单线铁路

运输区间内只有一条正线的铁路

运输区间内只有一条正线的铁路，与复线铁路相对应。在同一区间或同一闭塞分区内，同一时间只允许一列车运行，对向列车的交会和同向列车的越行只能在车站或避让线内进行。单线并非只做单向行驶，单线是只有两根铁轨，只能跑一趟列车，可双向运行，但同一时间在某个区间内只能有一个去方向的列车，如果有对向列车就要在车站或其它越行线会车。

布置

1会让站概述

(1)会让站的性质

在铁路区段内,仅为满足区间通过能力需要而设有配线的分界点, 在单线铁路上称为会让站,在双线铁路上称为越行站。会让站设置在单线铁路上,主要办理列车的通过、到发、会车、让车, 必要时有的站也办理少量的旅客乘降业务。

(2)会让站主要设备

会让站的主要设备有到发线、平过道和运转室, 其前沿行车指挥站台长度一般与运转室场坪一致, 少量的供旅客乘降的站台长度一般比运转室场坪稍长。并设置通信、信号及其他生产办公房屋等设备。

(3)会让站的分布及布置

会让站的分布应考虑地形、地质、水文和铁路运营条件,考虑区间通过能力的均衡性,必须满足国家要求的年输送能力和客车对数。会让站的布置应根据地形地貌、地质等条件合理选择适宜的布置图型,以使新建或改建车站工程量较小,且车站接发车作业便利。

2 会让站布置

会让站布置图型按其到发线的相互位置可分为横列式、纵列式、半纵列式或其他形式。会让站一般应采用横列式布置图型,当地势陡峻狭窄或处于控制通过能力的区间时,也可因地制宜地采用纵列式、半纵列式或其他合理形式。

2.1 横列式会让站

2.1.1 横列式会让站的特点及布置

会让站横列式布置具有站坪长度短,工程费用小, 在紧迫导线地段可缩短线路;车站值班员对两端咽喉有较好的瞭望条件,便于集中管理;无中部咽喉, 可减少扳道人员, 定员少;到发线使用灵活,站场布置紧凑等优点。因此, 一般情况下, 会让站应采用横列式布置。会让站的到发线主要是供办理列车的会车、让车(越行)等作业之用, 一般设1条到发线可以满足需要, 为了适应具有三交会的条件, 同时也能适应水槽车、机械化养路的工程车和轨道车等特殊车辆停留及运行调整的需要, 一般设2条到发线。当列车对数较少时, 或仅为提高通过能力办理列车会让的车站, 可仅设1条到发线。

2.1.2 会让站布置选用原则

(1)应满足车站咽喉区作业进路的要求,保证咽喉区通过能力;

(2)应使车站接发列车作业方便;

(3)在满足通过能力的前提下, 应力求使工程量最小;

(4)应结合近、远期规划情况,考虑远期改造扩能的条件;

(5)车站两端道岔区的配列形式, 使进入到发线的列车迎面经过的对向道岔最少 ,减少对道岔的冲击。

2.1.3 各种布置图型的比较、选用

(1)设置 2条到发线的会让站横列式会让站设 2 条到发线时 ,以 2条到发线分设正线两侧布置为宜 , 2条到发线分设正线两侧较设于一侧时站坪长度短, 土石方工程量小 ,在单线发展为双线时, 拆迁工程也较少。如图型 A、图型 B、图型 C。图型 D为 2条到发线设于正线同一侧 ,具有行车值班人员办理通过列车方便、正线上的道岔少、站坪及铺轨长度短等优点。但按《铁路技术管理规程》规定如需办理相对方向同时接车时 , 本图型设置安全线的条件较差 ,同时还存在发展为双线时, 改建工程量较大的缺点, 故不宜在行车密度较大的线路上采用。

(2)设置 1条到发线的会让站图型 E为设置 1条到发线的会让站, 适用于行车量小(平行运行图列车对数不超过 12对 ), 远期也无发展,仅为提高区间通过能力办理列车会让的车站。在繁忙的既有单线铁路上, 在进行双线插入段或全部双线扩能改造前, 先对某些通过能力紧张的控制区间 ,通过以上比较分析可以看出,横列式会让站设2条到发线时,以2条到发线分设正线两侧布置为宜。从车站运营角度考虑,车站接发列车一般为先进站列车停外侧;列车对道岔的冲击程度主要还与上下行车流及客货车流的不均衡程度有关。图型C有站线轨道工程量小、路基工程量小、站坪长度短、扩建为中间用此逐步增加临时分界点, 对提高区间通过能力可起到立竿见影的效果。在等级较高和行车密度较大的Ⅰ 、Ⅱ级铁路上, 为使运输秩序出现不正常情况时影响范围不致过大 , 便于运行调整, 因此设置 1条到发线的会让站不应连续设置。

