铁路站场设计及参数优化研究

铁路站场设计及参数优化研究

钟子豪

新疆铁道勘察设计院有限公司 新疆乌鲁木齐市 830011

摘要：在社会高速发展的影响下，带动了交通行业的进步。其中，铁路站场设计是铁路工程设计的重要组成部分，不仅与车站设计方法有关，更重要的是各专业的内、外部接口。站场设计需要满足高峰时间运输和营运调度要求，提高服务质量。同时，铁路站场在正常的情况下，为了最大限度地发挥铁路的运输能力，需要保证各部门间相互补充、相互合作。铁路站场设计技术是当前铁路工程研究的一项重要课题，本文以铁路站场为主题，研究其设计，并优化相关参数。

关键词：铁路；参数优化；站场设计

引言

党的十八届五中全会提出创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念，其中，绿色是新发展理念的重要内容之一，是要解决好人与自然的和谐共生问题，要把经济活动过程和结果的“绿色化”“生态化”作为绿色发展的主要内容和途径。设计是实现铁路工程绿色发展的关键环节之一，在初步设计阶段通过优化土石方数量、占地面积等内容，最大限度地减少对生态环境的扰动与破坏，是贯彻绿色发展理念的根本要求和基本做法。本文以某铁路工程为例，从设计优化辅助坑道数量、线路纵断面、提高隧道弃渣综合利用率、减少取弃土(渣)场数量及占地等方面研究铁路工程设计如何践行绿色发展理念。

1站场设计原则

1.1一般规定

车站改扩建应充分利用既有设备，避免大拆大改，减少废弃工程，充分考虑施工条件，减少施工对运营的干扰，便于施工过渡。车站布置应配合相关规划，结合地形及地质情况，综合研究，进行合理配置。各项设备按近远期运量需要计算确定，近远期结合，预留发展余地。新线、岔线与站内正线、到发线接轨时，均应设置安全线。车站绿化应结合周边环境、车站建筑风格、噪声防治等因素进行设计。

1.2车站平面布置

改建车站维持既有布置形式，新建车站采用横列式。车站咽喉应紧凑布置，尽量减少正线上道岔数量。车站线间距参照《铁路车站及枢纽设计规范》。改建车站道岔型号按照不低于既有标准设置，其他线路可选用9号单开道岔。

2铁路站场设计的参数优化

岔后连接曲线与缓和曲线结合后形成的插入曲线最大的轮滑轨脱轨系数的关系如图1所示。随着插入长度的增加，最大脱轨系数逐渐减少。如图2所示，岔后连接曲线与缓和曲线形成综合曲线后，插入长度从16m增加到32m，横方向加速度降低0.16m/s。垂直加速度下降0.03m/s。插入长度从32m增加到48m，横方向加速度为0.11m/s，垂直加速度减少到0.01m/s。当插入长度超过32m时，振动减退几乎不会受到影响。以插入长度与列车加速段关系为例，在图3中，将连接曲线形成综合曲线后，自变量是插入曲线的长度。当插入长度超过32m时，插入长度的改变会影响轮式/轨道磨损后曲线的最大加速度。

图1中，插入长度与缓和曲线的最大车轮脱轨系数之间的关系越长，脱轨系数越小，插入越多。如果长度超过32m，插入长度的变化将对轮滑轨脱轨系数之后的缓和曲线产生最大的影响。可以在图2和图3中看到岔后曲线和反向曲线。插入长度从16m增加到32m后形成的缓和曲线，横方向加速度下降0.17m/s。垂直加速度下降0.04m/s。插入长度从32m增加到48m，横方向加速度降低到0.1m/s，垂直加速度降低到0.01m/s。插入长度超过32m，振动改善效果不大，0.4v插入曲线长度可以保证舒适和安全。图4显示，岔后曲线与缓和曲线插入后形成的轮滑铁轨磨损与最大输出关系插入曲线长度的关系，长度越大磨损系数越大并逐渐减少最大的电力消耗。

图1插入段长度与轮轨脱轨系数最大值关系

图2插入段长度与列车在夹直线上横向加速度峰值的关系

图3插入段长度与列车在夹直线上垂向加速度峰值的关系

图4插入段长度与磨耗功率关系

3铁路站场设计及参数优化研究

3.1复杂地形地质条件下的站坪设置

山区高速铁路受自然条件制约，桥隧比重高，若站内路基段长度及宽度不满足站坪设置要求，则站坪不可避免地需设置在桥梁上、隧道内或桥隧相连处。根据不同地形、地质条件，车站站坪可采用半桥半路基(平面布置如图7所示)、全桥(平面布置如图5所示)、桥隧路相连(平面布置如图6所示)、隧路相连(平面布置如图9所示)和全隧(平面布置如图8所示)5种形式。其中，以桥、路工程相连最为常见，包括站坪沿线路纵向设置在桥路工程上和一面坡地形条件下站坪横向设置在桥路工程上两种形式。

山区高速铁路沿线城市具有土地资源紧张，站房及站前广场等配套设施布置局促等特点，车站站坪应充分利用地形条件因地制宜设置。站内高填方路段应做桥路方案比选，在工程投资相差不大，且有车站立体空间开发需求时，应以桥方案为主。

图5线下式站房布置示意图

图6车站到发线纵列式布置示意图

图7正线外包布置示意图

图8地下车站平面布置示意图

图9到发线外绕设站平面布置示意图

3.2到发线数量

（1）尽端式车站到发线数量分析

尽端式车站的到发线数量主要依据高峰时间列车间隔、列车停留时间以及是否有折返线来决定，对所有列车的来源及去向确定后，到发线沟通各个车场的进路并相互关联，但应从固定进路接车的思路出发，将所有进路及作业条件全面考虑，避免车站建成后能力不足。

（2）贯通式车站到发线数量分析

贯通式车站于尽端式车站主要有两方面区别，一是有列车通过作业，二是车站两端咽喉均有始发终到折返作业。对于这类车站，两端咽喉的始发终到作业占用到发线数量加上通过列车占用的到发线数量决定了车站需要的到发线数量。贯通式车站正线两侧的到发线需分方向使用，避免列车交叉作业，影响车站使用效率、

结语

岔后连接曲线设置缓和曲线可以减缓线路的振动冲击，但是插入曲线大于32m后减缓列车的振动效果影响不大。对于车站布置形式的设计和到发线数量的计算要通过车站的作业形式来确定。铁路的站场设计是一项复杂而艰巨的工作，需要更广泛地研究复杂的技术并进行仿真与模拟，从而探究站场设计中节约资源，环境友好等问题的优化，能真正实现站场的深度研究与设计，做到经济、安全、可靠、高效、便捷。

参考文献

[1]时瑾，龙许友，魏庆朝，等.高速铁路站场岔后曲线参数优化研究[J].铁道工程学报，2010（07）：29-33.

[2]魏庆朝，尹国栋，时瑾，等.高速铁路站场正线与到发线间线路优化研究[J].铁道工程学报，2015，32（11）：113-119.

[3]王东旭.新时代铁路建设面临的环水保问题研究[J].智能城市，2019，5(15)：147-148.

[4]张野.新时代高速铁路项目水保方案编制问题探讨[J].农业与技术，2019，39(13)：179-180.

[5]梁晓波，贠慧敏.实现机车出入库作业“追踪运行”的信号联锁设计方案[J].铁路通信信号工程技术，2019，16(2):23-26.

[6]刘子扬.一种自动编制中间站调车计划的方法研究[J].铁路通信信号工程技术，2020，17(1):45-49.