间隙，并且结合站型布置，研究了站内曲线半径要求。得出的主要结论如下。

1)曲线车站站台边缘与动车组车门的水平间隙不宜大于100 mm，困难条件下不应大于180 mm。

2)基本限界的选择对站台间隙的影响很大，当必须设置曲线车站时，首先应选择有配线曲线车站(使站台不临靠正线)，避免造成正线通过列车限速。

3)车体偏移线路中心的距离和车体因超高发生的倾斜偏移量对于车门与站台边缘间隙的影响，对于凸型站台来说是减小的，有利的；对于凹型站台来说是增大的，不利的。因此，凸型站台较凹型站台对车站曲线半径要求小。城际铁路车站一般上下行并行，故车站曲线半径的大小由凹型站台间隙控制。个别采取上下行分设的车站(一般为地下站)可按站台曲线形式选择不同的曲线半径。

4)对于无配线曲线车站，其通过速度不能按区间曲线计算限速。应根据过站列车与停站列车的速度差，合理设置曲线超高，并按站台安全间隙要求，确定合理的通过速度。

线路设计人员在设计无配线曲线车站曲线半径时，应考虑站台安全间隙的影响，并应注意到站台安全间隙对通过速度的限制。检查限速对运营需求的影响是否可以接受。如果限速影响运营需求，则需要增加曲线半径，直至符合运营需求。如果地形条件限制了增加曲线半径的可能性，可在停站列车上配置安全踏板，缩小站台间隙。

5)曲线车站应按站台是否临靠正线、过站列车速度、超高设置、车门是否配置安全踏板，按表1或表2的要求选择最小曲线半径。