重載運輸對線路及站場股道和站型的要求一、重載鐵路等級劃分 1、劃分等級的依據鐵路設計需要采用一定的技術標準并滿足一定的技術要求。例如，采用一定的牽引重量和機車類型才能滿足一定的牽引定數要求；采用一定的限制坡度和最小曲線半徑才能適應地形和滿足最小速度的要求等等，而這最終才能提高行車密度，滿足近遠期運量需要。鐵路等級是制定鐵路技術標準的基礎和依據。重載鐵路由于運輸能力大，線路通過總重高，合理和適當地劃分重載鐵路等級關系到鐵路投資、運輸能力和運營指標以及鐵路的經濟效益。根據鐵路客貨運量劃分鐵路等級是目前世界各國廣泛采用的分級方法。例如美國、前蘇聯、德國、日本等都把客貨運量作為劃分鐵路等級的主要指標或主要指標之一。我國建國以來歷次的設計規范，基本上都是以運量作為劃分鐵路等級的主要依據。2、我國重載鐵路等級的劃分鑒于存在于我國的幾種可能重載運輸形式，又根據我國近年來開行重載列車的實踐經驗分析，我國的重載鐵路以通過線路的總密度作為劃分依據比較適宜，并以每年單方向通過總重作為劃分重載鐵路的標準。鐵道部規范處在總結有關院、所研究的基礎上曾提出如下劃分標準：I級重載鐵路每年每km通過總重>8000萬t?km/kmII級重載鐵路每年每km通過總重6000～8000萬t?km/kmIII級重載鐵路每年每km通過總重4000～5000萬t?km/km相應軌重配套為:I級75～80kg/m軌重II級≥70kg/m軌重III級≥60kg/m軌重二、重載鐵路主要技術標準技術標準是指對鐵路能力有決定性影響的工程標準和技術裝備。技術標準不僅對設計線路的工程造價和運營質量有重大影響，也是確定一系列工程標準和設備類型的依據，是設計鐵路的基本決策。應根據國家要求的年輸送能力和確定的鐵路等級，考慮國家的科技發展規劃，并結合沿線地形、地質等自然條件，經過慎重論證、比選確定。重載鐵路主要技術標準軌距和正線數目牽引種類和機車類型限制坡度和最小曲線半徑牽引定數和到發線有效長車站分布和信聯閉設備重載鐵路相關的技術條件和裝備重載列車種類：單元式、整列式、組合式機車連掛位置：頭部、頭部＋中部、頭部＋距尾部2/3位置處、頭部＋尾部等車輛類型軌道結構 1、軌距

國內外已有的鐵路軌距中，大體分為寬軌（1676，1600，1532mm），準軌（1435mm）和窄軌（1067，1000，762，600mm）根據對世界重載鐵路軌距資料的分析，除了北美、西歐等發達資本主義國家大多是標準軌外，諸如巴西、南非、澳大利亞等國在窄軌鐵路上開行重載列車也都取得很好的運營經濟效果。三、重載鐵路線路技術標準

中國干線路網全部為標準軌距。一些專家學者曾對窄軌鐵路的投資、能力做過投入產出的經濟效果分析研究，指出，窄軌鐵路的投資1000mm軌距約為準軌的3/5~2/3，762mm的投資約為準軌的1/3~2/5，而其運力則為準軌的1/5~1/3，因而提出在中國某些特定地區，如云南、廣西、四川、貴州、西藏、青海甚至內地某些特殊地區，修建一定數量的窄軌鐵路在經濟上還是合算的，特別是它們的建設周期可以比準軌鐵路縮短一般以上。鑒于窄軌鐵路必須配備配套的機車車輛和相應的行車裝備，存在和路網干線銜接換裝站的大量換裝作業等。多數專家認為重載鐵路的軌距應當選擇標準軌距。但部分專家仍然認為在一些地形條件困難的貨運專線上，修建窄軌重載鐵路，配備先進的技術裝備，開行重載單元或超長重載列車，不僅技術可行，經濟上也合理。但必須慎重，要全面衡量各種有利、不利因素，經過仔細技術經濟比選而定。2、正線數目正線數目關系鐵路工程建設的投資和鐵路能力，特別是對鐵路能力的影響巨大。國內外修建鐵路在正線數目的決策上，除非運量潛力特別大，一般都是先建單線，遠期發展余地高時，預留復線，并常常是當運量達到一定經濟限值，逐漸分段向復線過渡，而一次雙線是不經濟的。一般盡量在單線采取各種技術改造措施，裝置先進的技術設備，在現代化手段上下功夫，千方百計提高單線鐵路運輸能力。單線重載貨運鐵路最佳極限運輸能力

