摘 要：鐵路站場(chǎng)設(shè)計(jì)是鐵路工程設(shè)計(jì)的重要組成部分，不僅與車站設(shè)計(jì)方法有關(guān)，其中心是核心連接，更重要的是在形成過程中車站的整體運(yùn)輸能力是最重要的。鐵路站場(chǎng)由多地段和復(fù)雜的高速和城際列車支配。站場(chǎng)設(shè)計(jì)保證高峰時(shí)間運(yùn)輸和營(yíng)運(yùn)調(diào)度要求，滿足技術(shù)營(yíng)運(yùn)要求，提高服務(wù)質(zhì)量。同時(shí)，鐵路站場(chǎng)在正常的情況下，為了最大限度地發(fā)揮鐵路的運(yùn)輸能力，保證相互合作、相互補(bǔ)充、相互合作。鐵路站設(shè)計(jì)技術(shù)是當(dāng)前鐵路工程研究的一個(gè)重要課題，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、高效便捷的高速鐵路客運(yùn)站一般要求很重要。本文以鐵路站場(chǎng)為主題，研究其設(shè)計(jì)，并優(yōu)化相關(guān)參數(shù)。

　　關(guān)鍵詞：鐵路;參數(shù)優(yōu)化;站場(chǎng)設(shè)計(jì)

　　2004年1月，國(guó)家根據(jù)《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》制定了“長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃”。2020年，總里程為10萬(wàn)km的鐵路網(wǎng)將在中國(guó)建成，其中12，000km的客運(yùn)將完成鐵路主干道與多個(gè)城市相連接的客運(yùn)系統(tǒng)。鐵路技術(shù)裝備和快速的客貨運(yùn)輸使中國(guó)鐵路機(jī)車及鐵路車輛技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，技術(shù)創(chuàng)新使現(xiàn)有鐵路、鐵路下游等級(jí)、橋梁、隧道等都有通信信號(hào)，給乘客提供便利。此外，鐵路的跨越式開發(fā)倡議對(duì)地區(qū)建設(shè)提出了新的要求。鐵路客運(yùn)專線的開發(fā)代表了鐵路現(xiàn)代化的發(fā)展，具備強(qiáng)大的功能、高端設(shè)施和一流服務(wù)的多個(gè)現(xiàn)代客運(yùn)站點(diǎn)正在逐步建設(shè)之中。鐵路客運(yùn)專線是包括許多專業(yè)與復(fù)雜的綜合性系統(tǒng)工程，其中，站場(chǎng)設(shè)計(jì)是鐵路工程設(shè)計(jì)的重要組成部分，因?yàn)殍F路客運(yùn)專線以站場(chǎng)為核心，而且站臺(tái)的綜合運(yùn)力滿足了鐵路的運(yùn)輸服務(wù)設(shè)施需求。鐵路站場(chǎng)的設(shè)計(jì)保證了鐵路車輛與城市間車頭、許多地區(qū)之間的復(fù)雜的營(yíng)運(yùn)。而且還滿足了調(diào)整時(shí)間交通和營(yíng)運(yùn)的技術(shù)要求。站場(chǎng)也起到了現(xiàn)場(chǎng)的協(xié)同作用。在正常情況下，為保證鐵路最大容量的運(yùn)輸，站場(chǎng)設(shè)計(jì)必須實(shí)現(xiàn)客運(yùn)站的經(jīng)濟(jì)性、合理性、安全性、可靠性、效率性和便利性。而在鐵路站場(chǎng)設(shè)計(jì)中，參數(shù)優(yōu)化又是極其重要的步驟。所以，為了探討我國(guó)鐵路的發(fā)展，本文將深入研究鐵路站場(chǎng)的設(shè)計(jì)以及其參數(shù)優(yōu)化。