如横列式会让站只设置 1条到发线, 则到发线一般应设在站房对侧。其优点是便于利用正线接发通过列车 ,对行车人员办理通过列车有利, 车站值班员可不跨越线路 ,也不被停留在到发线上的其他列车隔开, 在基本站台上就可办理正线列车通过作业;经由正线接发的旅客列车可停靠基本站台而不经过侧向道岔 , 列车运行平稳, 旅客比较舒适。但旅客列车较多, 且有交会通过列车或零担货物装卸量较大以及铺设第二条到发线为期较短时, 宜将到发线设在站房同侧 ,以保证旅客列车停靠基本站台 ,同时沿零摘挂列车用基本站台装卸时, 可不影响正线接发通过列车, 并避免铺设第二正线时拆迁站台等造成废弃工程。

(3)横列式布置图型技术特点及适用情况比较

站或增加货物线及牵出线改造工程量较小等优点, 应作为会让站的基本图型, 优先选用。图型B有增二线或扩建为中间站增加到发线改造工程量小的特点, 次之选用;图型A再次之选用;图型D最后选用。

2.1.4 中间站台

会让站一般不设中间站台。若旅客乘降较多且远期有发展时, 可设中间站台,其位置应设在旅客站房对侧到发线与正线之间。这样布置具有站台使用率高, 除供正线停靠旅客列车外, 还可供另一条到发线停靠零摘列车进行装卸作业之用, 工务维修抽换轨枕方便等优点。

2.2 纵列式会让站

只有当线路通过地势陡峻狭窄地段, 车站按横列式布置引起巨大工程, 且对运营不利(如地形条件限制,运转室不能设在适宜位置等), 或遇有双线插入段,以及处于控制区间需提高区间通过能力等困难条件时,可采用纵列式、半纵列式图型。适于重载列车会车的需要。

纵列式会让站是将两到发线纵向排列, 并向逆运行方向错移一个货物列车到发线的有效长度。因此, 纵列式会让站需要较长的站坪,工程费用大;车长与值班员联系时, 走行距离长;列车在站会车不灵活, 特别是在三交会的情况下,有可能造成客车不能停靠基本站台,先到的列车不能先开,应通过的列车不能通过等情况,增加列车的停站时间;在人工扳道非集中联锁的情况下, 车站值班员瞭望信号不便, 确认进路困难, 道岔分设在3处,增加车站定员,运营管理不便。图型F为纵列式布置, 中部道岔区配列形式, 能使进入两侧到发线的列车有同时发车的条件, 其2段正线的有效长度计算, 当有轨道电路时,应分别按两对向道岔的始端基本轨缝处的高柱出发信号机控制。

3工程实例

3.1 遵小地方铁路设计实例

新建遵化南至小寺沟地方铁路起点为唐遵线的遵化南站,终点为锦承线的小寺沟车站,线路全长121.849km;为地铁Ⅰ级单线铁路。全线新设10个车站, 均为一般中间站或会让站。近期开站7个,依次为东小寨、三屯营、道马寨、碾子峪、峪耳崖、安达石、宽城站。东小寨站近期设计为会让站,该站位于遵化市的东小寨村北, 距东小寨村1km, 站中心里程为K10+ 050。车站采用图型A布置形式,设到发线3条(含正线),有效长450m,站场路基平均填方高度为4.0m; 新铺站线轨道1.177 km,路基填土方127 845 m。如果采用图型C布置形式, 则可缩短铺轨长度0.100km,相应减少路基填土方约2 000m, 同时减少用地0.75亩(注:1 亩=0.066 7 hm,以下同)。参照本线的综合单价分析, 站线铺轨铺碴按120万元/km计, 路基填土方按40元/m计,土地征用及补偿按3万元/亩计;站线轨道工程可节约12万元, 路基工程可节约8万元, 土地征用及补偿费可节约2.25万元,合计可节约工程投资22.25万元。

