鐵路主要技術標準
鐵路主要技術標準(maintechnicalstandardofrailway)對鐵路輸送能力、工程造價、運營質量以及選定其他有關技術條件有顯著影響的基本標準和設備類型。各版鐵路設計規(guī)范都對鐵路主要技術標準的內容做了明確規(guī)定,且均有一定的變化。中國《鐵路線路設計規(guī)范》(GB50090-99)中明確規(guī)定下列內容為各級鐵路的主要技術標準:正線數目、限制坡度、最小曲線半徑、車站分布、到發(fā)線有效長度、牽引種類、機車類型、機車交路、閉塞類型。其中前五項屬工程標準(固定設備標準),建成后很難改變;后四項則屬技術裝備類型,可隨著運量的增長逐步進行更新改造。由于鐵路主要技術標準是鐵路建筑物和設備的類型、能力和規(guī)模的基本標準,對鐵路能力、運營安全、運輸效率、投資規(guī)模、經濟效益和社會效益有重要影響,而且主要技術標準之間聯(lián)系密切,相互影響。因此,主要技術標準應根據國家要求的年輸送能力和確定的鐵路等級在設計中綜合考慮,經技術經濟比選確定,以保證技術上先進、經濟上合理、標準間協(xié)調。鐵路主要技術標準的選擇應遵循以下原則:①主要技術標準之間應相互協(xié)調。各項主要技術標準之間要相互協(xié)調配套,使設計線的列車重量、速度、密度合理匹配。協(xié)調配套應從技術可行性和經濟合理性兩個方面來考慮,其思路應該是:徹底轉變用線路標準適應機車車輛的設計思想,在滿足運輸要求的前提下,力爭采用先進的機車車輛和通信信號設備,而使線路標準適應經行地區(qū)自然條件,爭取減少土建工程,節(jié)約基建投資,提高經濟效益。這既是“力爭線路標準適應地形,固定設備與移動設備協(xié)調配套”的設計思路,也是鐵路主要技術標準綜合優(yōu)勢的實質。②主要技術標準的選擇應遠近結合。設計線的運輸能力與客貨運量的增長相適應。主要技術標準的選擇既要滿足近期運量的需要,又要有利于隨著運量的增長而逐步加強,既要節(jié)省初期投資,又要使得將來的改建工程量最小。對于線路標準如正線數目、限制坡度、最小曲線半徑、車站分布、站坪長度,建成后很難改變,如選擇不當,不僅增加初期投資,而且在將來線路的加強改造時會引起大量廢棄工程,且干擾線路的正常運營,故應按遠期甚至更長規(guī)劃期的需要選定。而對于牽引種類、機車類型、機車交路、閉塞類型等技術裝備類標準,則可隨著運量的增長逐步進行加強或更新改造,如更換閉塞類型、分期開放車站、改變機力(包括機型、臺數甚至牽引種類)、加長到發(fā)線的鋪設長度等,故宜結合初、近、遠期的需要統(tǒng)籌考慮,從而實現(xiàn)分段加強設計線的能力,達到節(jié)約初期投資,提高經濟效益的目的。③要考慮設計線的作用和運量及點線網能力的協(xié)調。主要技術標準的選擇應考慮設計線在路網中的意義和作用及運量大小和性質。在路網中起骨干作用,以直達運輸為主的鐵路,主要技術標準的選擇要重視與相鄰鐵路列車重量、最高速度和通過能力的協(xié)調,減少列車換重、改編等作業(yè),提高路網的運輸效率??拓涍\量大的鐵路,宜選用標準較高的主要技術標準,使鐵路具有較大的列車重量、較高的運行速度、較大的通過能力,以提高運營指標,改善運營條件,降低運輸成本。對于客運量比重較大的設計線,則應選用較大的最小曲線半徑及功率較大且制動能力較強的機車,以提高旅客列車的運行速度,并應力爭縮小客貨列車的速差,以利于保證旅客舒適、減輕輪軌磨耗及提高通過能力。