－這個問題比較復雜，它和財政經濟、不同地區復線工程難易、機車車輛牽引和載重量、速度、線路和軌道技術標準與養護維修、列車運載總重和軸重，以及信號通信條件有關。－單線與復線臨界運輸能力的最佳選擇，有較大的技術經濟意義，特別是在重載運輸線上。如果過分挖掘單線運輸潛力，超過經濟合理的極限運輸能力，會加速線路設備的損壞，增大維修工作量和費用支出；如果不適宜地修建復線會增大基建投資和運輸成本。這種情況引起一些國家鐵路重視并進行研究，但因各國鐵路具體條件不同，對單線最佳極限運輸能力的選擇也不盡相同案例1巴西維多利亞－米納斯鐵路這條重載運輸鐵路原系單線，以運輸鐵礦石為主，運量的增長，大大超過原設計水平，雖然對軌道結構和路基進行了改善，但仍不能適應礦石生產運輸的發展與需要。為了提高既有線的運輸能力，提出三個方案，并對進行了經濟比較和選擇。A．充分挖掘既有單線運輸能力，通過增購大量機車和車輛，在單線上運行長重列車。b．通過增建車站和延長既有站線、采用調度集中等增加列車運行密度，以提高鐵路運輸能力和列車運行的可靠性。C．按照運輸需要和地區條件．有計劃地分期修建復線。

研究比較結果顯示：在不同運量條件下，單線增加機車車輛和修建復線的投資和運營費用的比較，并指明當年運鐵礦石運量達到5000萬t時。修建復線包括少增加一些車輛，比單線多增加車輛運輸鐵礦石具有較好經濟效益。研究結果還證明，單線的極限運輸能力約為運輸鐵礦石4000萬t，超過這個極限，常發生列車延誤，因而成為決定修建復線的重要經濟因素。案例2澳大利亞哈默斯利鐵路澳大利亞哈默斯利鐵路關于單線極限運輸能力的研究及其經濟效益的分析。哈默斯利鐵路為適應礦石生產運輸發展需要和選擇提高鐵路運輸能力的最佳方案，1975年曾針對單線行駛軸重30t重載列車不同運量的成本進行分析，并對單線、復線運量與成本的關系進行研究和比較。根據以上研究分析情況，哈默斯利鐵路按單線極限運輸能力可達8000萬t總重／年做出決定，暫不修建復線，采取措施提高單線運約能力。如：在年通過總重超過4000萬t時，采用調度集中。據稱，調度集中的投資，只相當于兩列列車機車車輛的投資，或相當于復線投資的9％；增加列車長度，列車掛礦石車由原來的150輛增加到180輛，從而提高運輸能力20％；通過輪軌接觸應力的研究，證明重載運輸加速了對軌道質量的破壞，增加線路養護維修占用線路時間。實際的單線極限運輸能力，受線路養護維修占用線路時間的限制。它的有效能力，常常是不能超過年通過總重6000萬t。為了減少線路養護維修占用線路時間，哈默斯利鐵路提出應加強軌道結構，采用高強度重型鋼軌、預應力混凝土軌枕、彈性扣件，加厚道床，增大道床斷面，打磨鋼軌等措施。－根據國外重載運輸實踐和最佳單線重載貨運能力及國內初步研究結果，單線貨運重載專線如果同時裝備自動閉塞、調度幾種、行車組織管理現代化，同時裝卸運手段協調配套，其年運輸能力一般可達4000萬t以上。所以，重載貨運專線大都是單線鐵路，這個抉擇可以發揮鐵路最大經濟效果，只有當運量很大（近期就達到8000～10000萬t以上）時，才考慮一次雙線。在設計時，可根據遠期運量發展速度，按預留復線設計（施工時，橋隧等重點工程可一次雙線修建），并在運營過程中逐漸分期開通復線插入段或部分復線。

