基本介紹
- 中文名：限界
- 套用：鐵路
- 定義：線路縱向中心線垂直的橫斷面輪廓
- 包括：機車車輛限界和建築限界
- 作用：確保全全，防止車輛撞擊設備
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名詞介紹
鐵路限界（railwayclearance）線路縱向中心線垂直的橫斷面輪廓。包括機車車輛限界和建築限界。機車車輛限界是一個和線路中心線垂直的極限橫斷面輪廓；建築限界是除機車車輛以及同它有相互作用的設備（如電氣化鐵路接觸網、車輛減速器等）以外，其他設備和建築物不得侵入的輪廓線。
這兩種輪廓線之間在垂直方向和水平方向上的間隙，是為確保行車安全的裕留空間。世界各國鐵路基於其歷史原因、運營情況、管理方法等各方面的差別，裕留空間所包含的內容及取值不盡相同。
關於裕留空間的設定，基本上有兩種情況。
一種是具有各種技術狀態的機車車輛和鐵路線路，在運營中可能發作的垂直方向和水平方向位移，除在曲線上的車寬縮減以外，大部分均在裕留空間內考慮。中國、俄羅斯、美國、日本等多數國家，均屬這一類型。
另一種是歐洲鐵路聯盟（UIC）所使用的鐵路限界《鐵路運輸車輛——機車車輛構限界（第九版）》（UIC505-1），其裕留空間比較小，由各成員路自定。
在UIC505-1中，給定一各成員路均認可的基準輪廓線，並根據機車車輛可能發生的、具有各種特性的水平方向位移，縮小或擴大基準輪廓線，從而得到機車車輛製造限界、靜態限界、動態限界。
UIC505-1雖可在較大程度上利用裕留空間，但在機車車輛設計時需作較繁雜計算。同時，實施這種限界需符合UIC機務、工務所規定的管理規則。
建築限界
為了保證列車運行安全，要求靠近鐵路線路修建的建築物及設備，不得侵入規定的與線路中心線垂直斷面的輪廓尺寸線，稱為建築限界。《鐵路技術管理規程》（以下簡稱《技規》規定：一切建築物、設備、在任何情況下均不得侵入鐵路的建築限界。與機車、車輛有直接互相作用的設備，在使用中不得超過規定的侵入範圍。建築限界包括：
（1）客貨共線鐵路建築限界（υ≤160km/h）；
（2）客貨共線鐵路建築限界（160km/h<υ≤200km/h）；
（3）鐵路雙層貨櫃運輸裝載限界及客貨共線鐵路雙層貨櫃運輸建築限界；
（4）客運專線鐵路建築限界（200km/h<υ≤350km/h）。
建築限界的基本尺寸，必須符合《技規》的有關規定。
車輛限界
為了確保行車安全，要求機車、車輛本身及其裝載的貨物，不得超過規定的輪廓尺寸線，稱為機車車輛限界。《技規》規定：機車、車輛無論空重狀態，均不得超出機車車輛限界。機車車輛限界包括：
（1）機車車輛限界（υ<200km/h）；
（2）機車車輛限界（υ≥200km/h）。
機車車輛限界的基本尺寸，必須符合《技規》的有關規定。
中國鐵路在按鐵路限界設計製造新車（生產後未經運用）時，垂直面內上部最大尺寸，在空載狀態下可用到限界最大尺寸；垂直面內下都最小尺寸，須計入靜載下（或整備狀態下）的 彈簧下沉量以及各部最大磨耗量。在確定最大容許製造寬度時，須計人製造公差，但不考慮由於機車車輛走行部分具有最大磨耗當其進入曲線時的橫向偏移量。