　　1 鐵路站場(chǎng)設(shè)計(jì)的參數(shù)分析

　　1.1 站場(chǎng)布局分析

　　1.1.1 站場(chǎng)布置圖型

　　在鐵路客運(yùn)站里，由于所有的旅客列車都在運(yùn)行，所以車站的安排和布線都比較簡(jiǎn)單。站臺(tái)布局模式與線路、橫線旅客列車線路的運(yùn)行模式、站點(diǎn)特點(diǎn)、運(yùn)行要求與火車的構(gòu)成、地形等條件密切相關(guān)。站臺(tái)布局必須滿足運(yùn)行要求。結(jié)合特定的情況，在主站臺(tái)設(shè)置中，交叉的主列車在主站臺(tái)停車會(huì)影響列車的跟蹤和超越能力。同時(shí)，由于鐵路過長(zhǎng)的影響，需要拉長(zhǎng)站臺(tái)上乘客的安全距離，設(shè)置安全柵欄。因此，原則上，高速列車的主站臺(tái)不能設(shè)置在兩側(cè)。由于出發(fā)地沒有列車或列車較少，因此可以設(shè)置在站臺(tái)兩側(cè)的貨運(yùn)通道上。

　　(1)越行站。由于站臺(tái)辦理鐵路列車，所以不包括高低速列車旅客乘降作業(yè)，所以使用適當(dāng)?shù)氖褂媚Ｊ剑O(shè)定了兩條到達(dá)路線，詳情如圖1所示。

　　(2)中間站。中間站的主要內(nèi)容是：

　　①各種火車處理;②處理線路停止列車的發(fā)車和乘客的上下車;③有立即折返的中間站，處理火車的終到與始發(fā)作業(yè);④最初的列車客輪上的運(yùn)行及乘客卸載處理(包括清掃，供貨等);⑤地方中線綜合調(diào)度;正常情況下，時(shí)間檢驗(yàn)和維修培訓(xùn)是主要的線路工作;⑥車站與現(xiàn)有鐵路線路連接的中轉(zhuǎn)站，處理到中間站的鐵路列車。

　　除上述作業(yè)外，在與其他鐵路連接的鐵路站，乘客可進(jìn)行換乘處理。中間站的模式顯示為圖2。為了避開列車，像虛線一樣可以將出發(fā)線增加1個(gè)。圖2顯示適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)模式，以便于中間隔旋轉(zhuǎn)。而從圖3可以看出，回旋和脫離軌道的主要原則是為了到達(dá)而掉頭返回列車。

　　(3)始發(fā)、終到站。進(jìn)站時(shí)，可以根據(jù)需要保管行李，并在列車下端的路線及保養(yǎng)設(shè)備和方便的接近路線中檢查安全要求事項(xiàng)。在進(jìn)入或返回的行李箱較多的情況下，應(yīng)外包站內(nèi)主干線和下拉菜單。其優(yōu)點(diǎn)是轎車為主線，車輛不能啟動(dòng)，減少交叉干涉。新的起點(diǎn)類型如圖4所示，由于始發(fā)站的基本相同，列車沒有連續(xù)搭乘，中間平臺(tái)之間可設(shè)定干線與起跑線。

　　1.1.2 站場(chǎng)設(shè)備布局

　　旅客專用線在運(yùn)輸組織方面和已有的路線有很大不同。旅客列車的車站結(jié)構(gòu)、裝備構(gòu)成與機(jī)車牽引不同。這些因素對(duì)乘客專用線的搬運(yùn)能力影響更大?？蛙噷Ｓ镁€路的裝備包括固定裝備和移動(dòng)裝備，每個(gè)裝備通過運(yùn)輸能力對(duì)車站產(chǎn)生的影響不同。固定設(shè)備主要是開關(guān)站和站點(diǎn)的聯(lián)動(dòng)設(shè)備。鐵路的種類不同，橫方向的最大許可速度也不同，列車的最小接收車間的速度也被限制。選擇聯(lián)動(dòng)裝置可以提高工作效率。移動(dòng)設(shè)備主要是指EMU類型(最大運(yùn)行速度、列車長(zhǎng)度、減速性能)和選在乘客專用線路列車上的列車控制系統(tǒng)，對(duì)車站的容納能力也會(huì)產(chǎn)生一定影響。旺季使用EMU，彌補(bǔ)不足的車基或記憶車路線。同時(shí)火車站的凝聚力和到達(dá)方向有很多。當(dāng)使用量大的時(shí)候，一些EMU會(huì)進(jìn)入倉(cāng)庫(kù)。使用EMU時(shí)相對(duì)空閑，由于所缺乏的設(shè)備及容量，在其他時(shí)間內(nèi)EMU的出發(fā)次數(shù)發(fā)生變化，對(duì)運(yùn)輸能力有很大的影響。

