對ＧＢ50157 2003《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》部分條文的探討摘 要?。牵?0157-2003《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》是一部多專業(yè)、綜合性國家標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合地鐵工程實(shí)踐,對該規(guī)范中線路、軌道部分章節(jié),如曲線超高設(shè)置、軌道結(jié)構(gòu)高度確定、軌枕鋪設(shè)數(shù)量以及減振軌道結(jié)構(gòu)等有關(guān)條文進(jìn)行研究。并提出了尚需明確和補(bǔ)充的幾個問題.關(guān)鍵詞 地鐵,設(shè)計(jì)規(guī)范,修訂 ＧＢ50157 2003《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》(以下簡稱《規(guī)范》),于2003年8月1日實(shí)施,它是一部多專業(yè)的綜合性規(guī)范。筆者在學(xué)習(xí)過程中,結(jié)合工程實(shí)踐對其中部分條文(如線路、軌道)的細(xì)微處進(jìn)行了研究,并與讀者共同探討。1曲線超高值的設(shè)置 《規(guī)范》6.2.8規(guī)定“曲線最大超高宜為120ｍｍ,當(dāng)設(shè)置的超高值不足時,一般可允許有不大于61ｍｍ的欠超高”中,但未對允許過超高做出規(guī)定。 欠超高反映了列車高速通過曲線時旅客舒適度及曲線外股鋼軌磨耗程度,允許過超高則反映了列車低速通過曲線時旅客舒適度及曲線內(nèi)股鋼軌磨耗程度。地鐵不存在客貨共線問題,通過曲線時速度應(yīng)是一致的。但是地鐵車輛起動、制動加速度較大,曲線長度較長時進(jìn)出同一曲線的通過速度相差懸殊,如按低速通過設(shè)置超高,則高速時欠超高過大,超過允許值;如按高速通過設(shè)置超高,則低速時必然出現(xiàn)過超高,如要防止過超高過大則要限制曲線的通過速度。因此,設(shè)置適量的過超高是有必要的。 ＧＢ50090 99《鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范》3.1.5條文說明“本規(guī)范允許欠超高的取值為:一般70ｍｍ、困難90ｍｍ”,“允許過超高一般30ｍｍ、困難50ｍｍ”[2];《鐵路線路維修規(guī)則》(鐵運(yùn)[2001]23號部文發(fā)布)第3.7.1條規(guī)定“未被平衡欠超高,一般應(yīng)不大于75ｍｍ,困難情況下應(yīng)不大于90ｍｍ;未被平衡過超高不得大于50ｍｍ”[3]。廣深準(zhǔn)高速鐵路規(guī)定允許欠超高一般為70ｍｍ,困難時不大于90ｍｍ,允許過超高一般為30ｍｍ、困難時不大于50ｍｍ。由此可見,國鐵曲線超高的設(shè)置無論是設(shè)計(jì)還是運(yùn)營維修中均考慮了過超高。為此建議,地鐵曲線地段允許設(shè)置過超高,其取值可定為:一般30ｍｍ,困難時不大于50ｍｍ。實(shí)際上在工程設(shè)計(jì)中已經(jīng)按上述方法操作。2軌道結(jié)構(gòu)高度2.1馬蹄型隧道內(nèi)混凝土整體道床 《規(guī)范》6.3.1第2條規(guī)定軌道結(jié)構(gòu)高度“單線馬蹄形隧道內(nèi)混凝土整體道床為不小于650ｍｍ”,而對雙線馬蹄形隧道未加說明。根據(jù)計(jì)算和使用經(jīng)驗(yàn),標(biāo)準(zhǔn)軌距的混凝土整體道床寬度,應(yīng)采用2.4ｍ(即距線路中心各1.2ｍ)是比較適宜的,因此馬蹄形隧道中該范圍內(nèi)的內(nèi)軌道結(jié)構(gòu)高度應(yīng)對照矩形隧道執(zhí)行,即為560ｍｍ。 由于單線馬蹄形隧道軌下處的半徑不盡相同,仰拱矢度也不相同:半徑愈小矢度愈大;反之,半徑愈大矢度愈小。以某工程馬蹄型隧道為例:仰拱半徑為5000ｍｍ,矢度為240ｍｍ;線路中心處軌道結(jié)構(gòu)高度則為560ｍｍ+240ｍｍ=800ｍｍ(如圖1)。
