普速铁路曲线拨接的实践与思考

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

近年来，地质条件复杂的山区铁路经过多年的运营后设备病害层出不穷，严重地干扰铁路运输安全，铁路部门投入大量人力、物力、财力进行整治，通过既有线拨移减轻或消除灾害的影响。以金温货线石帆-祯埠区间K135+783.91 m～K136+271.78 m段为例，该段位于青田县锦水村下个寮山体滑坡影响范围内，三塘汇明洞K135+917.5 m～K136+014.5 m明洞内多处裂缝均有发展，明洞顶及边墙最大开裂28 mm、错位24 mm，对行车安全造成较大隐患，该区段列车限速45 km/h。为确保安全，需将明洞内的线路改移至明洞外（明洞左侧），以避免由于明洞变形造成的安全隐患。

2 地质灾害地段曲线资料及分析

2.1 曲线台账资料

（1）金温货线三塘汇明洞K135+926.5 m～K136+023.5 m段，长度97 m。

（2）金温货线K135+793.64 m～+946.44 m，为左转曲线，R=600 m，a=9°49′01"，L=152.80 m，I=50 m，H=80 mm。

（3）金温货线K136+024.83 m～+290.90 m，为右转曲线，R=400 m，a=28°05′04"，L=266.07 m，I=70 m，H=100 mm。

2.2 现场测量曲线资料

（1）既有金温货线三塘汇明洞K135+926.5 m～K136+023.5 m段，长度97 m。

（2）既有金温货线K135+794.585～+945.495 m为左转曲线，R=600 m，a=9°38′10"，L=150.91 m，I=50 m，H=80 mm。

（3）既有金温货线K136+024.225 m～+291.505 m为右转曲线，R=400 m，a=28°15′31"，L=267.28 m，I=70 m，H=100 mm。

2.3 设计曲线资料

（1）既有金温货线三塘汇明洞位于K135+926.5～K136+023.5段，将线路改移至明洞左侧（明洞外）。

（2）第一条曲线：k135+783.91 m～k135+903.29 m 为左转曲线，R=350 m，a=12°59′40"，T=59.86 m，L=119.38 m，I=40 m，H=60 mm。

（3）第二条曲线：k135+926.66 m～k136+039.26 m 为右转曲线，R=450 m，a=9°14′36"，T=56.377 m，L=112.597 m，I=40 m，H=50 mm。

（4）第三条曲线：k136+085.11 m～k136+271.78 m 为右转曲线，a=22°22′25"，R=350 m，T=94.218 m，L=186.673 m，I=50 m，H=60 mm。

2.4 曲线转角闭合分析

台账曲线转向角闭合差a′=a右-a左=28°05′04"-9°49′01"=18°16′03"；既有线曲线转向角a′=a右-a左=28°15′31"-9°38′10"=18°37′21"，两者转向角相差 0°21′18"；设计曲线转向角a′=22°22′25"+9°14′36"-12°59′40"=18°37′21"与既有线曲线转向角a′相等。

产生曲线转向角不闭合的原因是由于山体蠕动造成线路往瓯江一侧移动，工区按照单独曲线调整计划正矢合计与现场正矢合计进行计算，改变了夹直线方向。多年运营后，未结合线路台账进行复核测量、拨正。

3 曲线纵、横距的计算及分析

使用全站仪测量过程在此不详细叙述。

采用切线支距法计算。

图1 曲线纵、横距直角坐标示意

以曲线起点ZY(或终点YZ)为坐标原点（如图1所示），切线方向为x轴，过ZY的半径方向为y轴，建立直角坐标系统。测设时，在地面上沿切线方向自ZY(或YZ)量出xi，在其垂线方向量yi，即可得出曲线上的i点。Li为曲线长，取10 m整数倍，Xi为曲线长取10 m整数倍时，对应的切线长。yi为曲线长取10 m整数倍时，对应的垂直于切线的距离。

从图上可看出，曲线上任一点 i的坐标为：

以三塘汇明洞外侧预铺曲线K135+926.66 m～K136+039.26 m为例（使用全站仪测量），先确定曲线两端直线段位置后，定ZY点：K135+946.66 m，YZ点K136+019.26 m。

3.1 计算ZY点K135+946.66m、YZ点K135+982.96m至QZ每10点横距、纵距，见表1

表1 横距、纵距计算

3.2 加入缓和曲线后内移量的计算

式中：

Li--计算点至曲线头的距离

L0--缓和曲线长度

δ=P--內移量

R--曲线半径

K135+926.66 m～K136+039.26 m内移量（R=450 m，L缓=40 m），见表 2。

表2 曲线內移量计算

3.3 K135+926.66 m～K136+039.26 m曲线每10 m总拨距计算（见表 3）

表3 总拨距计算

3.4 既有线曲线的拨移纵、横距计算可采用上述方法布点、计算，也可使用绳正拨道法进行计算，以设计的K135+783.91 m～K135+903.34 m曲线为例，缓和曲线正矢测点布置(如图2所示）

