6.3 线路纵断面

6.3.1 线路坡度设计应符合下列规定：
      1 正线的最大坡度宜采用30‰，困难地段最大坡度可采用35‰。在山地城市的特殊地形地区，经技术经济比较，有充分依据时，最大坡度可采用40‰；
      2 联络线、出入线的最大坡度宜采用40‰；
      3 区间隧道的线路最小坡度宜采用3‰；困难条件下可采用2‰；区间地面线和高架线，当具有有效排水措施时，可采用平坡。
    注：最大、最小坡度的规定，均不应计各种坡度折减值。
6.3.2 车站及其配线坡度设计应符合下列规定：
      1 车站宜布置在纵断面的凸型部位上，可根据具体条件，按节能坡理念，设计合理的进出站坡度和坡段长度；
      2 车站站台范围内的线路应设在一个坡道上，坡度宜采用2‰。当具有有效排水措施或与相邻建筑物合建时，可采用平坡；
      3 具有夜间停放车辆功能的配线，应布置在面向车挡或区间的下坡道上，隧道内的坡度宜为2‰，地面和高架桥上坡度不应大于1.5‰；
      4 道岔宜设在不大于5‰的坡道上。在困难地段应采用无砟道床，尖轨后端为固定接头的道岔，可设在不大于10‰的坡道上；
      5 车场内的库(棚)线宜设在平坡道上，库外停放车的线路坡度不应大于1.5‰，咽喉区道岔坡度不宜大于3.0‰。
6.3.3 坡段与竖曲线设计应符合下列规定：
      1 线路坡段长度不宜小于远期列车长度，并应满足相邻竖曲线间的夹直线长度不小于50m的要求；
      2 两相邻坡段的坡度代数差等于或大于2‰时，应设圆曲线型的竖曲线连接，竖曲线的半径不应小于表6.3.3的规定；

表6.3.3  竖曲线半径(m)

      3 车站站台有效长度内和道岔范围内不得设置竖曲线，竖曲线离开道岔端部的距离应符合表6.2.4-2的规定。
6.3.4 正线坡度大于24‰，连续高差达16m以上的长大陡坡地段，应根据线路平纵断面和气候条件，核查车辆的编组及其牵引和制动的动力性能，以及故障运行能力。长大坡段不宜与平面小半径曲线重叠；同时应对道床排水沟断面进行校核。
6.3.5 区间纵断面设计的最低点位置，应兼顾与区间排水泵房和区间联络通道位置结合，当排水管采用竖井引出方式时，地面应具有竖井实施条件。
6.3.6 竖曲线与缓和曲线或超高顺坡段在有砟道床地段不得重叠。在无砟道床地段竖曲线与缓和曲线重叠时，每条钢轨的超高最大顺坡率不得大于1.5‰。

条文说明

6.3.1 第1款 最大坡度：

    1）线路最大坡度主要根据地形条件和车辆性能取舍。根据近年来的车辆性能和运行情况，原定线路设计正线最大坡度30‰，困难条件下35‰，联络线、出入线40‰的规定，基本可用。

    2）在山地城市的特殊地形地区，经技术经济比较，有充分依据时，最大坡度可采用40‰，是根据当前西部地区出现的实际情况，根据当前车辆生产水平提出的。

    3）在实际工程中，对于每一条线路的最大坡度是有一定区别，应综合工程实际需要，结合采用的车辆性能的可靠性和造价的合理性，结合工程和运行的经济性进行综合论证。如果在工程上是合理的，运行上是安全的，应该允许有所突破。

    第2款 最小坡度：

    1）隧道的线路最小坡度设定，主要为排水畅通，避免积水，由于隧道内水沟属于现场施工的道床水沟，比较粗糙，故规定最小坡度宜采用3‰a，困难条件下可采用2‰；

    2）地面和高架桥区间正线处在凸形断面时，在理论上，在平坡地段的水沟不会积水，但实际施工证明，平坡是难以做到，故需要横向汇集，分段排出的辅助措施。

6.3.2 第1款 车站布置在纵断面的凸形部位上，有利出站下坡加速，进站上坡减速，符合节能坡理念。但进出站的坡度、坡长和变坡点应予合理设置，应从牵引计算反馈验证。

    第2款 车站站台范围内的线路应设在一个坡道上，是保证线路轨面与站台的高差是一条直线关系；坡度宜采用2‰，是使站台纵向坡度没有明显感觉，接近水平状态。同时具有排水坡度。

