地铁标准B2型车高架区间线间距及限界方案的研究

2024-04-01 06:50
大众标准化 2024年5期
关键词:限界高架接触网

王 昊

(中铁第一勘察设计院集团有限公司,陕西 西安 710043)

1 线间距

在列车高速行驶时,其产生的气流和振动效应对周围环境有着显著影响。合理的线间距能够确保列车在行驶过程中有足够的空间来应对这些效应,避免与周围的构筑物和机电设备发生碰撞。这不仅是保证列车安全运行的必要条件,也是提高乘客舒适度的重要措施。

线间距过小,列车在行驶过程中可能会因为空间不足而出现摇晃和颠簸,这不仅会降低乘客的乘坐体验,还会影响列车的稳定性,增加事故风险,最终导致列车在调整速度和方向时受到更多的限制,降低运行效率。

线间距过大意味着需要占用更多的土地资源,增加工程难度和造价。同时,过大的线间距还可能对地形地貌造成更大的破坏,影响环境保护。

因此,合理设置线间距对于轨道交通建设至关重要。它需要在保证列车安全运行和乘客舒适度的前提下,充分考虑土地利用、地形地貌、工程难度等因素,以实现经济效益和社会效益的最大化。

根据赵提团队的研究,直线地段线间距D的计算公式如下所示:

式中,A为设备限界宽度,mm;B为疏散平台,mm;C×为安全间隙,mm。

2 线间距影响因素

2.1 设备限界宽度

设备限界是指基本坐标系中控制沿线设备安装在车辆限界外加安全余量而形成的界线。

如图1和表1所示为地铁标准B2型车辆设备限界图及坐标值。

表1 直线地段B2型车设备限界坐标值 单位:mm

图1 直线地段B2型车设备限界图

然而,线间距计算公式(1)中设备限界宽度A并不是表1中的最大宽度1 581 mm(点10''),而是指与疏散平台装修面同一高度(距离轨面)的设备限界宽度。

根据《城市轨道交通工程项目规范》(GB 55033-2022),区间内的纵向疏散平台应在设备限界外侧设置,直线地段和曲线地段纵向疏散平台距轨道中心线高度应统一按低于车厢地板面高度150~200 mm确定。地铁标准B2型车的车厢地板面高度为1 100 mm,因此疏散平台高度为900~950 mm,其对应设备限界宽度A约为1 520 mm。

2.2 疏散平台

2.2.1 疏散平台布置方式

高架段桥梁主要为双线桥。根据《地铁设计规范》(GB 50157-2013)相关规定,当采用车辆侧门疏散模式时,双线高架区间宜在两线间设置疏散平台。

2.2.2 疏散平台宽度设计

根据《地铁限界方案》(CJJ/T 96-2018),当设置纵向疏散平台时,纵向疏散平台最小宽度取值应符合表2的规定。

表2 纵向疏散平台最小宽度取值 单位:mm

2.2.3 接触网布置方式对疏散平台宽度的影响

目前,高架段桥梁设计多采用双线桥结构,而在接触网立柱的布置上,主要有两种策略:一种是两侧立柱,另一种是线间立柱。这两种策略在国内的多项实际工程中得到了广泛应用。

当采用两侧立柱方案时,如图2所示。接触网立柱被设置在桥梁的两侧,因此并不会占用到疏散平台的空间。这样,疏散平台的宽度就能得到较为充分的保证,受到的限制相对较小。根据表2可知,疏散平台宽度应≥1 000 mm。

图2 接触网两侧立柱方案

当采用线间立柱方案时,如图3所示,接触网立柱会占据疏散平台的一部分空间,这必然会对疏散平台的宽度产生一定的压缩效果。因此,在采用线间立柱方案时,疏散平台应按“单侧,设于一侧”原则考虑最困难情况,而考虑到全线标准统一,则需要加宽疏散平台宽度,以确保疏散平台能够满足实际疏散需求,从而在紧急情况下保障乘客的安全。根据表2可知,疏散平台宽度宜为“700 mm+接触网立柱宽度(约为300 mm)+700 mm=1 700 mm”。

图3 接触网线间立柱方案

2.3 安全间隙

根据《地铁设计规范》(GB 50157-2013)相关规定,轨道区内安装的设备和管线(含支架)与设备限界应保持不小于50 mm的安全间隙(架空接触网和接触轨除外)。