因此《規(guī)范》規(guī)定為不小于650ｍｍ顯然是不夠的,特別是雙線隧道該問題將更加突出。建議《規(guī)范》6.3.1規(guī)定可改為“馬蹄形隧道內(nèi)混凝土整體道床應(yīng)滿足線路中心線兩側(cè)1200ｍｍ范圍內(nèi)不小于560ｍｍ”這對于單線和雙線隧道均可適用。2.2軌下部位混凝土道床厚度 《規(guī)范》6.3.5中第3條:“軌下部位混凝土厚度,直線地段不宜小于130ｍｍ;曲線地段不宜小于110ｍｍ”。曲線地段標(biāo)準(zhǔn)比直線地段低不知有何根據(jù)。另外,該條文與《規(guī)范》6.3.1第1條:“軌道結(jié)構(gòu)高度矩形隧道內(nèi)混凝土整體道床為560ｍｍ”不相匹配。如按《規(guī)范》6.3.1第1條計(jì)算,直線地段最小厚度約為150～170ｍｍ之間,而6.3.5第3條卻規(guī)定該數(shù)值不宜小于130ｍｍ。筆者認(rèn)為6.3.5第3條規(guī)定如需列出,建議《規(guī)范》軌下部位混凝土厚度應(yīng)分別按隧道內(nèi)及高架橋上列出,同時應(yīng)說明該厚度為軌枕下的尺寸,且曲線地段標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)低于直線地段。2.3地面線碎石道床 《規(guī)范》表6.3.1第5條規(guī)定“地面線碎石道床為820～1000ｍｍ”,但是有些數(shù)值并不在上述范圍。例如:60ｋｇ/ｍ鋼軌混凝土枕碎石道床,其巖石、滲水土路基道床厚為300ｍｍ,軌道結(jié)構(gòu)高度為686ｍｍ。因此地面線碎石道床軌道結(jié)構(gòu)高度應(yīng)根據(jù)鋼軌、軌枕類型、道床厚度、路拱高度等分別進(jìn)行計(jì)算,不宜統(tǒng)一規(guī)定范圍。2.4軌道結(jié)構(gòu)高度的計(jì)算位置 由于隧道內(nèi)混凝土整體道床地段的軌道曲線超高值采用外軌抬高超高值的一半、內(nèi)軌降低超高值的一半的辦法設(shè)置。因此在曲線時,軌道結(jié)構(gòu)高度計(jì)算位置是以線路中心線為準(zhǔn),還是以曲線內(nèi)軌中心線為準(zhǔn),《規(guī)范》中沒有涉及。 筆者認(rèn)為:矩形、馬蹄型隧道混凝土整體道床軌道結(jié)構(gòu)高度應(yīng)以曲線內(nèi)軌中心線為準(zhǔn),即曲線地段另加超高值一半設(shè)置。3軌枕鋪設(shè)數(shù)量 《規(guī)范》表6.3.2中正線枕式整體道床軌枕鋪設(shè)數(shù)量“直線及Ｒ>400ｍ或坡度ｉ<20‰”采用表中“1600～1680根(對)/ｋｍ”。其中“或”應(yīng)視為滿足其中一個條件即可采用該檔次標(biāo)準(zhǔn)。但實(shí)際上應(yīng)是兩個條件必須同時滿足才能采用該檔次標(biāo)準(zhǔn)。因此筆者建議應(yīng)將“或”改為“和”。另外該表無試車線標(biāo)準(zhǔn),建議將“正線”改為“正線和試車線”。4 減振軌道結(jié)構(gòu) 地鐵線路主要振動源是列車運(yùn)行時輪軌相互撞擊所產(chǎn)生的振動,經(jīng)軌道結(jié)構(gòu)傳到隧道或高架結(jié)構(gòu),再傳向大地,從而引發(fā)隧道或高架結(jié)構(gòu)附近地面建筑物的振動。