货运铁路限坡设计影响因素探讨 本文关键词：货运，探讨，因素，铁路，影响
货运铁路限坡设计影响因素探讨 本文简介：[摘要]对于有货物运输需求的铁路而言，线路的限制坡度对工程建设和运输组织均有重大影响。在充分分析线路限坡对工程建设、工程投资、运输组织、运输安全影响的基础上，剖析限坡设计需要考虑的因素。论述以定性分析为主，定量分析为辅，着重对影响限坡设计各因素的梳理。客运专线坡度设计有相似之处，在此不做论述。[关键
货运铁路限坡设计影响因素探讨 本文内容：
[摘要]对于有货物运输需求的铁路而言，线路的限制坡度对工程建设和运输组织均有重大影响。在充分分析线路限坡对工程建设、工程投资、运输组织、运输安全影响的基础上，剖析限坡设计需要考虑的因素。论述以定性分析为主，定量分析为辅，着重对影响限坡设计各因素的梳理。客运专线坡度设计有相似之处，在此不做论述。
[关键词]货运铁路；限坡；运输组织；运输安全；工程投资
坡度设计是铁路设计的一项重要内容，也是铁路设计行业中专业性很强的一项工作，其设计精度达到0.1‰，精细化的坡度设计对于投资巨大的铁路建设工程具有十分重要的意义。随着更大牵引动力机车的投入应用，铁路限坡在一定程度上增加了可选范围，在一些地形条件特别复杂的山区地段采用较大的限坡能更好地适应地形条件，降低线路桥隧比与路基土石方，从而降低工程难度，减少工程投资。与道路运输、客运专线相比，货运线路运量一般要大得多，因此，为匹配货运列车更大的牵引质量，货运铁路通常采用较小的限坡。受既有路网技术标准、地形条件等各种因素影响，目前我国的货运铁路限坡大部分在0～20‰范围内，少部分限坡超过20‰的主要出现在地形起伏较大的地方性铁路中。在一定的机力条件下，较小的坡度能够增加机车牵引质量，并对运输安全更为有利。货运铁路限坡不仅对线路走向、长度和车站分布有很大影响，而且直接影响运输能力、行车安全、工程费与运营费。它与沿线自然坡度、运输需求、牵引种类和机车类型、相邻线路限制坡度以及货流方向有很大关系。影响限坡选择的各因素通常是互相制约的，这意味着合理的限坡设计及各项制约因素效果的平衡。
1沿线地形条件的影响
在诸多需要考虑的因素中，地形条件是最直接且极为重要的一项，货运铁路限坡的选择首要考虑的因素就是与自然坡度的匹配。线路与自然坡度更好地匹配有利于降低工程量，减少桥隧长度。在地势起伏较小的平原或高原地区，采用较大的限坡并没有显著的效果，而在地势起伏大的地区选用较小的限坡会付出不必要的代价。通常情况下，在不考虑绕避军事区、自然保护区等人为控制因素的前提下，线路的平面走向应尽量平直以缩短线路长度。但自然地形的复杂性使线路在平面上完全平直很多情况下是无法实现的。在遇到自然坡度起伏巨大的地形时，完全匹配自然坡度已经无法满足运输组织的要求，而通过采用架桥或打隧道的工程技术若意味着操作难度太大或投资巨大，此时在线路增加长度可接受范围内绕避该区域而选择地形更平顺的走向是更合理的选择。但若线路展线系数太大，线路长度增加过大，不仅不会降低工程投资，且增加运输距离，在工程技术难度可接受范围内且满足运输要求的基础上适当提高限坡则是更合理的选择。
2工程投资与运营费用的影响
铁路建设作为投资巨大的建设项目，工程投资是起决定性影响的因素。尤其对于自然坡度变化大的山区地段，限制坡度的选择对于投资影响巨大，通常情况下应尽量提高限制坡度，降低工程投资。运营费用则应尽量降低，这就要求应尽量减小限制坡度，条件受限时，较大的限制坡度有时需双机牵引甚至三机牵引，运营费用会大大增加。在做限坡设计时应综合考虑工程投资与运营费用，通常应选择工程投资与运营费用合计最小的限坡方案。
3运输组织的影响
3.1牵引种类与机车类型的影响
铁路的发展历史上主要有三种牵引种类：蒸汽牵引、内燃牵引、电力牵引，目前在我国蒸汽牵引类型已基本被淘汰。电力牵引具有牵引力大、起动加速快、计算速度高、运输能力大、污染小、节约能源等特点，但电力牵引一次性投资较大，对外部配套条件要求高，初期投资较大；内燃机车牵引具有一次性工程投资省、对外部配套条件要求低的优势，采用内燃牵引可有效地节省工程投资、规避投资风险，缓解筹资压力。我国的电力机车类型主要有和谐系列与韶山系列，其中韶山系列电力机车大部分已停产，和谐系列电力机车将是未来的主要机型。内燃机车类型主要有和谐系列与东风系列。不同型号的机车在不同坡度上的牵引质量不同，因此在一定的机车类型下，限坡的确定意味着线路的牵引质量上限。而更大的牵引质量通常意味着更大的运输能力。若线路的运量较小，或车站到发线长度受限的情况下，选择较小的牵引质量，选择不同的机型意味着限坡的不同。而在机型一定的条件下，减小限坡，加大牵引质量可以增加单线布站距离，减少布站数量。不同机型在不同坡度上单机的牵引质量如下表所示。
3.2运输需求与货流方向的影响
运量的大小对限坡选择有重要影响，对于单线铁路尤其如此。运量越大，通常适宜选择较小的限坡，这样可增大牵引质量，提高线路输送能力，运量越小则可选择更大的限坡，从而降低工程投资。在一些投资受限且地形条件较差的情况下，选择较大的限坡限制运输能力甚至会无法满足运量需求。货流方向同样对限坡有重要影响。上下行双方向运量较为平衡的线路通常应采用相同的限坡，而上下行运量差别巨大且近、远期变化不大的特殊线路应采用不同的限坡，重车方向宜选择较小的限坡以提高运输能力，轻车方向则适宜选择较大的限坡。
3.3相邻线技术标准的影响
相邻线路的技术标准对于研究线路的限坡影响巨大，有时甚至起决定作用。通常情况下，要求研究线路与相邻线限坡保持一致，这有利于列车跨线运行，对于跨线列车占比很大的线路尤其如此。对于受地形限制很大的地方铁路，且跨线列车占比很小的情况下，可以选择与相邻线不同的限坡，但要慎重选择。
4运输安全的影响
运输安全是铁路运营中的重中之重，线路限坡必须在保证运营安全的基础上进行设计。根据选择的机型对于长大坡道的限制坡度必须在充分实验的基础上确定。
5结语
货运铁路限坡选择是一项复杂且重要的工作，其主要受沿线地形条件、工程投资、运营费用、运输组织、运输安全等因素影响。本文充分分析了各影响因素相互之间的联系及其影响限坡选择的方式与效果，对于货运铁路限坡设计具有参考价值。
【参考文献】
[1]陈军团.黔张常铁路限制坡度研究[J].铁道运输与经济，2013.
[2]陈泽建，邱文展.衢州至宁德铁路限制坡度研究[J].铁道工程学报，2012（12）.
[3]杨长根，王伟立.鹰梅铁路限制坡度研究[J].铁道勘测与设计，2011（06）.
作者：穆振涛 单位：中交铁道设计研究总院有限公司
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