综合考虑设备限界宽度A取值为1 520 mm,因此式(1)中C×值取80 mm,满足线间距最终计算结果为100的整数倍,方便后期施工。

3 轨旁设备布置限界方案

3.1 区间设备管线布置原则

(1)空间利用原则。各工种在规划其设备时,需充分考虑到设备安装与制造的误差因素。任何设备及管线,在宽度方向上距离设备限界,应保持至少50 mm的安全距离。

(2)协调布局原则。各种设备和管线的安装位置应经过综合规划,确保它们之间互不干扰。未经相关工种的同意,不得擅自更改或占用其他工种的设备安装位置。

(3)便捷性原则。区间管线与设备的布置方案应着重考虑其敷设、安装、检修及使用的便利性。

(4)减少过轨原则。在规划区间管线路径时,应尽量避免频繁穿越轨道,以减少潜在的安全风险和维护成本。

(5)固定高度原则。区间管线的标高建议以轨面为基准,尽量保持固定的敷设高度,以便于维护和管理。

(6)顶部穿越限制原则。在区间隧道内,通常不建议让较粗的管线从行车隧道的顶部横穿,以避免对行车安全造成影响。

(7)左强右弱原则。电压等级高的设备(环网电力电缆、动照电力电缆)、照明灯、紧急疏散平台等安装在行车方向左侧。电压等级低的设备(通信信号电缆、漏泄同轴电缆)、消防给水管、信号机、排水管等安装在行车方向的右侧。

3.2 接触网立柱布置方案

(1)景观。线间布置能够减少立柱在视觉上的阻隔感,使线路与周围环境更加融合。在景观优美或需要保持视觉连贯性的区域,线间布置可能更为合适。这种方式有助于保持景观的整体性,减少对视觉的干扰,提升线路与周围环境的协调性。

然而,两侧布置能够提供更多的空间灵活性,允许在立柱之间种植树木、花草等植被,形成更加丰富的景观效果。这种布置方式有助于提升线路的生态价值,为乘客和周边居民提供更加宜人的环境。

(2)投资。两侧布置虽然可能在初期建设成本上稍高于线间布置,因为它需要更多的立柱和可能更复杂的支撑结构。然而,这种布置方式在长期的维护和检修成本上具有显著优势。由于两侧布置提供了更大的空间,使得维护和检修工作更为便捷,减少了因空间限制导致的额外成本和时间消耗。

(3)运营维护考量。两侧布置对提高线路的安全性和稳定性具有重要意义。通过合理的立柱布局,可以更好地支撑接触网,减少因风、雨等自然因素导致的故障风险。这不仅降低了故障修复的成本,也减少了因故障导致的运营损失。

综合考虑以上因素,尽管两侧立柱与线间立柱方案在景观效果上相当,但从经济指标以及长期运营的角度来看,两侧立柱方案显然更具优势。因此,高架区间设计倾向于推荐高架段采用接触网两侧立柱的方案,以确保地铁运营的安全性、稳定性和效率。

3.3 疏散平台宽度

由于中间设置疏散平台时两侧临空,平台面至道床高差较大,为防止乘客疏散时意外跌落,两线间设置的疏散平台需要加装扶栏,栏杆高度1.1~1.2 m。因此,综合考虑疏散安全、疏散通道宽度、曲线限界加宽引起疏散平台削减等因素,推荐疏散平台宽度采用1 400 mm,其宽度小于线间布置所需疏散平台宽度1 700 mm。

综上所述,限界断面及设备布置如图4所示。疏散平台设于两线之间,直线段疏散平台至轨面高度900 mm,平台宽度1 400 mm。强电线缆支架敷设于疏散平台下方;接触网支柱、弱电线缆槽、信号机、漏缆、动照电缆、照明灯、声屏障等设置于线路两侧(均为行车方向右侧)。线路中心线至接触网支柱边缘距离2 275 mm,直线地段最小线间距为4 600 mm。

图4 两侧立柱建筑限界断面方案

4 结论

文章通过对地铁标准B2型车高架区间线间距及限界方案的深入研究,探讨了接触网支柱布置方案、疏散平台宽度设置方案,结合轨旁设备布置形成了高架区间限界断面。结合工程实践和相关研究,提出了接触网支柱布置的推荐方案和疏散平台宽度与限界断面的推荐值。这些研究成果有助于提高地铁线路的设计水平和运营效率,确保列车和乘客的安全。

由于接触网两侧支柱方案美观大方、运营便利,且立柱位置和疏散平台互不影响,综合考虑后推荐高架双线采用接触网支柱布置于桥面两侧的方案。结合高架双线建筑疏散平台、限界断面的方案,疏散平台宽度采用1 400 mm,直线地段疏散平台至线路中心线距离为1 600 mm(设备限界宽度1 520 mm+安全间隙80 mm),因此推荐最小线间距为4 600 mm。

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