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第六章既有线改建与第二线设计本章主要内容既有铁路能力加强第二线设计1第一节既有铁路能力加强目前，我国铁路基本上是客货共线，用货物年输送能力来衡量铁路能力的大小，由公式，既有线能力加强应从提高通过能力N和牵引吨数G两方面着手。一、提高通过能力的措施(一)行车组织措施1．缩短控制区间的运行图周期b610365JHGNC·=HBFWTZTttttTTTN==144014402使进入控制区间为上坡方向的列车不停车通过，提高其行车速度，缩短走行时分。2．采用特种运行图(1)不成对运行图当上、下行行车量不均衡时，可编制不成对运行图，使重车方向加开列车，轻车方向多余的机车，附挂在回程列车上折返。不成对运行图的通过能力，可按重车、轻车方向分别计算：半自动闭塞不成对运行图，其通过能力为：3重车方向：轻车方向：))(1()()1440(LWHBFWTZttttttTN=bbbZQNN=(列/d)(列/d)式中：tL——同向列车连续发车间隔时分(min)；β——不成对系数，本例中β=2。QZNN=b4自动闭塞不成对运行图，重车方向可追踪运行、其通过能力为：重车方向：轻车方向：IttttTNHBFWTZ)1()()1440(=bbbZQNN=(列/d)(列/d)式中：I——追踪列车发车间隔时分(min)，一般取I=8～10min。5采用部分追踪运行图时，其通过能力为：)()(34)1440(IIttttTNHBFWT=(对/d)3．减少旅客列车扣除系数编制列车运行图时，若能使多数车站都要停车的普通旅客列车按货物列车运行线铺画，则可减小这些旅客列车的扣除系数，使线路通过能力有所提高。6(二)改换信联闭装置采用较完善的信号、联锁、闭塞装置，可使列车在车站上交会、越行的作业时间缩短，从而提高通过能力。车站间隔时间缩短后，区段速度也相应提高；可加速机车车辆周转，降低运输成本。既有线加强时，应首先考虑信联闭的改换。单线铁路由电气路签闭塞改为半自动闭塞，一般可提高通过能力10%左右；采用调度集中半自动闭塞，可提高15％左右。采用自动闭塞，可提高约25％；调度集中并组织追踪运行时，可提高35％～40％，但要相应增加车站到发线数量并使列车区段速度降低。78复线铁路采用自动闭塞，追踪列车间隔时分采用8～10min，平行运行图的通过能力可达140～180对/d；而半自动闭塞仅能达到70～90对/d。因此，复线铁路应尽可能采用自动闭塞；只有当运量增长较慢，或因线路条件限制不宜采用自动闭塞时，方可采用半自动闭塞。(三)增设车站或线路所在既有单线铁路各区间通过能力不均衡的情况下，当少数控制区间的距离较长，且区间中段地形较平缓、设站不致引起巨大工程时，则可考虑在这些控制区间增设车站，以缩短行车时分，提高通过能力。9增设车站应当注意，车站之间距离不能过短。车站间最短距离，应按两站办理行车闭塞所要求的作业时间计算确定。站间最短距离101112(四)增建第二线及其过渡措施增建第二线是提高铁路能力最有效的措施，但造价很高。在运量增长不快的既有钱上应采用分阶段逐期加强的措施。这样既可满足近期运量增长、节省了初期投资，又能在修建第二线时，充分利用初期增建的工程，不会造成废弃。1．向控制区间延长站线当既有线各区间的行车时分不均等，出现控制区间，且不宜在区间增设车站时，可将车站站线向控制区间延长，缩短控制区间的运行图周期以提高通过能力。132．修建双插段，组织不停车交会若既有车站两相邻区间都是限制通过能力的控制区间，则可将车站站线向两端区间延长，使列车在此车站有可能组织不停车交会。修建双线插入段段，组织不停车交会，应考虑到列车晚点的可能。向控制区间延长站线14修建双插段，组织不停车交会15设计双线插入段，尚应注意下列问题：(1)应保证列车在出发信号机前停车后能顺利起动，以及信号要有良好的了望条件。(2)连接正线的道岔应设在直线上；道岔最好采用18号，以免列车进出侧线时严重限制行车速度。