地鐵振動對環(huán)境影響的主要因素是地質(zhì)條件、車輛特性、軌道結(jié)構(gòu)、隧道或高架結(jié)構(gòu)等,另外還與線路中心至地面建筑等的距離、隧道埋深、地面建筑的類型及功能等有關(guān)。 《規(guī)范》6.5要求根據(jù)線路中心距離各類建筑物小于20ｍ和穿軌地段,來確定采用何種減振軌道結(jié)構(gòu)。在地鐵工程減振軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,應(yīng)根據(jù)地鐵工程環(huán)境影響報告的要求,在滿足ＧＢ10070 88《城市區(qū)域環(huán)境振動標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的前提下,對超過國家標(biāo)準(zhǔn)的地段,確定其減振軌道結(jié)構(gòu)型式及鋪設(shè)范圍。 筆者認(rèn)為,在規(guī)范條文中規(guī)定“小于20ｍ”,僅在無環(huán)保資料時供設(shè)計(jì)者參考。此部分內(nèi)容可在條文說明中闡述。5尚需明確和補(bǔ)充的幾個問題 以下幾個問題尚需明確和補(bǔ)充,以便地鐵工程設(shè)計(jì)時統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。 (1)《規(guī)范》5.2線路平面中表5.2.1的最小曲線半徑及《規(guī)范》5.3線路縱斷面中表5.3.8的豎曲線半徑,只有正線、聯(lián)絡(luò)線、出入線的標(biāo)準(zhǔn),無折返線、停車線等輔助線的標(biāo)準(zhǔn)。建議將“正線”一欄改為“正線、試車線”;“聯(lián)絡(luò)線、出入線”一欄改為“輔助線”。 《規(guī)范》5.3.1線路縱斷面最大坡度只有正線、聯(lián)絡(luò)線、出入線的標(biāo)準(zhǔn),無折返線、停車線等輔助線及試車線標(biāo)準(zhǔn);《規(guī)范》5.3.2線路縱斷面最小坡度只有正線的標(biāo)準(zhǔn),無聯(lián)絡(luò)線、出入線、輔助線、試車線等的標(biāo)準(zhǔn)。建議補(bǔ)充。 (2)《規(guī)范》6.3扣件、軌枕及道床,中表6.3.8的碎石道床,厚度,無輔助線及試車線的標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)將“正線”一欄改為“正線、輔助線、試車線”。 (3)《規(guī)范》6.3.7“地面的出入線、試車線和庫外線宜采用混凝土枕碎石道床或木枕碎石道床”和6.3.14“正線、聯(lián)絡(luò)線、出入線和試車線的整體道床與碎石道床間應(yīng)設(shè)軌道彈性過渡段”中,均缺少折返線、停車線等輔助線及車場庫外回轉(zhuǎn)線的內(nèi)容。 (4)《規(guī)范》6.3.11的碎石道床,只列出正線、聯(lián)絡(luò)線、出入線、試車線及車場線的鋪設(shè)標(biāo)準(zhǔn),尚缺少輔助線的鋪設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。 (5)《規(guī)范》6.4道岔及其道床中表6.4.2的道岔間插入短鋼軌長度,反向單開道岔相接時表中軌縫尺寸未表示(見表1)。如改為表2,筆者認(rèn)為比較容易理解。單渡線時Ｌ小于表中數(shù)值,可采用膠接絕緣接頭。參考文獻(xiàn)1ＧＢ50157 2003 地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范2ＧＢ50090 99 鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范3中華人民共和國鐵路部.鐵路線路維修規(guī)則(鐵運(yùn)[2001]23號部文發(fā)布).北京:中國鐵路出版社,2001.28