　　鐵路旅客車站將被用作旅客列車的收站，運(yùn)行特性分為初期型、貫通型、停車型、轉(zhuǎn)身型，列車的種類不同，出行時(shí)間也不同。各種列車的換乘率不同，出站線的容納車輛也跟著變更。因此，在一定時(shí)間內(nèi)通過的貨物容量和頭發(fā)大小與各種列車的比率有很大關(guān)系。鐵路專用線路的起跑線上有多種解決方案。通過車站的基本類型使用固定方向，車站是雙向使用的。幾乎沒有或根本沒有直達(dá)終點(diǎn)的火車站，客輪專用線的客輪固定在使用中。鐵路客運(yùn)能力由三個(gè)子系統(tǒng)組成，分別為起點(diǎn)、道路和動(dòng)作車。例如乘客出行線上的過境容量一般由s-rot控制，但EMU-segament的線量不夠，EMU處于線上狀態(tài)后應(yīng)停留在開放和關(guān)閉階段，影響出行線上的車輛容納能力。因此要想充分發(fā)揮綜合站的傳球能力，三個(gè)子系統(tǒng)必須一致。

　　1.2 站場(chǎng)連接曲線參數(shù)

　　1.2.1 岔后曲線半徑

　　出發(fā)線路的主機(jī)開關(guān)、起點(diǎn)的選擇與連接號(hào)主要在進(jìn)站和出站前考慮剎車信號(hào)的體現(xiàn)，在起點(diǎn)停下前考慮啟動(dòng)信號(hào)的體現(xiàn)，并盡快騰出主機(jī)，以提高交通能力。鐵路經(jīng)過側(cè)面的速度應(yīng)該允許乘客在給乘客提供舒適感的同時(shí)保持一致。根據(jù)列車的技術(shù)要求事項(xiàng)，一般使用開關(guān)使列車的脖子面積和高速鐵路的脖子容易出入。主旅客專用線與起點(diǎn)之間的距離為18km，橫速度為80km/h，開關(guān)后的曲線半徑為1200m以上，與18跑道導(dǎo)軌的半徑一致。開關(guān)連接曲線的半徑不到1200m，考慮到乘客便利的要求事項(xiàng)，最適合放寬曲線。開關(guān)連接后的曲線應(yīng)至少滿足80km/h的列車行駛速度半徑。脫離這條線的曲線一般不會(huì)被設(shè)定為松弛曲線，為了防止今后曲線升高，護(hù)欄的離心力和側(cè)面壓力會(huì)保持部分平衡。必須在鐵路上設(shè)置很高的標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算公式如下：

　　式(1) 中，h為外軌超高(mm)，R為曲線半徑(m)。發(fā)車線路無(wú)緩和曲線，列車通過曲線，時(shí)間變化率受乘客舒適度的限制。分岔后的曲線半徑能滿足乘客舒適度條件如下：

　　式(2)中，b為旅客舒適度容許的欠超高時(shí)變率(mm/s)，L為車體長(zhǎng)度，f為旅客舒適度容許的超高時(shí)變率(mm/s)，Vmax為列車最高運(yùn)行速度(km/h)。

　　根據(jù)“鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范”，速度一般為25mm/s，困難情況為31mm/s。斜坡的時(shí)速一般為23mm/s，以變速曲線求出速度變化的曲線，18條跑道的最小曲線半徑為1200m，以滿足快感性要求。

　　1.2.2 緩和曲線

　　要保障在地役圈曲線上行駛的列車的安全便利要求，必須設(shè)定地役圈曲線?？捎玫牡匾廴η€包括3條拋物線。只有滿足地緣曲線長(zhǎng)度的要求，才能保證各種線性地緣曲線運(yùn)行的安全和便利的要求事項(xiàng)。為了方便乘客，3條拋物線轉(zhuǎn)換曲線，轉(zhuǎn)換曲線的長(zhǎng)度計(jì)算如下：

　　式(3)中，f為旅客舒適度容許的超高時(shí)變率(mm/s)，hq為旅客列車以最高行車速度通過的曲線時(shí)的欠高超(mm)。

　　如圖5所示，18號(hào)道岔以曲線半徑為中心，這條曲線的長(zhǎng)度不超過1200m，也就是說(shuō)，這條布的曲線長(zhǎng)度應(yīng)該是10m、20m以上。減少的原曲線傾斜應(yīng)在原曲線范圍內(nèi)，且最大傾斜比例不超過2%。

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