铁路隧道曲线净空加宽方案实现

（1）铁路线间距。

直线部分铁路线间距如表3-5-1所示。

表3-5-1　铁路线间距

（2）加宽原因。

① 车辆通过曲线时，转向架中心点沿线路运行，而车辆本身却不能随线路弯曲，仍保持其矩形形状。故其两端向曲线外侧偏移（d外），中间向曲线内侧偏移（d内1），如图3-5-12。

② 由于曲线外轨超高，车辆向曲线内侧倾斜，使车辆限界上的控制点在水平方向上向内移动了一个距离（d内2），如图3-5-13。据此，曲线隧道净空的加宽值为

内侧加宽W1=d内1+d内2

外侧加宽W2=d外

总加宽W =W1+W2=d内1+d内2+d外

（3）速度200 km/h以下铁路曲线隧道加宽值的计算。

① 单线曲线隧道加宽值的计算。

车辆中间部分向曲线内侧的偏移

式中　l——车辆转向架中心距，可取18 m；

R——曲线半径（m）。

车辆两端向曲线外侧的偏移

式中　L——标准车辆长度，我国为26 m。

外轨超高使车体向曲线内侧倾移

式中　H——隧道限界控制点自轨面起的高度；

E——曲线外轨超高值，其最大值不超过15 cm，且E=0.75v2/R（cm），v为铁路远期行车速度（km/h）。

图3-5-12　曲线隧道净空加宽平面示意图

图3-5-13　曲线隧道净空加宽断面示意图

在我国铁路隧道标准设计中，d内2系将相应的隧道建筑限界绕内侧轨顶中心转动arctan（E/150）角求得，可近似取d内2=2.7E，则隧道内侧加宽值为

② 双线曲线隧道加宽值的计算。

双线曲线隧道的内侧加宽值1W及外侧加宽值2W与单线曲线隧道加宽值的计算相同，即

双线的曲线隧道，除了两侧需要的加宽以外，即除了外线外侧的加宽和内线内侧的加宽以外，两线的中间间距也要由规定的直线间距加大一个水平距离。这是由于外线车辆的中部向两线中间有平移，而内线车辆的端部又向两线中间伸出，于是，两线之间的间距必须也随之加大，才能保持互不剐碰的空隙。此外，如果外线的超高值大于内线的超高值，即外线车体向中间倾斜的程度大于内线车体向内倾斜的程度，则两线的距离必须再为此而加大。

内外侧线路中线间的加宽值3W，按以下两种情况计算，如图3-5-14所示（两线中间直线间距为4 m）：

当外侧线路的外轨超高大于内侧线路的外轨超高时

式中　H——车辆外侧顶角距内轨面顶面的高度，取360 cm；

E——外侧线路的外轨超高值（cm）；

R——曲线半径（m）；

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其他情况时

总加宽W =W1+W2+W3

双线隧道的净空断面即可由相应加宽了的内、外两半个单线隧道断面，在当中插入3W＋线间距求得。

③ 曲线隧道中线与线路中线偏移距离。

由以上计算可知，曲线隧道内外侧加宽值不同（内侧加宽大于外侧加宽），断面加宽后，隧道中线应向曲线内侧偏移一个d值。

单线曲线隧道（图3-5-15）中线与线路中线偏移距离

双线曲线隧道（图3-5-14）线路中线至隧道中线的距离估算法如下：

双线曲线隧道内侧线路中线至隧道中线的距离

双线曲线隧道外侧线路中线至隧道中线的距离

图3-5-14　曲线隧道净空加宽平面示意图（单位：cm）

图3-5-15　线隧道曲线加宽示意图

（4）速度200 km/h以下铁路曲线隧道与直线隧道衬砌的衔接方法。

曲线上隧道建筑限界的加宽范围，包括全部圆曲线、缓和曲线和部分直线。根据《铁路隧道设计规范》的规定：位于曲线地段的隧道，断面加宽除圆曲线部分按上述计算值予以加宽外，缓和曲线部分可分两段加宽，自圆曲线至缓和曲线中点，并向直线方向延长13 m，采用圆曲线加宽断面（按W值加宽），隧道结构中线向曲线内偏移量为d；其余缓和曲线，并自直缓分界点向直线段延长22 m，采用缓和曲线中点加宽断面，其加宽值取圆曲线之半（即按W/2加宽），隧道结构中线向曲线内偏移量为d/2。加宽方法可采用如图3-5-16所示的阶梯形方式，或采用曲线圆顺方式。

图3-5-16　隧道曲线与直线段衔接平面示意图

上述分别延长22 m和13 m的理由是：当列车由直线进入曲线，车辆前转向架跨进缓和曲线的起点以后，由于曲线外轨已经开始有了超高，车辆随之开始倾斜，车辆后端亦开始偏离线路中线，所以，车辆前转向架到车辆后端点的范围内，就该予以加宽，但可取一半定值。此长度为两转向架间距18 m加转向架中心到车辆后端部点的距离4 m，故为22 m。当车辆的一半进入缓和曲线中点时，其车辆后端偏离中线，应按前面转向架所在曲线的半径及超高值决定加宽值，此时，前面转向架中心已接近圆曲线，故车辆后半段，即在车长之半26 m/2＝13 m的范围内，应按圆曲线的加宽值予以加宽。

位于曲线车站上的隧道，断面加宽应根据站场线路具体要求计算确定。

当隧道位于反向曲线上且其间夹直线长度小于44 m时，重叠部分按两端不同的曲线半径分别计算内外侧加宽值，取其中较大者。

（5）高速铁路隧道曲线加宽及其直线隧道衬砌的衔接方法。

高速铁路隧道曲线地段的建筑限界仅考虑因超高产生车体向曲线内侧倾斜的加宽，加宽量为

式中　H——计算点自轨面算起的计算高度（cm）；

E——外轨超高（cm）

曲线上建筑限界的加宽范围，包括全部圆曲线、缓和曲线和部分直线，采用如图3-5-17所示的阶梯加宽方法，或采用曲线圆顺方式。

图3-5-17　高速铁路隧道曲线与直线段衔接平面示意图

【例3-5-1】某单线铁路隧道，圆曲线半径R=1 000 m ，设计最高行车速度为120 km/h。试计算隧道加宽值W和中线偏移值d。

【解】外轨超高：

内侧加宽值：

外侧加宽值：

总加宽值：W=W1+W2=33.2 +4.4 =37.6 cm

中线偏移值：d=(W1-W2)/2=(33.2 -4.4)/2 =14.4 cm