高速鐵路豎曲線(xiàn)與緩和曲線(xiàn)重疊的不利影響有哪些?
(1)增加線(xiàn)路測(cè)設(shè)工作量:豎曲線(xiàn)與緩和曲線(xiàn)重疊設(shè)置的情況下,平面曲線(xiàn)的內(nèi)軌在立面上要維持豎曲線(xiàn)的幾何狀態(tài),而外軌又要疊加進(jìn)緩和曲線(xiàn)超高的變化量,這時(shí)線(xiàn)路的測(cè)設(shè)工作要求更加嚴(yán)格。特別是對(duì)于高速鐵路,由于豎曲線(xiàn)半徑大、換算曲線(xiàn)超高順坡率小,每10m的軌道高程變化量很微小,以致測(cè)設(shè)儀器的分辨率難于保證精度的要求。
(2)對(duì)行車(chē)安全和乘坐舒適度的影響:豎曲線(xiàn)與緩和曲線(xiàn)重疊設(shè)置,將造成緩和曲線(xiàn)平、立面形不相適應(yīng)。因?yàn)橥廛壇B加了超高順坡量,其結(jié)果既不是標(biāo)準(zhǔn)的緩和曲線(xiàn)線(xiàn)形,又不是標(biāo)準(zhǔn)的豎曲線(xiàn)線(xiàn)形,因而對(duì)輪軌相互作用將會(huì)有一定的影響。此外,當(dāng)列車(chē)運(yùn)行在凸型豎曲線(xiàn)與圓曲線(xiàn)重疊的地段時(shí),列車(chē)產(chǎn)生豎向離心加速度,減少重力加速度對(duì)未被平衡離心加速度的抵消作用,相對(duì)加大橫向未被平衡離心加速度,也就是加大了列車(chē)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的欠超高,降低了旅客舒適度。附加欠超高連同平面曲線(xiàn)上產(chǎn)生的欠超高之和大于一定值時(shí),還將帶來(lái)不安全因素。
(3)增加了養(yǎng)護(hù)維修工作的難度:由于緩和曲線(xiàn)很長(zhǎng),其曲率及其變化率均甚微,軌道檢測(cè)精度已難于保證其檢測(cè)結(jié)果的真實(shí)性,若加上豎曲線(xiàn)的重疊設(shè)置,檢測(cè)儀器更難分別提取豎曲線(xiàn)和緩和曲線(xiàn)的不平順值了。
同時(shí)考慮到緩和曲線(xiàn)長(zhǎng)度相對(duì)圓曲線(xiàn)較短,避免重疊設(shè)置容易處理,我國(guó)京滬高速鐵路規(guī)定豎曲線(xiàn)與緩和曲線(xiàn)不得重疊。
豎曲線(xiàn)與圓曲線(xiàn)重疊設(shè)置,同樣增加線(xiàn)路測(cè)設(shè)工作量,對(duì)行車(chē)安全和乘坐舒適度產(chǎn)生不利的影響,增加養(yǎng)護(hù)維修工作的難度,但由于高速鐵路平面圓曲線(xiàn)半徑較大,圓曲線(xiàn)長(zhǎng)度較長(zhǎng),一般可達(dá)1~2km以上,為避免豎曲線(xiàn)與圓曲線(xiàn)重疊設(shè)置而增加的工程投資巨大,同時(shí)此項(xiàng)重疊可通過(guò)采取適當(dāng)措施減輕其不利影響。因此,中國(guó)京滬高速鐵路規(guī)定困難條件下豎曲線(xiàn)與圓曲線(xiàn)可重疊設(shè)置,但豎曲線(xiàn)半徑不應(yīng)小于25000m,圓曲線(xiàn)半徑不應(yīng)小于7000m。
在法國(guó)高速鐵路線(xiàn)上(包括 =350km/h的地中海線(xiàn))以及既有線(xiàn)上,都允許豎曲線(xiàn)與圓曲線(xiàn)和豎曲線(xiàn)與緩和曲線(xiàn)重疊。
豎曲線(xiàn)與道岔重疊設(shè)置時(shí),由于高速道岔總長(zhǎng)度較長(zhǎng),一方面道岔全長(zhǎng)不在一個(gè)坡度上,列車(chē)通過(guò)道岔過(guò)程中,車(chē)輪對(duì)尖軌及導(dǎo)曲線(xiàn)將產(chǎn)生較大的沖擊力,導(dǎo)曲線(xiàn)未被平衡的加速度對(duì)車(chē)體產(chǎn)生橫向作用,同時(shí)疊加豎向作用力后,降低了乘客的舒適度和安全度;另一方面,為保證豎曲線(xiàn)形狀,道岔鋪設(shè)時(shí)的測(cè)設(shè)工作及養(yǎng)護(hù)維修時(shí)的檢測(cè)工作都更加困難,增加了測(cè)設(shè)和檢測(cè)工作量和更多的維修工作量。根據(jù)對(duì)京滬高速鐵路上三個(gè)豎曲線(xiàn)及道岔重疊與否工程分析,由于京滬高速鐵路全線(xiàn)地形比較平坦,不重疊時(shí)平均每個(gè)站僅增加約70萬(wàn)元投資。因此,我國(guó)京滬高速鐵路規(guī)定豎曲線(xiàn)與道岔不得重疊設(shè)置。