图2 测点在缓和曲线始终点

根据曲线设计资料：R=350 m，a=12°59′40"，T=59.86 m，L=119.38 m，I=40 m，按照测点设在缓和曲线始终点时的计划正矢计算方法。

（1）缓和曲线始终点计划正矢

缓和曲线终点正矢(f终)=fC-缓和曲线始点正矢(f始)

（2）缓和曲线中间各测点计划正矢

式中：fi--缓和曲线中间各测点的计划正矢（i=1，2……N-1）；

Ni--测点距缓和曲线始点的段数；

fN--缓和曲线的正矢递增率。

K135+783.91m～K135+853.91m段曲线拨接量计算，见表4。

表4 曲线拨道量计算

由于第7#点拨距2 480 mm已经接近Ⅱ型轨枕2 500 mm长度，方便预铺地段线路固定，同时考虑拨接后新线限界的影响，从36#轨K135+863.91 m～K135+853.91 m与第二条曲线及其夹直线为预铺段。（设计的第三条曲线K136+085.11 m～K136+271.78 m设点计算均可采用上述两种方法，这里就不再叙述。）

3.5 纵横距法与绳正法计算的优缺点

（1）纵横距计算优点：适用于新线或预铺线路，适用范围广，测点对称布置，计算简单，夹直线位置可控；缺点：曲线定位后，还需重新计算每点计划正矢，结合现场正矢进行拨量计算。

（2）绳正法计算优点：适用于既有线拨接改造，拨后曲线正矢误差可控；缺点：会造成正矢差不闭合，曲线头尾与夹直线方向不可控，易产生“额头或反弯”现象。

3.6 线路拨移设点、计算、放样需注意的事项

（1）仔细核对设计图纸提供的数据资料，曲线半径、夹直线、缓和曲线、圆曲线长度、超高顺坡是否满足设计要求。

（2）无论是采用纵横距还是绳正法，关键是准确定位好曲线头尾、夹直线位置。

（3）为了便于测设、计算一致性，一般从曲线头尾两端往曲中每10 m设点，剩余长度留在曲中两侧（不足10 m）。

（4）布桩应牢固，在施工中应做好保护，也可设在固定的设备上（如挡墙、隧道边墙等）。

4 采用滑轨、滑轮推移法拨道

（1）滑轨长度应不短于拨移量、轨道宽架尺寸、滑轮的长度之和，每隔10～11孔设置一道滑轨，依此配置每道滑轨位置及数量，并做好序号标记。

（2）横移滑道由滑轨、短枕头和滑轮组成。一道滑轨配2个滑轮，滑轨两端垫的短枕木以60 cm～80 cm长度为宜，以路基面至既有轨底高差除以短枕的厚度配置短枕数量。

（3）在天窗修内将枕盒道砟扒至枕底平，组织人员使用手工夹轨钳将滑轨穿入轨枕盒，滑轨布置应与拨动方向平直，不得歪斜，滑轨放置在轨枕孔中心位置，并将滑轨两端垫短枕头，高度以滑轨头靠贴既有线钢轨轨底为宜，使用道钉将滑轨固定在短枕上，以增加滑轨的稳固性。

（4）线路封锁后，4人一组使用大拉耙将拨动一侧轨枕头道砟拉出，道砟不得高于枕底，同时将枕盒道砟搬出至合适位置。使用内燃扳手（或丁字扳手）松动曲线下股轨枕立螺栓，以减少拨接过程中的轨道框架阻力。

（5）起道机抬高钢轨，并将滑轮放置在滑轨上，落下起道机，使轨枕底面高出枕底道床30 mm～50 mm。

（6）在场地许可的情况下，使用钢丝绳采用机械（挖机或铲车）拉动既有钢轨或在拨动的反方向推轨枕端部。

（7）在拨动的反方向，组织人员手持撬棍及拨道器拨动钢轨，随时掌握滑车移动情况，防止滑轨歪斜、倾倒。

（8）横移到位后，安排人员使用起道机抬高钢轨，将滑轮撤出，组织人员抽出滑轨，方正轨枕、整理配件、拧紧扣件及接头螺栓、整修线路。

5 效果及建议

金温货线石帆-祯埠区间K135+783.91 m～K136+271.78 m病害地段于采用上述方法进行拨接，拨后线路几何尺寸达到了“作业验收”标准的要求；滑轨配合滑轮使用减轻劳动强度，极大地提高施工效率，施工时间也由计划180 min压缩至120 min，取得了良好的技术效果。为后续明洞拆除、边坡锚索加固施工创造安全作业环境，减少行车干扰，也为今后类似线路拨接提供参考。

为做好线路拨接工作需要认真核对设计资料，确保曲线、夹直线技术符合设计规范。注意现场曲线转角代数差是否与设计曲线转角差闭合。同时还要重视既有线调查数据的准确性，起止里程位置是否与设计一致，是否存在长短链。在实施过程中，现场放样数据因充分考虑各方面的影响，防止误差累加；桩点应固定，在施工中应做好保护，防止松动、移位。既有线拨接是属于大型的施工作业项目，必须符合施工天窗要求，在施工过程中应细化每个环节人工、机具、材料及时间的分配，制定科学地施工组织。