為地區(qū)經濟服務且客貨運量不大的線路,應選用更能適應經行地區(qū)自然條件的最大坡度和最小曲線半徑,以減少工程投資;車站分布在滿足運輸能力要求的前提下,更應滿足地區(qū)經濟發(fā)展的需要。當輕重車方向貨流量顯著不平衡,預計將來也不致發(fā)生巨大變化,且分方向采用不同限制坡度有顯著經濟價值時,可分方向選擇限制坡度。主要技術標準的選擇要考慮點線網能力的協(xié)調。不僅要使設計線的區(qū)間通過能力與設計線的車站能力、電力牽引供變電能力、機務段的機車檢修能力、有關編組站的解編組能力相協(xié)調,還要考慮路網的發(fā)展,解決好路網中有關編組站的改擴建、與相鄰線路的聯(lián)絡通路修建等問題,做到設計線能力與路網能力的協(xié)調。④要與經行地區(qū)的自然條件相協(xié)調。最大坡度選擇應以適應地形、地質等自然條件為原則。在一定的自然條件下,偏小的最大坡度將增加線路長度和工程數量,不僅會造成大量人為展線,還會破壞沿線自然條件和生態(tài)環(huán)境,給運營安全留下后患,甚至需投入大量資金進行改建、養(yǎng)護和維修。對于高程障礙較大的山區(qū)鐵路,最大坡度的選擇還應注意與長隧道方案的比選,并考慮工期的影響。若設計線較長,各區(qū)段自然條件相差較大或運輸需求相差懸殊時,可分區(qū)段選用不同的主要技術標準。最小曲線半徑應在不限制最高速度的條件下,結合地形條件和運輸需求選用。當沿線地形和運營條件或運輸需求差異較大時,可結合不同的路段設計速度,分路段選擇最小曲線半徑。山區(qū)鐵路當最小曲線半徑較小時,應考慮選用固定軸距較短的二軸轉向架機車,如SS7,SS4,DF10等,以改善輪軌接觸,減小機車輪緣力和脫軌系數,減輕曲線地段的輪軌磨耗,提高行車安全性。在地形困難的山區(qū),或在水力資源豐富的地區(qū),應選用電力牽引;當供電條件還不完全具備時,鐵路運量小的運營初期可用內燃過渡。⑤要充分依靠科技進步、注意新設備新技術的應用??茖W技術是第一生產力,修建鐵路,擴大運能,降低造價,提高經濟效益,主要應依靠科學技術。新型的建筑材料和結構類型,先進的施工機具和施工方法,使得修建高橋、長隧成為可能,這些都為縮短線路長度,減緩最大坡度創(chuàng)造了條件。先進的通信信號設備不僅可提高通過能力,而且使列車運行更加安全可靠。機車二軸轉向架的采用,為山區(qū)選用較小曲線半徑創(chuàng)造了條件。機車車輛構造的改進,機車功率的增大,制動能力的增強,使列車運行速度和鐵路通過能力隨之提高??茖W技術的進步,為主要技術標準的選擇提供了新的依據,也促進了設計思想的轉變。
綜上分析,主要技術標準的選擇應在保證完成運輸任務的前提下,根據設計線在路網中的意義和作用、運輸量的大小及性質、沿線地形和地質等自然條件、資源分布、地區(qū)經濟的發(fā)展狀況及人口密度、相鄰鐵路的主要要技術標準等,提出所有可能的主要技術標準方案,然后對這些可能的方案從路網布局、地區(qū)經濟發(fā)展、技術經濟的合理性、主要技術標準間的協(xié)調性、環(huán)境保護等方面加以論證,去掉一些明顯不合理的方案,有時還需要通過概略定線,做粗略的工程數量和工程費計算來進行評價。對余下的一些有價值方案,經過定線設計,利用主要技術經濟指標并結合一些重要的定性因素,作進一步的技術經濟經較。因此,主要技術標準的選擇是一項工作量大且非常復雜的工作。參見技術標準綜合優(yōu)化。