可见,在满足车站通过能力、不影响车站接发车及运营管理的情况下, 采用图型C的布置形式,可减少轨道及路基工程量,节约工程投资。

3.2 横南铁路设计实例

横南铁路北起浙赣线横峰站,南至外福线南平南站, 线路全长250.211km, 为国铁Ⅱ级单线铁路, 属南昌铁路局管辖。全线24个车站,均为横列式站型,按业务性质划分为区段站1个,中间站10个,会让站13 个;会让站在该线所站的比例相当大, 为54%。

在13个会让站中,除部分车站考虑同时接入(或发接)客、货列车或进站信号机外制动距离内为6‰的下坡道在到发线末端设置了安全线外,到发线末端未设置安全线的会让站有5个,采用图型A的车站有2 个(武夷山南站、仙店站), 采用图型B的车站有1个(黄莲坑站), 采用图型C的车站有2个(大横站、陈墩站)。

大横站位于福建省南平市大横镇延安村境内, 车站中心里程为K231+534。车站横峰端咽喉区K230+954处有1～2.5m板涵1座,采用图型C布置缩短了站坪长度, 使涵洞少穿越1条线路,缩短了涵洞5.0延长米。陈墩站位于福建省南平市大横镇陈墩村境内, 车站中心里程为K241+766。车站横峰端咽喉区左侧K241+320～K241+450为山前陡坡路堑地段,原地面坡率约1 ∶1.5,设计路堑边坡为1 ∶1,路堑边坡高度约12 m,可采用一般路堑边坡防护形式。采用图型C布置较图型A布置可使线路左侧路堑宽度减窄5.0m, 路堑边坡高度相应减少10 m;该地区路堑边坡高度超过20 m时需做个别设计,因而减少路堑特殊支挡防护的路基工点1处。

可见, 采用图型C的布置形式, 除可减少一般的轨道及路基工程量外, 还可减少或避免桥涵、路基工点工程,节省工程投资。

天窗开设

1 定义

随着列车速度的提高及列车重量和行车密度的增加, 线路的损伤和隐患日益严重, 列车间隙愈来愈, 单线铁路上利用列车间隔分散要点进行设备检修和施工变得极其困难, 且维修时间由于种种原因得不到保证, 同时给行车和人身安全带来的威胁也越来越大。繁忙线路采用大型养路机械开“天窗”进行综合维修势在必行。

通过在运行图中预留“天窗”进行铁路设备维修作业, 可以很好地满足施工要求。但是我国单线繁忙线路运输能力十分紧张, 不可能完全照搬国外的经验, 用较长的“ 天窗” 进行施工, 而“天窗” 时间太短, 又不能满足施工需求。同时单线铁路为双向行车, 不可能像双线那样一方向封锁施工, 另一方向组织列车运行。一旦安排天窗进行施工, 双方向必然同时停止行车等待天窗。导致运输效率与设备维修的矛盾十分尖锐, 这种矛盾在能力特别紧张的单线铁路上尤为突出。因此, 合理地开设天窗解决运输与施工之间的矛盾, 在二者之间寻找一个平衡点, 提高线路通过能力有很重要的意义。

2运输组织特点

我国铁路分布地域辽阔, 大部分线路为客货混运。随着铁路运量的逐年增加以及几次大面积的提速, 单线繁忙区段一般列车密度已达38～42对/日, 列车平均间隔时间为16min 。因此单线繁忙区段列车密度大能力紧。为了方便旅客出行, 提高运输服务质量, 旅客列车的始发终到时间有一定的限制。货物列车则在旅客列车开行方案的基础上进行到发安排。因此列车开行时段分布呈现不均衡状态, 上午7:00～11:00, 下午18 :00 ～23 :00 为高峰时段,列车到发密集,在能力紧张的线路上, 这种密集度更大, 而夜间旅客列车数量较少, 行车量相对较小。

3天窗开设方式

3.1天窗开设方式对通过能力与速度的影响

在高速度高密度的行车条件下, 开设天窗必会占用一定的通过能力。铁路设备综合维修“天窗”的基本形式分为两大类, 即垂直型与V型天窗, 其余各种形式的天窗皆为二者相互组合演化而来。

(1)垂直天窗。一定的时间内, 运行图中安排的一个形如矩形的空白段, 在整个区段同一时间内没有列车运行。这样可以保证综合维修时不受列车运行的影响, 维修作业效率和安全度相对较高。