(3)延长的站线与正线连接处，应设置安全线，以隔开进站与出站进路，保证行车安全。(4)若车站两端区间行车时分相差很多，则可将理论会车中心线向控制区间移动后。根据移动后的会车中线，确定双插段的长度和位置。163．在控制区间铺设第二线控制区间铺设第二线后，可在此复线区间组织不停车交会以提高通过能力、并可作为全线复线的一个过渡阶段。这种措施一般适用于下列情况：(1)控制区间为持续陡坡地段，增设车站与延长站线都比较困难时：(2)当向区间延长站线后，单线区间长度不足3km时；(3)控制区间的坡度陡长，既控制通过能力，又限制牵引质量时，可将既有线作为复线的下坡方向运行线，而第二线采用较缓的坡度作为复线的上坡方向运行线。174．增建第二线当既有铁路的运量增长迅速，采用其他加强措施，只能将修建第二线的期限稍微推迟，为了减少频繁施工对正常运营的干扰，可在全线一次修建第二线。二、提高牵引吨数的措施(一)运输组织措施1．动能闯坡当一个区段内有个别陡而短的坡段限制了全区段的牵引吨数时，可采取适当措施，如：使列车在陡坡前的车站不停车；以提高陡坡前的列车速度和机车牵引力；利用动能闯过陡坡，从而能提高全区段的牵引吨数。18采用动能闯坡时，通常应使列车到达坡顶的速度不低于机车计算速度，困难时，允许将坡顶速度适当降低，但一般不宜低于15～20kM/h。2．补机推送若区段内个别位于车站附近的陡坡，限制牵引吨数且利用动能不能闯上坡顶时，可采用补机推送办法，以提高牵引吨数和行车速度。补机挂在列车尾部，可推送到下一车站，然后附挂在对向列车上，折回补机站；亦可将列车推送到陡坡坡顶，在区间摘钩折返。补机推送可在单线区段和非自动闭塞的双线区段采用。19全区推送tBW+tBF≤tWtBW+tBFtW单线补机推送运行图3．组合列车两列货车合并运行，在运行图上仅占用一条列车运行线，而牵引吨数加倍。故可达到提高输送能力的目的。20开行组合列车，应将起讫车站(区段站或编组站)一股到发线的有效长度加长一倍、供组合列车连挂出发和到达分开；一般车站不需延长站线，普通列车在侧线待避，组合列车在正线通过。区段内少数车站可将一股到发线延长，供旅客快车交会和越行组合列车时，组合列车停站之用；单线区段还可利用延长的站线进行双方向组合列车的交会。(二)增大牵引功率的措施增大牵引功率不但可以提高牵引吨数．并且可以提高运行速度．相应增加通过能力、引吨数提高后，车站到发线有效长度也要相应加长。211．加力牵引在—个区段内，有连续几个区间为持续陡坡，限制牵引吨数时，可考虑在持续陡坡的路段内，采用加力牵引。222．采用大型机车在全线或个别区段采用功率较大的机车，既能提高牵引吨数，又可适当提高速度。3．采用电力或内燃机车电力与内燃机车牵引力大、速度高、起动与制动性能好，可以大大提高牵引吨数、行车速度和输送能力。(三)减缓最大坡度的措施若既有线仅有少量较短的超过限制坡度的陡坡坡段，限制了牵引吨数的提高，采用落坡措施改建工程23量不大时，可以考虑将超限坡度削减，以提高牵引吨数。•另修一段新线•展线减缓坡度•在凸形纵断面的坡顶用隧道代替明堑•在凹形纵断面的坡脚用高架桥代替填方(四)延长到发线有效长度增大牵引功率和减缓最大坡度，都将使牵引吨数增大，列车长度增长。当既有车站到发线长度不足时，应根据需要予以延长。延长到发线有效长度，要相应改移信号机位置，改铺咽喉区道岔与联锁设备。24改建车站的咽喉区，在特殊困难条件下，有充分依据时，可设在不大于限制坡度或双机牵引坡度的坡道上，但区段站不得大于4‰。会让站、越行站和中间站不得大于15‰。三、改善运营条件的措施(一)平面与纵断面的改善1．曲线半径既有线改建时，应力争保留原有的最小曲线半径，以免改变标准造成大量度弃工程。地形平易则小半径曲线数量较少，容易改建时，可通过技术经济比较，选定新的最小曲线半径。252．复曲线改建既有线在困难条件下，为减少改建工程，可保留原有的复曲线。