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摘要:針對地鐵曲線預(yù)留工程，在其外部條件發(fā)生變化時，為了減少曲線預(yù)留工程改造或廢棄，需要研究遠(yuǎn)期順接線路設(shè)計方法來妥善解決順接問題。圍繞在保證預(yù)留工程曲線線形不變情況下，變化順接線路走向，通過分析曲線參數(shù)與要素并對各種曲線進(jìn)行分類探討，得出調(diào)整曲線半徑和緩和曲線等要素進(jìn)行線路順接設(shè)計的方法。采用該方法解決圓曲線、緩和曲線、豎曲線、豎緩重疊的完好順接并推導(dǎo)出各種方法的適用范圍。工程設(shè)計中，在不影響線站位合理布設(shè)情況下，盡量用好線形條件開展設(shè)計，實現(xiàn)線路順接，減少曲線預(yù)留工程的廢棄或改造。

關(guān)鍵詞:地鐵;曲線預(yù)留工程;線路順接;緩和曲線;圓曲線

目前全國各個城市地鐵項目建設(shè)相繼開展，由于城市各項工程的規(guī)劃及建設(shè)時序之不同，尤其是彼此之間交叉及臨近時，就涉及到先建成項目為后建設(shè)項目預(yù)留相應(yīng)工程和預(yù)留延伸條件，而后開展建設(shè)項目按預(yù)留來實施并順接。但后建設(shè)項目將實施時，如果因外部條件已發(fā)生很大變化，存在不能完全依照預(yù)留工程外延條件實施的情況，這樣就需要盡量保證原預(yù)留工程不進(jìn)行改造的情況下，實現(xiàn)線路的順接。在地鐵線路預(yù)留工程中，尤其是曲線形式對后期工程順接情況較直線形式要復(fù)雜。本文就軌道交通項目各種曲線段落在盡量不改動預(yù)留工程情況下，探討調(diào)整原預(yù)留線路，實現(xiàn)曲線預(yù)留工程完好順接為目的的設(shè)計方法。

1曲線預(yù)留工程類型

曲線預(yù)留工程包括本線遠(yuǎn)期延伸預(yù)留工程及相關(guān)工程預(yù)留。即包括:為遠(yuǎn)期線路(或支線)、遠(yuǎn)期其他線路同時建設(shè)以及場段(或聯(lián)絡(luò)線)預(yù)留接口等而提前實施的延伸預(yù)留工程;由于城市其他設(shè)施或交通樞紐等建、構(gòu)筑物的實施，為避免重復(fù)建設(shè)或減少軌道交通后期實施難度，提前同步實施的相關(guān)工程引起的預(yù)留［1］(圖1、圖2)。按平縱斷面的所處曲線劃分為平面圓曲線段、平面緩和曲線段、豎曲線段和平豎重疊段。

2地鐵線路曲線線形平面曲線線形

包括圓曲線和緩和曲線(一般復(fù)曲線極少使用);縱向曲線則為豎曲線，采用的是圓曲線形豎曲線。下面予以簡單介紹。

2.1圓曲線線形地鐵平面圓曲線采用的是曲率一定的圓曲線，并根據(jù)車輛制式和正線(或輔助線、車場線)來確定圓曲線半徑下限值，當(dāng)然圓曲線半徑亦不是越大越好，應(yīng)遵循由大到小、寧大勿小的原則進(jìn)行［2］。同時設(shè)計規(guī)范也規(guī)定了圓曲線的最小長度。

2.2緩和曲線線形規(guī)范規(guī)定地鐵緩和曲線采用三次拋物線。

2.3豎曲線線形地鐵豎曲線一般按系列采用較大半徑圓曲線，且正線、車站端部與輔助線分別采用不同標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)范要求豎曲線半徑不小于2000m［3］。