3、限制坡度重載鐵路的限制坡度與所經地段的地形條件、線路等級、牽引類型等因素有關。一般按重、空車方向分別確定。在山區或自然坡度較大地區，新建或改建重載運輸鐵路限制坡度的選擇，與基本建設投資、列車牽引重量、列車速度以及運營費用支出等有直接影響。最適合的極限坡度應該體現在保證運輸需求的基礎上，達到最佳經濟效益關于最適合的極限坡度的選擇，印度B.V.RamaRao曾研究采用模擬計算程序，對相同地區不同極限坡度、不同運量進行反復計算比較。結果說明：鐵路運量大時，選較小極限坡度比選較大限制坡度，可取得較好經濟效益，表現在運輸成本低。鐵路運量小時，選較大極限坡度，大量減少基建投資，可取得較好經濟效益。這是相對而言的一般情況，至于對于不同鐵路具體條件如地勢和工資、材料價格等應做具體分析。須注意不能因為可多機牽引提高牽引能力而減少基建投資，選用不適當極限坡度，忽視長期增大運營支出費用及運營經濟效益。在實際選擇極限坡度時，應慎重考慮較長時期的運量發展和固定資產在運輸成本中所分攤的折扣率。從鐵路運輸潛力來闞，較小的極限坡度比較大的極限坡度潛力大。在重載鐵路設計方面，要求運量調查推算達到十分準確是比較困難的。因此，對極限坡度的選擇也應考慮這個因素，適當留有余地。否則如果運量大幅上升，超過原推算的運量而必須對線路進行改造或必須修復線，則需增加大量投資。對于極限坡度在重載鐵路設計中的使用，包括地段和長度，有兩種選擇方法：一種是盡可能使用這種限制坡度，以便減少土建工作量和基建投資；一種是僅在不可避免的地方，有限地采用限制坡度，同時衡量運量增大后對運輸能力、運營費用、列車牽引重量和速度、軌道設備使用壽命的影響。后一種方法同時計算運用機車小時、乘務員小時、材料消耗、軌道和機車車輛維修費用以及增加機車車輛數量等投資費用進行全面綜合分析，對運輸能力和經濟效益、運輸成本比較，選定使用限制坡度的關鍵區段或接近關鍵區段，可能是最適合的使用極限坡度的做法。國外幾條重載鐵路線路的限制坡度我國重載鐵路建議限坡值：4‰～12‰分方向限坡：重車方向4‰～12‰（均衡坡度）空車方向12‰～30‰

4、最小曲線半徑

（1）曲線半徑對工程運營指標的影響

在重載運輸貨運鐵路或行駛重載列車的客貨混運鐵路上，無論是新建或改建，曲線半徑的選擇，具有類似極限坡度的重要性，它既影響到基建投資，又影響到列車行駛速度、軌道設備使用壽命、線路輸送能力，進而影響到運輸成本。特別是在山區地段，如果陡坡設在小半徑曲線上，除需考慮曲線折減率外，重載列車運行在下坡道上，由于制動，會導致運營費用大大增加。（2）曲線半徑對列車數量和重量的影響

在運輸能力達到飽和的區段線路上，由于曲線半徑與列車速度關系密切，而列車速度又與每天通過列車數量成正比；在同一限制坡度和相同牽引能力條件下，列車速度又與列車總重成反比。因此，曲線半徑對線路每天通過的列車數量和列車重量有相當影響。

印度B.V.RamaRao在印度鐵路用WDM2內燃機車行駛在5‰限制坡度上試驗最大運輸潛力與列車速度與總重的關系，其試驗設想就是簡單估計，V*Q達到最大即可獲得最大運輸能力，所以V*Q達到最大值時的重量-速度值，選為最適合的重量-速度值。