    当与相邻建筑物合建时，可采用平坡；是照顾车站的柱网等高，有利与相邻建筑物的衔接，车站平坡是局部长度，仍要做好排水处理。

    第3款 地铁车辆经试验，在2‰坡道上，可以停止不溜车。在3‰坡道上，不制动即溜车。故选择停放车辆功能的配线为20‰，也能满足排水要求。地面和高架桥上，考虑风力影响，故坡度适当减小，不应大于1.5‰

    第4款 道岔在坡度上的最大问题是担心尖轨爬行，影响使用安全。这主要决定于尖轨根端的接头，是活动接头，还是固定接头，当前正线道岔均采用曲线尖轨，固定接头，无道床，基本消除上述缺陷，故坡度可以放大至10‰的坡道上。
    第5款 车场内的库（棚）线宜设在平坡道上，有利车辆停车和检修处于平直状态。库外停放车的线路不做检修作业，但不能溜车，故坡度不应大于1.5‰。咽喉区道岔坡度允许加大至3.0‰，有利站场排水和竖向设计。

6.3.3 第1款 线路坡段长度受两种因素制约：一是不宜小于远期或客流控制期列车长度，二是满足两个竖曲线之间的夹直线长度。都是为了一列车运行线路不会出现两种以上坡段、坡度及竖曲线，改善运行列车条件。其中50m夹直线就是相当于振动衰减的时间距离。
    第2款 1）列车通过变坡点时，会产生突变性的冲击加速度，对舒适度有一定影响。在变坡点处设置圆曲线型竖曲线是为改善变坡点（突变点）的竖向舒适度。

    2）竖向加速度a属于舒适度的标准，与竖曲线半径R（m）与行车速度V（km/h）有关。

a=V²/R=0.077V²/R（m/s²）▪R=0.077V²/a

    3）a的取值：根据国外资料，a值适应范围较宽，为0.08m/s²~0.3m/s²但未见对舒适度的实测数据和感觉的评价。

    当a=0.08m/s²时，即：R=V²
    当a=0.16m/s²时，即：R=0.5V²
    当a=0.3m/s²时，即：R=0.25V²
    4）参照上述数据分析，竖曲线R的计算值如表8：下列数据随速度的平方值变异，计算结果相差较大。在实际应用中，应当注意竖曲线半径对坡段长度影响较大，对纵断面设计灵活性影响较大。若相邻坡度代数差为60‰时，当R=5000m时，竖曲线长度为300m，若R=10000m，则竖曲线长达600m，在实际工程设计中，地铁站距均在1.0m~1.5m，坡段划分长度较短，因此使用过大竖曲线半径对纵断面设计的灵活性具有较大影响，对规避不良地质地层的灵活性较差，需要合理把握。

表8 竖向加速度a、竖曲线半径R（m）与行车速度V关系

    5）对于最小竖曲线半径，在架轨灌注混凝土道床时，发现凹形竖曲线，半径为2000m时，施工曾经遇到轨道依靠自重下凹确有困难，故规定最小为2000m。同时考虑地铁坡段短的实际情况，R不宜太大。

    6）线路适应速度范围：按舒适度要求，缓和变坡点的突变点，简化工程适应条件，取R=（0.5~1）V2基数为宜。当正线最高运行速度为80km/h，实际运行最高速度在70km/h左右，因此区间线路竖曲线半径，宜采用5000m~2500m。当100km/h的实际运行速度在90km/h左右。区间线路竖曲线半径，宜采用8000m~4000m。但未见速度与竖曲线半径对舒适度的实际测试和直观评价。为此，根据国内工程和运营实际情况，可以沿用原规范规定：正线区间竖曲线半径为5000m，困难时为2500m。车站端部列车进站速度为55km/h，宜采用3000m，困难地段为2000m（受工程条件限制）。

    联络线、出入线和车场线的竖曲线半径规定采用值为2000m。

    第3款 1）车站站台有效长度内需要车辆地板面和站台面保持一个等高度，以保证乘客上下车的安全。道岔范围内，尖轨部分是移动轨，需要保持平直线状态，无法实施竖曲线。在道岔辙叉部分刚度较大，且“鼻尖”部分是存在“有害空间”，是运行安全的敏感区，在辙叉后的长岔枕铺设范围的4条钢轨，同在一排轨枕上也不宜设置竖曲线。以上因素，均需要道岔保持平直线状态。

    2）为保证上述范围均不得设置竖曲线，因此将竖曲线保持一定距离—5m，作为铺轨等工程实施误差。

6.3.4 本条说明如下：

    1）长大坡度对运行不利，需要对不同运行状态分析。主要是对车辆故障时，在大坡道上车辆的编组和动力（牵引和制动）性能以及列车的制动停车和再启动能力，及其互救能力等。其次要评价：在正常情况下，上坡运行时对于速度发挥效率和旅行速度；下坡运行时对速度的限制和有效制动的安全性能。

