地鐵曲線預留工程線路順接設計方案范文

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摘要:針對地鐵曲線預留工程，在其外部條件發生變化時，為了減少曲線預留工程改造或廢棄，需要研究遠期順接線路設計方法來妥善解決順接問題。圍繞在保證預留工程曲線線形不變情況下，變化順接線路走向，通過分析曲線參數與要素并對各種曲線進行分類探討，得出調整曲線半徑和緩和曲線等要素進行線路順接設計的方法。采用該方法解決圓曲線、緩和曲線、豎曲線、豎緩重疊的完好順接并推導出各種方法的適用范圍。工程設計中，在不影響線站位合理布設情況下，盡量用好線形條件開展設計，實現線路順接，減少曲線預留工程的廢棄或改造。

關鍵詞:地鐵;曲線預留工程;線路順接;緩和曲線;圓曲線

目前全國各個城市地鐵項目建設相繼開展，由于城市各項工程的規劃及建設時序之不同，尤其是彼此之間交叉及臨近時，就涉及到先建成項目為后建設項目預留相應工程和預留延伸條件，而后開展建設項目按預留來實施并順接。但后建設項目將實施時，如果因外部條件已發生很大變化，存在不能完全依照預留工程外延條件實施的情況，這樣就需要盡量保證原預留工程不進行改造的情況下，實現線路的順接。在地鐵線路預留工程中，尤其是曲線形式對后期工程順接情況較直線形式要復雜。本文就軌道交通項目各種曲線段落在盡量不改動預留工程情況下，探討調整原預留線路，實現曲線預留工程完好順接為目的的設計方法。

1曲線預留工程類型

曲線預留工程包括本線遠期延伸預留工程及相關工程預留。即包括:為遠期線路(或支線)、遠期其他線路同時建設以及場段(或聯絡線)預留接口等而提前實施的延伸預留工程;由于城市其他設施或交通樞紐等建、構筑物的實施，為避免重復建設或減少軌道交通后期實施難度，提前同步實施的相關工程引起的預留［1］(圖1、圖2)。按平縱斷面的所處曲線劃分為平面圓曲線段、平面緩和曲線段、豎曲線段和平豎重疊段。

2地鐵線路曲線線形平面曲線線形

包括圓曲線和緩和曲線(一般復曲線極少使用);縱向曲線則為豎曲線，采用的是圓曲線形豎曲線。下面予以簡單介紹。

2.1圓曲線線形地鐵平面圓曲線采用的是曲率一定的圓曲線，并根據車輛制式和正線(或輔助線、車場線)來確定圓曲線半徑下限值，當然圓曲線半徑亦不是越大越好，應遵循由大到小、寧大勿小的原則進行［2］。同時設計規范也規定了圓曲線的最小長度。

2.2緩和曲線線形規范規定地鐵緩和曲線采用三次拋物線。

2.3豎曲線線形地鐵豎曲線一般按系列采用較大半徑圓曲線，且正線、車站端部與輔助線分別采用不同標準。規范要求豎曲線半徑不小于2000m［3］。

3線路順接設計方法

3.1圓曲線預留工程針對預留工程位于圓曲線上的情況，延伸線路發生變化時，存在兩類情況:①延伸的直線邊能夠與以預留圓曲線圓心為圓心，以R+P(實施的緩和曲線外移距P=l2/24R)為半徑的圓相切;②延伸的直線邊不能夠與上述圓相切，即直線邊遠離該圓或是與該圓相割。兩類情況分別介紹如下。(1)第一類情況該類情況屬于常見情況，可采用常用的“切圓”方法。首先對延伸邊L＇進行基本定向，然后做以預留圓曲線圓心O為圓心，以R+P為半徑的圓M，之后延伸邊L＇向圓M引切線準確定向，L＇與既有邊L的交點即為延伸曲線交點。(2)第二類情況此類情況屬于非正常情況，要盡量減少其出現。此類情況可依據延伸直線邊偏離預留圓曲線距離的遠近，依次采用兩種方法予以順接。

3.2緩和曲線預留工程這里重點討論預留工程位于緩和曲線上進行調整的情況，對于可用相連接圓曲線完成順接調整的情況，采用上述圓曲線順接方法即可。(1)順接的一致性對于緩和曲線預留工程的順接，由式(1)可知，順接緩和曲線應和預留工程緩和曲線的三次拋物線參數“C”值相同。即保持曲線的急緩彎曲程度不變。由于緩和曲線段同時為超高順坡段，超高是線性變化的，順接預留工程應保證超高的順接一致。(2)順接方法和使用條件①順接方法由C=R•L可知，圓曲線半徑和緩和曲線長度成反比，可調整兩者的大小滿足延伸曲線走向的變化。例如，延伸圓曲線半徑R減為0.5R，則預留緩和曲線L增大為2L。當然，緩和曲線的增減要保證預留工程段落不變。

3.3豎曲線預留工程預留工程設置在豎曲線上的情況很少出現，這里簡單探討。規范對豎曲線最小長度未做要求，但要求相鄰豎曲線間夾直線長度不小于50m［3］。豎曲線預留工程的順接方法主要是采用“切圓”的辦法，由下一個變坡點向該豎曲線引切線，作為順接的坡段。

3.4平豎重疊預留工程平豎重疊的情況，可分為豎曲線和圓曲線重疊以及豎曲線和緩和曲線重疊。本文主要分析高架線路的豎緩重疊段的預留工程。因為規范要求“無砟道床地段豎曲線和緩和曲線重疊時，每條鋼軌的超高最大順坡率不得大于1.5‰”［3］，而高架線或無砟道床的地面線采用的是外軌全超高形式［3］，所以應考慮規范的要求。其他情況則可采用將平曲線和豎曲線分解到各自的平、縱斷面上，按照以上方法各自順接即可。

4結論

對于遠期的延伸線路，其相鄰一站一區間要納入本期工程研究，以穩定本期工程的起終點站，同時也是為遠期延伸打下基礎，更為重要的是“凡事預則立，不預則廢”，提前控制用地或者謹慎地設置預留工程及長度，以防后期大范圍調整線路路由而影響全局。對于預留工程，尤其是曲線預留工程的實施，需要深入研究，預留好條件，預留曲線盡量采用較大的曲線半徑，可加大預留工程外曲線的偏角以適應將來的變化，慎重確定預留長度和規模。針對曲線預留工程后期開展順接設計進行了探討，根據外部因素的變化和預留情況，給出不同情況的順接方法，希望對此類設計開展提供參考。

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作者：劉曉峰 單位：中鐵第一勘察設計院集團有限公司