因此《規(guī)范》規(guī)定為不小于650ｍｍ顯然是不夠的,特別是雙線隧道該問題將更加突出。建議《規(guī)范》6.3.1規(guī)定可改為“馬蹄形隧道內(nèi)混凝土整體道床應(yīng)滿足線路中心線兩側(cè)1200ｍｍ范圍內(nèi)不小于560ｍｍ”這對于單線和雙線隧道均可適用。2.2軌下部位混凝土道床厚度 《規(guī)范》6.3.5中第3條:“軌下部位混凝土厚度,直線地段不宜小于130ｍｍ;曲線地段不宜小于110ｍｍ”。曲線地段標(biāo)準(zhǔn)比直線地段低不知有何根據(jù)。另外,該條文與《規(guī)范》6.3.1第1條:“軌道結(jié)構(gòu)高度矩形隧道內(nèi)混凝土整體道床為560ｍｍ”不相匹配。如按《規(guī)范》6.3.1第1條計(jì)算,直線地段最小厚度約為150～170ｍｍ之間,而6.3.5第3條卻規(guī)定該數(shù)值不宜小于130ｍｍ。筆者認(rèn)為6.3.5第3條規(guī)定如需列出,建議《規(guī)范》軌下部位混凝土厚度應(yīng)分別按隧道內(nèi)及高架橋上列出,同時應(yīng)說明該厚度為軌枕下的尺寸,且曲線地段標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)低于直線地段。2.3地面線碎石道床 《規(guī)范》表6.3.1第5條規(guī)定“地面線碎石道床為820～1000ｍｍ”,但是有些數(shù)值并不在上述范圍。例如:60ｋｇ/ｍ鋼軌混凝土枕碎石道床,其巖石、滲水土路基道床厚為300ｍｍ,軌道結(jié)構(gòu)高度為686ｍｍ。因此地面線碎石道床軌道結(jié)構(gòu)高度應(yīng)根據(jù)鋼軌、軌枕類型、道床厚度、路拱高度等分別進(jìn)行計(jì)算,不宜統(tǒng)一規(guī)定范圍。2.4軌道結(jié)構(gòu)高度的計(jì)算位置 由于隧道內(nèi)混凝土整體道床地段的軌道曲線超高值采用外軌抬高超高值的一半、內(nèi)軌降低超高值的一半的辦法設(shè)置。因此在曲線時,軌道結(jié)構(gòu)高度計(jì)算位置是以線路中心線為準(zhǔn),還是以曲線內(nèi)軌中心線為準(zhǔn),《規(guī)范》中沒有涉及。 筆者認(rèn)為:矩形、馬蹄型隧道混凝土整體道床軌道結(jié)構(gòu)高度應(yīng)以曲線內(nèi)軌中心線為準(zhǔn),即曲線地段另加超高值一半設(shè)置。3軌枕鋪設(shè)數(shù)量 《規(guī)范》表6.3.2中正線枕式整體道床軌枕鋪設(shè)數(shù)量“直線及Ｒ>400ｍ或坡度ｉ<20‰”采用表中“1600～1680根(對)/ｋｍ”。其中“或”應(yīng)視為滿足其中一個條件即可采用該檔次標(biāo)準(zhǔn)。但實(shí)際上應(yīng)是兩個條件必須同時滿足才能采用該檔次標(biāo)準(zhǔn)。因此筆者建議應(yīng)將“或”改為“和”。另外該表無試車線標(biāo)準(zhǔn),建議將“正線”改為“正線和試車線”。4 減振軌道結(jié)構(gòu) 地鐵線路主要振動源是列車運(yùn)行時輪軌相互撞擊所產(chǎn)生的振動,經(jīng)軌道結(jié)構(gòu)傳到隧道或高架結(jié)構(gòu),再傳向大地,從而引發(fā)隧道或高架結(jié)構(gòu)附近地面建筑物的振動。地鐵振動對環(huán)境影響的主要因素是地質(zhì)條件、車輛特性、軌道結(jié)構(gòu)、隧道或高架結(jié)構(gòu)等,另外還與線路中心至地面建筑等的距離、隧道埋深、地面建筑的類型及功能等有關(guān)。 