    2）根据车辆的规定：车辆的编组和动力（牵引和制动）性能，在定员（AW2）工况下，应满足在长大陡坡线路上正常安全运行，并应符合下列故障情况时运行的原则要求：

    ①当列车丧失1/4或1/3动力时，列车仍能维持运行至线路终点。

    ②当列车丧失1/2动力时，列车仍能在正线最大坡道上启动，并行驶至就近车站，列车清客后返回车辆（场）。
    ③当列车丧失全部动力时，在粘着允许的范围内，应能由另一列相同空载列车（AWO）在正线最大坡道上牵引（或推送）至临近车站，列车清客后被牵引（或推送）至就近车站配线——停车线临时停放，或返回车辆段（场）。

    上述②和③是对长大坡度和坡长检算的基本条件。

    3）F=f+ma=m（av²+bv+c）+ma.式中：F一为列车总牵引力；f一为列车运行基本阻力，是速度平方的函数；ma一是列车加速力。上述公式原理说明，列车在长大坡道上运行，随速度不断提高，基本阻力逐渐加大，直到与牵引力平衡，加速度为0时，可以计算出运行的距离和末速度，这时候的坡度和坡长，基本属于正常运行状态。其中，对于长大坡度长度，可按列车损失1/2动力的故障运行状态时，上坡运行加速度为0时，计算速度不小于30km/h（接近故障车推行速度）为宜，不使过分影响后续列车正常运行。由于各条线路条件和车辆动力配置均有差异，暂无统一规定，可在车辆订购时提出要求。

    经粗框计算，24‰坡道上坡方向，基本适应上述条件。故采取坡段高差16m的门槛，作为长大陡坡的概念，但不是限制坡度的规定，是从改善运行条件考虑。尽量避免设计长大陡坡和曲线重叠。

6.3.5 区间纵断面设计的最低点位置，应兼顾与区间排水泵房和区间联络通道位置结合，有利两条隧道的排水汇集一处，设置一个排水站，其排水泵房和区间联络通道位置结合，有利横通道与排水井工程同步实施。

    在线路区间纵断面设计的最低点选择时，应重视区间排水井的水如何排出至地面，并接入市政排水系统。如果排水管采用竖井引出方式时，一定要注意在地面具有实施竖井的条件。否则只能排入车站排水站。

6.3.6 本条说明如下：

    1）曲线超高应在缓和曲线内完成，故缓和曲线也是超高的顺坡段，因此缓和曲线的起终点即是超高的顺坡坡度段的起终点，也是该坡段的变坡点。实际上在这变坡点必定有竖曲线顺接。只有顺坡坡度甚小，其竖曲线甚短，竖曲线改正值甚小，才能可以忽略。如顺坡坡度为2‰，按线路纵断面设计规定，两坡度代数差大于等于2‰时，必须设置圆曲线竖曲线。纵断面变坡点的竖曲线，有凹有凸，若与超高点的凹凸形态不符，则难以实施。这种超高顺坡点的竖曲线与正线竖曲线的叠加，对轨道铺设具有难度，是难以把握。从上述观点，在宏观概念上判断，缓和曲线的起终点应与纵断面的竖曲线不应重叠。但从微观分析，当缓和曲线的起终点的超高顺坡率小于2‰时，则可规避。

    2）对于轨道曲线超高的顺坡率规定，一般为不大于2‰，困难地段为3‰；对超高实施方法，规定在有砟道床地段按曲线外轨单侧抬高超高，在隧道内混凝土道床地段，按1/2超高半抬半降方法实施。

    3）在有道床地段按曲线外轨单侧抬高超高，必定存在外轨超高顺坡点的竖曲线，应与线路纵断面变坡点的竖曲线规避，使两种竖曲线不得重叠。若采用一侧超高，按3％递变率，按3000m半径设竖曲线，切线4.5mm，其竖向改正值为3mm。其凹凸形态也不能忽略。

    4）在隧道内混凝土道床地段，按1/2超高半抬半降方法实施，即使按3‰实施，但由于曲线段的两根钢轨是分别按1.5‰的顺坡率实施，其竖曲线长度和改正值均甚小，即1.5‰，按3000m半径设竖曲线，切线2.25m，竖向改正值仅0.8mm。可以忽略不计，故允许与线路纵断面变坡点的竖曲线重叠。

    5）城市内选线，往往是地下线路曲折和站间距不大的情况，为设计节能坡，与平面曲线重叠虽应尽量避免，但也是难以避免的，采用按1/2超高半抬半降方法，是给予一种灵活的选择。