保留复曲线时，应根据两个圆曲线的曲率差是否大于临界值K，来决定是否设置中间缓和曲线。式中：L——车体长度(m)，一般客车取24m；b——欠超高时变率(mm/s)，一般取45mm/s、困难条件下取52.5mm/s；f——超高时变率(mm/s)，一般情况取32mm/s、困难条件下取36mm/s。38.11)5.0(6.3mVfbLK=26(1)当可不设中间缓和曲线。此时，复曲线两端的缓和曲线长度，理论上应保证两侧单曲线具有相同的内移距离，即P1＝P2，或。设计时，可先选取一个缓和曲线长度，再推算另一个缓和曲线长度。复曲线可不设中间缓和曲线的两圆曲线的最大曲率差KRR21112221212424RlRl=路段旅客列车设计行车速度(km/h)14012010080可不设中间缓和曲线的两圆曲线的最大曲率差1/60001/40001/20001/100027(2)当应设置中间缓和曲线。中间缓和曲线的长度应满足超高顺坡的要求，并根据计算确定。理论上复曲线两端和中间缓和曲线，应具有相同的缓和曲线半径变更率C，即C＝R1l1＝R2l2。设计时，可先选定一个缓和曲线长度，然后计算另一个中间的缓和曲线长度。KRR21112112212112,,lllRlRlRlRlZ===为了维修方便，lZ不得短于20m，并取整为10m整数倍，特殊困难条件下可取整至1m。283．缓和曲线与夹直线缓和曲线长度若采用新线标准改建工程较大时，可采用较短的缓和曲线长度。其最短长度应保证超高顺坡不大于下表规定数值。改建既有线和增建第二线的并行地段最大超高顺坡率路段旅客列车设计行车速度(km/h)16014012010080最大超高顺坡率工程条件一般地段1/10v1/9v困难地段1/8v1/7v注：当按表规定计算后的最大超高顺坡率大于2‰时，采用2‰。29曲线限速时，既有曲线受线路条件和建筑物限制，改建困难时，同一曲线的两端可采用长度不同的缓和曲线。既有曲线改变缓和曲线长度后，中间的圆曲线长度不宜小于客车的全轴距。特殊困难条件下，对Vmax100km/h的地段，圆曲线长度和夹直线长度不得小于25m。4．纵断面的改善(1)设计路肩标高。低洼地段与桥涵两侧的路肩标高，应高于百年周期洪水位加雍水高与波浪冲高的0.5m。30(2)改建既有线的坡段长度可采用200m。(3)如既有线相邻坡段采用抛物线型竖曲线连接时，在其顶点的曲率半径不小于新线规定标准的条件下，可保留原有连接方式。(二)道口的改善与加强应参照道路交叉的有关规定，结合线路平纵面的改建，增设道口和完善道口设施，如预报装置、自动栏木等，以确保安全。平交道口改为立交和增建立交桥涵，工程困难，投资较高，应和地方协商；确有必要时，宜设在路堤较高或路堑很深的路段。31第四节第二线设计修建第二线是提高既有线通过能力最有效的方法，但需要大量人力、物力和财力。因此在研究加强既有线的方案时，应充分考虑其他加强措施的可能性，在选定修建第二线的决策时，应有充分依据。增建第二线时，为了确保既有线的正常运营，减少施工运营的相互干扰，通常是先修建第二线，待第二线工程竣工通车后，再进行既有线的改建。32一、第二线纵断面设计(一)第二线限制坡度的选择第二线的限制坡度通常与既有线配制坡度相同。为了避免降坡引起大量改建工程，既有线个别路段的超限坡度可以保留，供下坡方向的列车行驶；第二线修建在上坡方向运行的一侧，采用单线绕行，按限制坡度设计，供上坡方向的列车行驶。(二)第二线纵断面的设计方法1．第二线与既有线并行等高第二线与既有线的线间距不大于5.0m时，两线修建在共同路基上，且轨面标高相同，称为并行等高。33两线并行等高，可以减少占地和节省工程量，有利于路基排水、防止雪埋、线路维修及道口设置等等。两线并行等高路段，第二线的纵断面设计，应以既有线纵断面改建设计为基础，即第二线与既有线应采用相同的坡度、坡段长度和竖曲线形式。同时注意，纵断面设计必须与平面布置相配合，使坡度折威及变坡点的位置能同时满足两线的要求。当既有线改建困难，保留个别超限坡