機車車輛通過曲線線路時，其車體縱向中心線和線路中心線不一致，車體中部向曲線內側偏移，車體端部向曲線外側偏移。在GB 146.1，GB 146.2中採用建築限界的曲線加寬和機車車輛車寬縮減的方法來處理該幾何偏移。標準中選取車體長度為26 m，兩轉向架中心銷間距為18 m的四軸車作為計算車輛；另選取計算曲線半徑為 R=300m。計算車輛停留於R=300 m曲線半徑的彎道上，其中部最大偏移最為135mm，端部最大偏移量為。147mm。修建線路將依此進行建築限界的曲線加寬。機車車輛設計中，當其車體長度和兩轉向架中心銷間距大於計算車輛的規定時，須按標準中規定的計算方法進行車寬縮減。
中國路網絕大部分為1435 mm標準軌距鐵路。此外，尚有一些非準軌軌距鐵路。西南部昆明鐵路局管內，有部分1000 mm窄軌軌距鐵路在運營。該窄軌鐵路機車車輛限界見圖。其機車車輛限界基本上是按《標準軌距鐵路機車車輛限界和建築接近限界》（GB 146一1959）制定的，並參照 GB 146.1一1983進行了局部修改。其限界性質和使用方法與準軌界基本相似。
米軌機車車輛限界圖
世界各國鐵路在進出口車的國際交往中，往往會涉及歐洲鐵路聯盟（UIC）所實施的動態限界。在《規程505-1至505-4通用基礎條件—規程編制和條文說明（第二版》UIC 505-5）中，
在UIC 505-5中，定義了以下各種限界及其有關的位移量。
基準輪廓線 採用正交於車輛縱向中心線或軌道平面的標準坐標。是用來確定機車車輛限界和建築物位置的輪廓線。
幾何偏移 車輛位於曲線上，其某部位與軌道中心線的距離和該部位位於直線上距離的差值。在車輛兩轉向架中心銷之間部位的偏離標註為S，車輛兩轉向架中心銷之外部位時偏離標註為S。
柔度係數 車輛停留於超高曲線線路上，其車輪滾動平面與水平線成一角度δ，車體在簧上傾斜，並與垂直於軌平面的中心線形成一個角度η，略去彈簧不對稱度及摩擦減振器的影響，計算或測量η/δ的比值，則比值η/δ稱為柔度係數。 UIC規定，工務部門對固定建築物的位置和線間距計算所考慮的柔度係數限定為0.4（側滾中心取0.5 m）。
似靜態偏移 靜止或緩行的車輛在曲線上因過超高影響，其重力的水平分力導致車體傾斜而產生的水平偏移。也稱半靜態偏移。對於柔度係數不超過0.4的車輛，其水平偏移不難計算。但對柔度極大的車輛，需特殊考慮。為此，UIC 制定了縮減附加條文，使車輛在較大超高時所要求的淨空，小於柔度係數為0.4時所要求的淨空。
縮減值 以D表示車輛可能出現的偏移（根據車輛有關參數計算求得），S表示幾何偏移，E表示基準輪廓線的縮減值，則有S=D－E。若需求得車輛在給定高度橫斷面上的最大半寬尺寸，應在同一高度的半寬處確定其縮減值（在車輛兩轉向架中心銷之外的縮減值標註為Ea ），並依此進行寬度縮減。
機車車輛製造限界 基準輪廓線各部位經寬度縮減後的限界輪廓。
機車車輛靜態限界 以線路為基準的基準輪廓線的最外各點，相當於車輪線上路上運行時機車車輛各部按最不利位置來考慮。如軸承在軸箱內的偏移，車體相對於軸箱的偏移。靜態限界不考慮車體在簧上的擺動。
機車車輛動態眼界 以線路為基準的基準輪廓線的最外各點，按車輪線上路上運行時機車車輛最不利位置來考慮。如軸承在軸箱內的偏移，車體相對於軸箱的偏移，以及由於受未被平衡離心力作用下彈簧傾斜或過超高（似靜態偏移）的影響而產生的水平位移。動態限界不考慮某些隨機因素（振動、偏載），因而車輛簧上部件在振動過程中可能超過動態限界。
相關原則
設計原則
