城市轨道交通最小曲线半径的选取及与工务维修的关系

摘要：曲线是线路设备的薄弱环节，而小半径曲线则更是最薄弱的地段，它是病害集中，设备状态不易控制，养护维修工作量相对较大的地段， 在设计过程中应当尽量避免使用小曲线半径。但对于小半径曲线一定要加强防范措施，经常检查其状态，并及时调整其几何形态，延长维修周期，降低维修成本。

关键词：小曲线半径、轮轨磨耗、工务维修、

一、概述

城市轨道交通在大城市公共客运交通扮演的角色越来越来越重要。目前 ,国内许多城市正在进行轨道交通的建设或前期准备工作,部分城市已经建成运营。最小曲线半径不但是铁路设计中重要的技术标准之一，也是是城市轨道交通线路设计主要技术标准之一。最小曲线半径不仅影响行车安全、旅客舒适等行车质量指标，而且影响行车速度、运行时间等运营技术指标和工程投资、运营支出和经济效益等经济指标。

二、如何选定最小曲线半径

由于城市轨道交通中主要起到运输旅客的要求,不进行货物的运输,所以最小曲线半径的选取影响旅客的舒适程度。为保证列车以最高速度Vmax通过时，最大超高值不超过允许值hmax,欠超高不超过允许值hQ。

可用公式计算出最小曲线半径。

根据我国目前城市轨道交通线路的设计时速一般为80km/h，我国《铁路线路维修规则》规定：未被平衡欠超高，一般不大于75mm。我国铁路设计规范要求，最大超高一般取150mm。将上述规定带入公式可得Rmin=335m，为保证测设、施工和养护的方便，曲线半径一般应采取50m的倍数，故最小曲线半径可取350m。

最好在进行设计选取最小曲线半径时采用350m，若采用小于350m曲线半径，对于乘客的舒适度及工务维修都会产生较大的影响。

三、曲线半径过小对运营的影响

钢轨接头、道岔、小半径曲线并称为铁路轨道的“三大薄弱环节”。随着铁路的发展,铁道科学技术的进步,钢轨接头和道岔已获得了较大的加强与改善：钢轨接头通过采用无缝线路，将钢轨接头焊接成长轨,基本上消灭了钢轨接头；通过采用重轨新型道岔，即提高道岔号数也有了较大的改善，但目前来说对于小半径曲线仍未找到较有效的办法进行改善。小半径曲线对运营主要有以下影响：

1、增加轮轨磨耗。列车通过曲线时,车轮与钢轨间产生纵向滑动,横向滑动和横向挤压,使轮轨磨耗增加,曲线半径越小,磨耗增加越大。

钢轨磨耗用磨耗指数(每通过兆吨总质量产生的平方毫米磨耗量)表示。运营部门实测的磨耗指数与曲线半径的关系曲线如图1。当曲线半径R800m时，磨耗显著减轻；R>1200m时，磨耗与直线接近。车轮轮箍的磨耗，大致和钢轨磨耗规律相近，也是随曲线半径的减小而增大。

图1 钢轨磨耗与曲线半径的关系曲线

另外，曲线路段的钢轨磨耗，还与坡度大小有关。曲线位于平缓坡道上是，因速度较高，牵引力不大，且一般不需要制动，故轮轨间的相对作用力较小，磨耗相应减轻；曲线位于陡峻坡度上时，因上坡时牵引力大，下坡时往往需要制动，轮轨间作用力大，磨耗因而加剧。

2、维修工作量加大。轨道几何尺寸易超限，小半径曲线上高低、轨距、超高、正矢相对其它线路容易发生变化，保持的周期短，特别是轨距扩大病害相当普遍，并且随着钢轨侧磨的增加，而逐渐加剧。联接零件易松动，且破损率高。

3、行车费用增高。一般小半径曲线需要限制列车的行车速度，则列车在曲线前方要制动减速，曲线地段要限速运行，通过曲线后又要加速，这样，必然使列车额外做功，且增加运行时分和行车费用。

综合以上分析，小半径曲线在困难地段，能大量节省工程费用，但不利于运营，特别是曲线限制行车速度时，影响更为突出。因此必须更具设计线的具体情况，综合工程和运营的利弊，选定设计线合理的最小曲线半径。

四、工务维修解决办法

1、及时调整小半径曲线各部超限尺寸。日常养护维修中，对于超高应设置合理。对于小半径曲线轨距根据《铁路线路维修规则》规定的加宽值调整，调整应注意轨距变化率不得大于1‰。为加强曲线圆顺度检查，在R≤350米曲线加密矢测点，这样可以缩短检弯距离，加密曲线控制测量点。在曲线养护中要切实注意缓和曲线的养护，缓和曲线是超高、轨距递减段，是正矢渐变段，也是机车车辆脱轨多发段，因此，超高、轨距递减是否均匀，正矢变化是否符合规定，是缓和曲线养护的关键。曲线范围内联接零件要经常保持全、紧、靠、密、正、无失效。

2、钢轨涂油。小半径曲线段可通过涂油来大大减缓磨耗。新钢轨由于没有受到列车车轮的碾压,其表面硬度很低,经过一定时间的碾压后,其表面形成一个超过原来硬度约1 5～1 8倍的保护层,可大大提高钢轨表面的耐磨性能。通过涂油可使保护层顺利形成,降低钢轨的磨耗速度。

3、采用轨道加强设备。根据具体情况，增设轨距杆及轨撑，必要时可增加防爬器及支撑，杜绝线路爬行。

五、结束语

在进行轨道交通线路方案设计时,应尽可能使用较大的曲线半径,也要尽量减少小半径曲线连续设置及小半径曲线与长大坡道叠加设置，防止不利条件叠加，以避免或减少在运营过程中出现的这些不良问题 ,300ｍ以下的曲线半径轮轨磨耗大,噪音大,应尽量少用。工务维修时一定要经常检查，发现问题及时解决，保证小半径曲线地段不影响行车安全。

参考文献：

[1]ＧＢ50157-2003,地铁设计规范[Ｓ]。北京: 中国 计划出版社,2003。

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