當采用不同的機車或多機牽引時，牽引能力不同，各種列車速度與相應列車重量也不同，最適合的重量－速度值也會隨之編號，必須結合各種限制坡度、運輸成本進行比選，作為選擇最小曲線半徑的依據之一。美國重載8機重聯（3）建議的我國重載鐵路最小曲線半徑貨運專線客貨共線鐵路小曲線半徑取值應根據重載鐵路等級、行車速度特別是經行地區的地形條件經過方案技術經濟比選慎重確定。國外一般400—1200m，困難地段可取300m。我國鐵路根據工程和運營實踐，對各級重載鐵路最小曲半徑取值建議如下。鐵路等級地形條件I級II級III級一般地段（m）800600500困難地段（m）400350300基本原則：在保證行車安全和平順前提下，力爭節省工程投資和良好的運營條件達到高度協調，并使線路盡可能的短直。通過對列車動力作用和線路參數之間關系的理論分析以及列車運行實際情況，重載鐵路對線路平縱面設計沒有過高的要求，一般遵循：設置曲線應由大到小選擇半徑；由于行車速度已不是限制條件，夾直線及緩和曲線長度按普通I、II級線路標準設置；坡段盡可能長些，一般不小于半個列車長度；由于設置一定半徑的豎曲線，坡度連接代數差不受限制，不影響行車安全和平順。

四、重載鐵路平縱斷面設計設計要點如下1、曲線地段的外股鋼軌按平衡離心加速度設置超高，并在緩和曲線范圍內順接過渡2、重載列車在緊坡地段位于曲線上的最大坡度折減。重載列車由于超長，在復雜地形地段經常會跨越幾條曲線，使列車呈扭曲狀態，產生的扭曲力會逐節傳遞，當線路夾直線緩和曲線皆最短，且超高順坡最陡及圓曲線半徑最小的地段扭曲最嚴重，經檢算，其附加阻力仍按700/R計算，不會產生坡停運緩事故。3、站坪地段對平縱面設計無特殊要求，有條件時，站坪設計在凸形斷面上，檢算結果表明，在會越到發線上，困難條件下，超出普通列車長度的地段設在限坡上可以起動。4、環形裝車線。環形裝車線是提高重載列車裝車效率的有效設施。環形線的線路條件，必須滿足列車低恒速運行的要求，以達到準確、均勻裝車。

環形線設計原則是：

平面條件（1）裝車點前后設計為直線；

（2）環線曲線半徑一般不小于250m。

縱斷面必須滿足下列要求；

（1）列車總阻力應小于機車低恒速控制范圍內的牽引力；

（2）在車鉤拉伸狀態下裝車，

（3）保證列車起動。根據上述要求，環形線縱坡一般可設計為不大于1~2.5‰，但在裝車點前后應設計為平坡。

5、為了提高卸車效率，亦可采用環形卸車線，線路條件應滿足：

（1）在車鉤壓縮狀態下卸車；

（2）翻車機前后應設計為平坡直線。

其他條件與裝車環線相同。 6、鐵路與道路交叉。為確保長大重載列車運行安全，盡可能設計為立體交叉，不具備條件，應設置有人看平交道口，兩道口間距離應大于2km。

1、強化線路承載能力由于重載列車的機車和車輛軸重、列車總重和長度都比普通列車增加，對線路設備的破壞力加大；并且，長大重載列車長期大運量運營，對線路等設備的承載能力和疲勞壽命都會造成很大影響。為保證重載列車的安全運行，減少維修成本，必須強化重載線路的承載能力，使其具有高度的耐久性、可靠性和平順性。五、重載運輸對線路的要求2、改善線路基本參數，提高線路平順性在長大陡坡和小曲線半徑區段，開行重載列車，軌頭側面磨耗、軌頂表面波浪形磨耗以及疲勞斷裂更加嚴重，基床病害增多，對線路平順性、穩定性破壞加劇。可通過改善線路基本參數，包括減緩線路的限制坡度、加大最小曲線半徑、采用大號碼的新型道岔等措施來提高線路平順性。

3、檢測現代化、養路機械化重載軌道采用現代化手段檢測，是保證重載線路質量及列車運行安全的重要措施。在軌檢車上安裝先進的檢測裝置，可以及時實時地察看軌道幾何狀態，保證列車運行安全。養路機械分大修機械、維修機械、檢查機械和修理機械。采用大型清篩機和配套的維修機械、鋼軌打磨列車、鋼軌探傷車、軌道檢查車等養路機械，可提高作業效率和維修檢查質量，從而提高線路質量和保證行車安全。