3線路順接設(shè)計方法

3.1圓曲線預(yù)留工程針對預(yù)留工程位于圓曲線上的情況，延伸線路發(fā)生變化時，存在兩類情況:①延伸的直線邊能夠與以預(yù)留圓曲線圓心為圓心，以R+P(實施的緩和曲線外移距P=l2/24R)為半徑的圓相切;②延伸的直線邊不能夠與上述圓相切，即直線邊遠(yuǎn)離該圓或是與該圓相割。兩類情況分別介紹如下。(1)第一類情況該類情況屬于常見情況，可采用常用的“切圓”方法。首先對延伸邊L＇進(jìn)行基本定向，然后做以預(yù)留圓曲線圓心O為圓心，以R+P為半徑的圓M，之后延伸邊L＇向圓M引切線準(zhǔn)確定向，L＇與既有邊L的交點即為延伸曲線交點。(2)第二類情況此類情況屬于非正常情況，要盡量減少其出現(xiàn)。此類情況可依據(jù)延伸直線邊偏離預(yù)留圓曲線距離的遠(yuǎn)近，依次采用兩種方法予以順接。

3.2緩和曲線預(yù)留工程這里重點討論預(yù)留工程位于緩和曲線上進(jìn)行調(diào)整的情況，對于可用相連接圓曲線完成順接調(diào)整的情況，采用上述圓曲線順接方法即可。(1)順接的一致性對于緩和曲線預(yù)留工程的順接，由式(1)可知，順接緩和曲線應(yīng)和預(yù)留工程緩和曲線的三次拋物線參數(shù)“C”值相同。即保持曲線的急緩彎曲程度不變。由于緩和曲線段同時為超高順坡段，超高是線性變化的，順接預(yù)留工程應(yīng)保證超高的順接一致。(2)順接方法和使用條件①順接方法由C=R•L可知，圓曲線半徑和緩和曲線長度成反比，可調(diào)整兩者的大小滿足延伸曲線走向的變化。例如，延伸圓曲線半徑R減為0.5R，則預(yù)留緩和曲線L增大為2L。當(dāng)然，緩和曲線的增減要保證預(yù)留工程段落不變。

3.3豎曲線預(yù)留工程預(yù)留工程設(shè)置在豎曲線上的情況很少出現(xiàn)，這里簡單探討。規(guī)范對豎曲線最小長度未做要求，但要求相鄰豎曲線間夾直線長度不小于50m［3］。豎曲線預(yù)留工程的順接方法主要是采用“切圓”的辦法，由下一個變坡點向該豎曲線引切線，作為順接的坡段。

3.4平豎重疊預(yù)留工程平豎重疊的情況，可分為豎曲線和圓曲線重疊以及豎曲線和緩和曲線重疊。本文主要分析高架線路的豎緩重疊段的預(yù)留工程。因為規(guī)范要求“無砟道床地段豎曲線和緩和曲線重疊時，每條鋼軌的超高最大順坡率不得大于1.5‰”［3］，而高架線或無砟道床的地面線采用的是外軌全超高形式［3］，所以應(yīng)考慮規(guī)范的要求。其他情況則可采用將平曲線和豎曲線分解到各自的平、縱斷面上，按照以上方法各自順接即可。

4結(jié)論

對于遠(yuǎn)期的延伸線路，其相鄰一站一區(qū)間要納入本期工程研究，以穩(wěn)定本期工程的起終點站，同時也是為遠(yuǎn)期延伸打下基礎(chǔ)，更為重要的是“凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢”，提前控制用地或者謹(jǐn)慎地設(shè)置預(yù)留工程及長度，以防后期大范圍調(diào)整線路路由而影響全局。對于預(yù)留工程，尤其是曲線預(yù)留工程的實施，需要深入研究，預(yù)留好條件，預(yù)留曲線盡量采用較大的曲線半徑，可加大預(yù)留工程外曲線的偏角以適應(yīng)將來的變化，慎重確定預(yù)留長度和規(guī)模。針對曲線預(yù)留工程后期開展順接設(shè)計進(jìn)行了探討，根據(jù)外部因素的變化和預(yù)留情況，給出不同情況的順接方法，希望對此類設(shè)計開展提供參考。

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作者：劉曉峰 單位：中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司