《規(guī)范》6.5要求根據(jù)線路中心距離各類建筑物小于20ｍ和穿軌地段,來確定采用何種減振軌道結(jié)構(gòu)。在地鐵工程減振軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,應(yīng)根據(jù)地鐵工程環(huán)境影響報告的要求,在滿足ＧＢ10070 88《城市區(qū)域環(huán)境振動標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的前提下,對超過國家標(biāo)準(zhǔn)的地段,確定其減振軌道結(jié)構(gòu)型式及鋪設(shè)范圍。 筆者認(rèn)為,在規(guī)范條文中規(guī)定“小于20ｍ”,僅在無環(huán)保資料時供設(shè)計(jì)者參考。此部分內(nèi)容可在條文說明中闡述。5尚需明確和補(bǔ)充的幾個問題 以下幾個問題尚需明確和補(bǔ)充,以便地鐵工程設(shè)計(jì)時統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。 (1)《規(guī)范》5.2線路平面中表5.2.1的最小曲線半徑及《規(guī)范》5.3線路縱斷面中表5.3.8的豎曲線半徑,只有正線、聯(lián)絡(luò)線、出入線的標(biāo)準(zhǔn),無折返線、停車線等輔助線的標(biāo)準(zhǔn)。建議將“正線”一欄改為“正線、試車線”;“聯(lián)絡(luò)線、出入線”一欄改為“輔助線”。 《規(guī)范》5.3.1線路縱斷面最大坡度只有正線、聯(lián)絡(luò)線、出入線的標(biāo)準(zhǔn),無折返線、停車線等輔助線及試車線標(biāo)準(zhǔn);《規(guī)范》5.3.2線路縱斷面最小坡度只有正線的標(biāo)準(zhǔn),無聯(lián)絡(luò)線、出入線、輔助線、試車線等的標(biāo)準(zhǔn)。建議補(bǔ)充。 (2)《規(guī)范》6.3扣件、軌枕及道床,中表6.3.8的碎石道床,厚度,無輔助線及試車線的標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)將“正線”一欄改為“正線、輔助線、試車線”。 (3)《規(guī)范》6.3.7“地面的出入線、試車線和庫外線宜采用混凝土枕碎石道床或木枕碎石道床”和6.3.14“正線、聯(lián)絡(luò)線、出入線和試車線的整體道床與碎石道床間應(yīng)設(shè)軌道彈性過渡段”中,均缺少折返線、停車線等輔助線及車場庫外回轉(zhuǎn)線的內(nèi)容。 (4)《規(guī)范》6.3.11的碎石道床,只列出正線、聯(lián)絡(luò)線、出入線、試車線及車場線的鋪設(shè)標(biāo)準(zhǔn),尚缺少輔助線的鋪設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。 (5)《規(guī)范》6.4道岔及其道床中表6.4.2的道岔間插入短鋼軌長度,反向單開道岔相接時表中軌縫尺寸未表示(見表1)。如改為表2,筆者認(rèn)為比較容易理解。單渡線時Ｌ小于表中數(shù)值,可采用膠接絕緣接頭。參考文獻(xiàn)1ＧＢ50157 2003 地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范2ＧＢ50090 99 鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范3中華人民共和國鐵路部.鐵路線路維修規(guī)則(鐵運(yùn)[2001]23號部文發(fā)布).北京:中國鐵路出版社,2001.28
