肖江文
港铁技术咨询(深圳)有限公司 广东深圳 518109
摘要：以深圳市轨道交通4号线三期工程清湖北站至竹村站区间线路为例，结合线路长大坡和小半径条件，及列车采用3动3拖动力配置情况下，检算研究列车在超员载荷和丧失1/4、1/2动力和完全动力的情况下运行模拟计算，结果表明列车能按要求运行，满足故障救援的需求。
关键词 城市轨道交通；高架区间；长大坡；小半径；3动3拖
城市轨道交通受车站标高、线路敷设、沿线建构物影响，在条件受限的情况下，而出现线路坡度和高差大、半径小的不利组合线型，对行车运营较为不利。需要结合列车动力配置、线路具体条件、环境条件进行分析和研究，进一步检算行车各种运营工况下的适应性和安全性，确保行车运营安全。本文以深圳市轨道交通4号线三期工程清湖北站至竹村站线路为应用实例，对其各种工况下运行进行模拟计算，分析能否满足故障救援的需求。
1长大坡及小半径定义
根据《地铁设计规范》（GB 50157-2013）第6.3.4条，正线坡度大于24‰,连续高差达16m以上为长大坡地段，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。同时地铁设计规范第6.2.1条规定，正线A型车一般地段圆曲线最小曲线半径为350m。
2 工程概况
深圳市轨道交通4号线三期工程为既有4号线延长线，起点清湖北站至竹村站区间线路主要沿规划和平路北延线高架敷设，在机荷高速公路南侧前入地接入观澜大道。受制于既有二期工程线路衔接条件、规划和平路北延段与本线的线性关系协调难度大及实施时序不确定、下穿220kV高压线、上穿高压燃气管线、及下穿机荷高速等因素影响，区间线路采用纵坡为28‰，坡长1170m，高差为33.71m，平面设置两处350m小半径曲线。线路纵面如图1示：
3各种运营工况下行车的适应性和安全性验算
3.1 列车动力条件及安全性情况
深圳市轨道交通4号线三期工程初、近、远期采用A型车6辆编组，动力配置为3动3拖列车。
最高运行速度：80km/h。
定员情况下（AW2），列车在平直干燥轨道上，车轮为半磨耗状态，在额定供电电压时，起动平均加速度为：
列车平均初始加速度（0～40km/h）：≥0.8m/s2
列车平均加速度（0～80km/h）：≥0.48m/s2
定员情况下（AW2），列车在平直干燥轨道上，车轮为半磨耗状态，列车从最高运行速度到停车，如无特殊要求，制动平均减速度为：
常用制动减速度（80～0km/h）：≥1.0m/s2
紧急制动减速度（80～0km/h）：≥1.2m/s2
列车在牵引或制动过程中纵向冲击率不应大于0.75m/s3。
列车运行的平稳性指标应小于2.5，脱轨系数应小于0.8。
3.2故障工况及规范要求
根据《地铁设计规范》（GB 50157-2013）第4.1.19条规定，列车应具有下列故障运行能力：列车在超员载荷和丧失1/4动力的情况下，应能维持运行到终点（以下简称故障工况1）。
列车在超员载荷和丧失1/2动力的情况下，应具有在正线最大坡道上起动和运行到最近车站的能力（以下简称故障工况2）。
一列空载列车应具有在正线线路的最大坡道上牵引另一列超员载荷的无动力列车运行到下一车站的能力（以下简称故障工况3）。
3.3各种故障条件下列车安全性检算
本工程在清湖北站-竹村站之间设有下坡坡度为28.8%、长度为1170m的长大坡度线路，根据车辆参数和线路条件，利用中车列车运行模拟软件对清湖北站至竹村站区间发生上述三种故障情况进行模拟牵引运行，结果如下所示：对故障工况1的模拟牵引运行
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图4.故障工况3列车从竹村站至清湖北站方向运行列车运行图
根据以上模拟牵引计算可以看出，在空载列车牵引超员载荷的无动力列车故障工况下，列车仍可以在最大坡道上起动并运行到下一车站。因此，线路条件可满足该故障工况运行要求。
4 研究结论
通过对深圳市轨道交通4号线三期工程清湖北站-竹村站长大坡及小半径区间各种故障条件下列车安全性检算，对于设计采用的线路平纵断面条件，采用3动3拖车辆可以在上述三种故障情况下能按要求运行，满足故障救援的需求。（一般情况下，干燥、洁净的轨道，轮轨之间的正常粘着系数可达0.21以上，上述三种工况能完成救援。如雨雪天或轨道状况不良，能顺利完成救援的机率将下降，目前国内暂无相关文献资料能说明上述条件下轮轨粘着系数，即使是4动2拖编组列车AW0救援AW3列车，也不能保证100%顺利完成救援。另外，实施救援与车辆当时的状态也有很大关系。）
参考文献
[1]中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国质量监督检验检疫总局，地铁设计规范（GB 2017-2013）.北京：中国建筑工业出版社，2013.
[2]铁道第三勘察设计院集团有限公司，深圳市城市轨道交通4号线三期工程 线路图[R].天津：铁道第三勘察设计院集团有限公司，2016.
[3]铁道第三勘察设计院集团有限公司，深圳市城市轨道交通4号线三期工程 车辆[R].天津：铁道第三勘察设计院集团有限公司，2016.