1、到發線有效長（1）車站到發線有效長是決定列車牽引重量的基本條件。到發線有效長度的選擇要根據機車車輛長度及安全距離的要求等因素確定。貨物列車長度

Li——機車長度 Q——牽引定數 q——每輛貨車平均總質量 Lp——每輛貨車平均長度六、重載運輸對站場股道長度的要求重載列車到發線有效長L=Ll＋l附l附——安全附加距離，按一般配置到發線的原則取30m，但重載列車安全距離取值沒有相應規范，《關于重載鐵路技術標準編制重要技術參數確定的研究》中關于安全距離的描述如下：“大秦線6000t列車進站制動停車地點的波動范圍在列車長的10％范圍內”“大秦線10000t列車進站制動停車地點的波動范圍在列車長的10％范圍內”從大秦線的運營實際上看，設計時采用的列車長10％的安全附加距離，是基本能夠滿足運營安全的，也是基本能夠滿足運營效率的。例1）大秦線萬t列車按C63A車輛參數計算需要的到發線有效長。車列長1440m（＝120×12），萬t列車雙機牽引，機車長70.5m（＝2×35.232），列車長1510.5m，安全附加距離按列車長度的10％取值151m，向上取整1700m。2）大秦2億t重載擴能改造后采用4臺DJ1型機車牽引，C80型車輛（全長12m，2萬t列車編組200輛）。DJ1型機車全長2×17.616m＝35.232m；2萬t列車全長為4×35.232m+200×12m＝2514m，安全距離暫取列車長的10％，則為255m，到發線有效長為2796m，取2800m（有爭議）3）2萬t組合列車的到發線特點：需設腰岔（包括信號設備） 9號道岔警沖標到岔心距離39m，道岔始端到岔心距離13.84m，警沖標到道岔始端距離52.84m，道岔始端前要設信號機，它距道岔始端距離按5m計算，同時考慮到組合列車到達后，為了中間的本務機車出來入段，后面的車組要依次向后移動，這需要一個安全距離，假設15m，那么合計72.84m。由于2萬t列車可能是由4個5000t列車組合而成，中間至少應設3組渡線，合計距離218.52m（＝3×72.84）。到發線有效長必須取2800m。（2）車站到發線有效長度決定了車站站坪長度，因此有效長度的長短，特別是在地面縱坡陡峭地段，會對工程數量造成影響。 近期貨物列車長度通常較遠期貨物列車長度短，若運營初期，到發線按遠期有效長度鋪設，則一方面增大初期投資，另一方面增加近期調車作業不必要的走行距離，增大運營費用。所以近期的有效長度應根據實際需要鋪設。但是，一旦鋪設了一定長度的有效長后，它即對列車長度，也就是牽引定數起了限制作用。（3）列車長度在一定的機車條件下，主要取決于車輛的軸重，特別是貨車的平均載重和車輛的每延米載重量。所以，為縮短線路有效長，研制超短型重載車輛是一發展方向。（4）通過上述分析，重載列車到發線有效長應根據牽引定數、機車車輛制造技術的發展確定。新建重載鐵路宜按規定一次建成，改擴建的重載鐵路可采用整列車長占用有效長和咽喉區考慮，咽喉區以外的站坪范圍其平縱斷面設計標準可按一般規范要求。（5）既有鐵路重載列車停留線設置數量及分布位置，應依據重載列車開行數量及在區段可能避讓旅客列車的次數進行確定，并通過鋪畫列車運行圖進行設置地點調整。2、重載運輸對站場線路長度數量的要求對于重載列車的始發站、終到站、途中技術作業站，到發線有效長要延長到1050m及其以上，調車停留線有效長達到1250及其以上。一般來說，開行5000t級重載列車要求到發線有效長度為1050m，開行萬噸、2萬噸的重載列車要求到發線有效長分別為1700m、2800m。對于辦理始發、終到重載列車的車站應延長一定數量股道到需要到發線有效長；一般中間站可延長1股到發線；中途有列檢作業的車站延長2股；組合列車途中組合拆解站可酌情增加。

七、重載運輸對站場配置的要求 為保證重載列車正常的接發、通過、辦理相關技術作業，重載運輸相關車站的站場配置和線路有效長度應能滿足列車牽引長度的要求，能保證重載列車的停靠和作業。如整列式重載列車的到、發、解、編和途中越行及技檢作業；組合式重載列車的合并、分解和途中越行及技檢作業；單元式重載列車的到發和裝卸作業等。