(2)V型天窗。在整个区段内, 分别按上、下行方向每一个供电臂停送电, 使一线维修作业而另一线继续行车, 现场简称“V”型天窗。

相关研究表明, 当开行天窗时间相同时, 垂直开窗比V 型天窗对线路通过能力的扣除影响小一些;开行V 型天窗要比垂直天窗对货物列车旅行速度的影响小。从单线铁路的列车运行组织方式上来讲, 开设垂直天窗是合理的选择。

3 .2 天窗开设类型

在各国铁路上设置的作业“天窗”, 大致有以下一些类型, 夜间天窗、节假日天窗、技术天窗、间隔天窗、累积天窗及混合型天窗等, 以上各天窗类型的特点从其名字上即可得知。其中夜间天窗适合开设在繁忙的客运(或客货混运)线上。线路究竟采用何种类型的“天窗”, 应根据以下因素来决定:

(1)线路的运营条件;

(2)该区段线路的运输条件;

(3)作业的经济要求;

(4)机械配置和组织机制;

(5)对作业进度、质量和工艺的技术要求。我国的单线铁路为客货混跑, 且白天存在着客车高峰作业, 没有合适的时间段来安排天窗进行施工作业, 如果在白天安排天窗进行施工, 必会打乱且影响列车运行。因此可以利用晚间列车运行稀疏这一条件来安排天窗。开设夜间天窗首先需要解决的是:

(1)足够的照明设施, 流动的或固定的电源, 在作业面上照明不能留有死角;

(2)严格监督工序间或机械群间的连接;

(3)加强作业的质量检验;

(4)减少夜间作业时的噪声对环境的干扰等。综上, 单线铁路开设夜间天窗主要是解决照明问题及作业组织的连续性, 如果在这两点上加大管理力度, 开设夜间天窗是可行的。

3 .3 天窗开设时间确定

施工“天窗” 时间长短, 主要决定于施工复杂程度、施工作业组织和作业效率、机械化程度和技术水平及占用区间通过能力程度等多种因素。国外铁路多采用大型养路机械进行线路大中修和日常维修。原联邦德国铁路工务部门统计, 如果“天窗”内纯作业时间为3h ,线路维修的单价每延米为100 %,5h 则为75 %,8h 为65 %。因此西方国家大都采用长大“天窗”进行作业。在线路作业高度机械化的西欧、日本等国, 线路大修“天窗”一般为6 h以上或全天封闭, 线路维修“天窗”也在3h以上。

就一天而言,“天窗”时间越长, 对其通过能力的影响越大。但对全年而言, 需要看整个区段的施工天数与“天窗”时间相乘得出的总“天窗”小时数, 然后决定其对年运输能力的影响。采用大型养路机械进行线路维修时, 同一区间内同时作业机组数量以1 ～2 套为宜。以线路维修的区间长度400km ;机械组数按两组大型养路机械同时作业考虑;单线平行图能力按40对/日计,可知, 开设施工维修施工“天窗”时, 随着天窗时间的延长日占用能力增加, 但施工天数也随之减少, 从而能力损失随着累计施工天数减少而降低。施工时间为2 ～3h 时,能力损失最大,3 ～5h 时次之,6h 以上变化幅度平缓。因此天窗时间3 ～6 时适宜。

4 运输施工优化

窗的开设属运输组织的一个重要部分。为给施工天窗创造更有利的条件, 争取充分的时间, 列车开行方面可以考虑压缩追踪时间, 同类列车间可以适量组织“成片运行” 、“群发群到”列车的开行, 利用线路的远期储备能力, 优化列车开行方案, 以提高通过能力。在不可能均衡运输的情况下, 单线铁路要充分利用夜间列车运行密度小的条件, 开辟夜间施工天窗, 加强施工时工作组织, 提高工作效率。

5结论

(1)我国单线铁路为双向行车, 不同速度的客货列车混跑, 繁忙干线行车密度很大, 这种运输组织模式对综合维修的时间安排带来很大的困难, 研究合理的天窗开设方案确保运输与施工两不误有很重要现实意义。

(2)比较各种天窗开设方式与单线铁路的行车组织方式, 单线铁路开辟夜间垂直天窗进行施工是合理的。

(3)在优化运输组织的前提下, 采用大型机械进行维修的区段可采用180min 天窗,条件允许时可适当延长天窗时间, 以提高施工效率。

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