1)限界是確定與行車有關的構築物的淨空大小，限界斷面制定時，需遵循安全、經濟、合理的設計原則。
2)曲線地段矩形隧道、道岔區的限界應在直線地段限界的基礎上根據曲線(或導曲線)半徑、曲線超高及管線布置等要求分別進行加寬或加高。
3)雙線並行線路，兩線間無設備及牆、柱、廣告等時，兩設備限界之間距離應不小於100 mm。
4)建築限界與設備限界之間無管線時的距離，一般情況下應不小於200 mm，特殊困難條件下，應不小於100 mm。
5)圓形盾構隧道和單線馬蹄形隧道的建築限界按正線該隧道斷面類型的最小平面曲線半徑來確定。故單線馬蹄形和圓形隧道直線段與曲線段的建築限界相同。曲線段單線馬蹄形隧道及圓形隧道建築限界不加寬，通過隧道中心向曲線內側移動適當的水平距離的方式來滿足限界要求。
6)除有效站台邊緣限界對施工誤差有特別規定外，其餘建築限界不包含隧道等結構的施工誤差、測量誤差及變形量等。該誤差由結構專業在設計時考慮，以確保竣工後的隧道斷面淨空滿足建築限界的要求。
7)本工程按區間設定應急疏散平台開展限界設計。疏散平台頂部應預留不小於1900 mm的空間，以滿足乘客在疏散平台上行走的需要。
技術參數
1)車輛主要設計參數
採用國家標準B2型車，車輛具體參數如下：
①計算車輛長度：19000 mm；
②車輛最大寬度：2800 mm；
③車輛高度：3 800 mm；
④地板面距走行軌面高度：1100 mm；
⑤車輛定距：12600 mm；
⑥轉向架固定軸距：2200 mm。
2)軌道結構高度
一般地段整體道床軌道結構高度參數如下：
①車站及區間矩形隧道為560 mm；
②單線圓形隧道為740 mm；
③單線馬蹄形隧道為650 mm。
特殊減振段軌道結構高度參數如下：
①單線圓形隧道為800 mm；
②單線馬蹄形隧道為800 mm；
③矩形隧道為750 mm。
軌道超高：軌道最大超高值為120 mm。地下區間超高設定方法為半超高，即內軌降低1/2超高值，外軌抬高1/2超高值。
3)線路：正線最小曲線半徑為350 m。
4)接觸網：本工程供電方式為接觸網授電。
地下線採用剛性懸掛，接觸線至軌頂面的高度為4040 mm。
布置原則
設備和管線的布置具體如下：
地下線需布置的管線及設備主要有：電力電纜、電源箱、通信信號PIS電纜、電話盒、漏泄同軸電纜、照明燈、揚聲器、消防給水管、FAS、BAS、信號機。安裝位置如下：
①一般情況下，以右線列車行車前進的方向為例，通信信號PIS電纜、電話盒、漏泄同軸電纜、揚聲器、消防給水管、FAS、BAS、信號機等安裝在行車方向右側的隧道牆壁上。
②電力電纜、照明燈、電源箱安裝在行車方向左側的隧道牆壁上。
③漏泄同軸電纜安裝在行車方向右側的隧道牆壁上。
管線布置應考慮設備安裝、維修的空間。
直線地段、曲線地段的設備限界與建築限界之間的空間應能滿足各種設備、管線安裝的要求。在最不利的情況下，各種設備、管線均不得侵入設備限界，以確保列車安全運行。
一般情況，強、弱電分開布置，特殊情況下，如電力電纜與通信、信號電纜需在同一側設定時，應協商確定，並考慮抗干擾距離。各種設備和管線的安裝位置，一經確定，不得隨意調換或侵占其他專業的安裝位置。
鑒於道床面為乘客的主要疏散通道，在道床面上局部點設定信號應答器處，信號專業應做步行無障礙措施處理，以確保道床面疏散通道暢通。