（一）組合式重載列車的站場配置要求如組合式重載列車只是作為加強通過能力的經常性措施時，只需在少數中間站及兩端的組合拆解站延長少量股道，不動整個站場，土建工程很少，且可隨開行組合列車的增加邊開邊建，逐步提高運能。如大秦線開行2萬t組合列車，組合分解站除根據需要增加股道，延長線路外，還應根據列車組合分解方式在到發線、組合分解線或調車線適當位置設置腰岔及相應的信號設備，車站聯鎖控制系統也要相應改動，以適應重載列車開行需要。如湖東站2萬t擴能改造，機車分散連掛，列車作業過程較集中連掛復雜，車場布置不但要滿足2萬t列車組合、分解的需要，還要滿足機車出入段和車輛機檢的作業需要。重空車場布置形式：兩條重（空）車線夾一機走線為一束，到發線和機走線間距采用5m，束與束到發線之間設置機檢通道，線間距采用6.5m；每束到發線和機車線之間順列車到達方向設置3處9號腰岔，咽喉區至腰岔、每處腰岔和相鄰腰岔之間的有效長采用700m。（二）整列式重載列車的站場配置要求

1、中間站的站場改造在開行整列式重載列車的既有繁忙干線上，為了滿足列車牽引重量達到5000t以上的要求，必須將該干線中間站到發線的有效長延長至1050m，以滿足重載列車待避旅客列車的需要。（1）中間站的分布中間站改建的車站數量可根據該計算期牽引區段開行重載列車的數量和旅客列車的對數，采用計算機模擬運行圖的方法予以確定。改建車站數量及其分布以滿足該區段計算期運量的需求為原則。對于重載運輸專線，為避免不必要的管理人員和設備浪費，中間站分布不宜過密；但為滿足“垂直”天窗條件下列車等待天窗，以及事故救援情況下的列車運行調整，避免因列車停靠站過少造成的不均橫運輸和解決運輸通道暢通問題，須在列車技術作業站之間增加部分中間站。一般情況下，中間站的合理間隔以70km左右為宜。（2）上、下行都開行重載列車的區段，在地形條件允許時，上、下行重載列車的待避線應盡可能設在同一中間站上，以便于管理，節省定員，提高設備利用率。（3）區段內只需部分中間站延長站線時，應盡可能選擇在沒有貨場或專用線接軌的中間站上進行改造，以節省工程費用。

（4）開行重載列車中間站的改建，應盡量選擇可以向車站一端延長線路的橫列式布置圖。 這種布置圖形的優點是運營后車站作業集中，便于管理。改建時道岔拆遷少，施工附加費用低，節省基建投資。

在開行單元重載列車運送單一貨物品種的重載專線上，旅客列車及摘掛列車對數很少時，對于新建的橫列式中間站，可將中間站臺設在站房對面的到發線外側，以減少站場路基寬度，節省用地和土石方工程量。

（5）重載列車中間站線路的平、縱斷面設計應根據既有正線的平、縱斷面條件，空、重車流方向及工程條件等因素確定。選擇中間站時，應考慮為重車方向停車的重載列車起動創造有利條件，延長的到發線有效長范圍內的平均坡度，必須保證列車起動以及機車單獨控制閥能控制住列車的條件。延長到發線部分的曲線半徑應按規定標準盡量向直線或曲線轉角小的一端延長。

2、技術站的站場改造 在開行整列式重載列車的繁忙干線上，為了滿足重載列車的接發、解編和換重作業的需要，必須對既有技術站（區段站和編組站）進行改建。我國多數技術站的站線有效長都較短，不具備1050m的條件，因此，既有技術站的改建主要是延長站線。

技術站的改建應遵循下列一般原則和要求：（1）充分利用既有設備，不變更站型結構。延長站線時，一般不變更站型另建車場。盡量利用原有站線、機務段和貨場等設備，以減少工程費用。（2）盡量少改動車站咽喉和駝峰線路。根據既有設備及當地地形、地物情況，在車站的一端咽喉延長站線。例如單向三級三場編組站延長站線時，一般要保持調車駝峰不動。到達場向區間一端延長，調車場向出發場一端延長。困難時可將調車場尾部咽喉與出發場進口