摘 要：通过对高速铁路、城际铁路、公路、城市轨道交通等项目相关规范、标准条文及条文解释关于平面曲线最大半径取值进行分析，提出城市轨道交通最大曲线半径及平面一般半径选取原则和取值建议。
关键词：城市轨道交通最大半径；平面半径；探讨
1 问题的提出
高速铁路、城际铁路、公路、城市轨道交通等项目关于平面最小曲线半径都有很多研究论证，在相关规范、标准中都有较大篇幅的说明，同时也有科研院所进行过专门研究及相关测试工作以支撑相关规范。但对最大曲线半径的描述大多不详细、不具体，且原因分析不清楚，同时一般半径选取缺乏具体原则。特别是城市轨道交通更没有准确的说法，因此本文从铁路、公路、地铁等相关规范、标准进行分析，提出城市轨道交通一般半径的取值原则及最大曲线半径的取值建议。
2 相关规范标准及存在问题
2.1 铁路线路规范
《铁路线路设计规范》（GB50090-2006），适用范围为铁路网中客货列车共线运行、旅客列车设计行车速度等于或小于160km/h、货物列车设计行车速度等于或小于120km的I、II级标准轨距铁路的设计。
P7中条文规定，线路平面的圆曲线半径应结合工程土建、路段设计速度以及减少维修等因素，因地制宜，合理选用。曲线半径采用的序列：12000、10000、550、500m。其中最大为12000m。
P69和P70页条文解释曲线半径上限：曲线半径大到一定程度，其欠超高和过超高已经很小，不會对舒适度和轮轨磨耗产生明显影响；但曲线半径过大，曲线过长，不利于养护维修。目前我国配备的轨检车在世界上属于较为先进之列，在经过大于12000m半径的曲线时常会报错，故曲线半径上限应加以限制。根据轨检车的研发专家分析，适当提高检测系统的处理功能，对12000m左右的曲线，其方向和曲率是可以准确检测的，但更大的曲线半径，由于曲率太小，外界干扰信号可能大于测试信号，因此规定曲线半径上限取值为12000m。
笔者认为，该规范为普速铁路规范（旅客列车速度不大于160km/h），对于城市轨道交通而言，应该属于最接近的速度目标值，最具参照价值。但条文及条文解释中并没有说太清楚，其一，不利于养护维修，究竟怎样不利于养护维修，养护什么？维修什么？没有表达清楚。笔者认为根据目前施工、测设技术的发展，测设精度能达到很高，且城市轨道交通正线基本为整体道床，养护维修量并不大；其二，“轨检车受外界信号干扰“，没有说明地上线和地下线的区别，究竟是什么信号干扰，目前有无扛干扰措施？城市轨道交通干线由于主要敷设于主城区内，地下线居多，地下线干扰信号是否比地上线小，或可忽略？这些都没有讲清楚，值得思考。
2.2 地铁设计规范
《地铁设计规范》（GB50157-2013）适用于最高运行速度不超过100km/h、采用常规电机驱动列车的钢轮钢轨地铁新建工程的设计。
条文P35线路平面圆曲线半径应根据车辆选型、地形条件、运行速度、环境条件等综合因素比选确定。没有对最大平面曲线半径进行规定，在缓和曲线表中最大值取为3000m。
P367条文解释：正线曲线半径，首先是根据地形条件和对地面建筑物的影响而确定。另一方面，主要考虑车辆通过曲线的运行条件，如运行速度、对轮轨的磨耗，以及产生轮轨噪声等因素，因此对曲线半径大小有所选择，并非越大越好。
条文解释中“并非越大越好”，究竟多大是不合适的？而且我们研究的是大半径，本身是对运行速度和轮轨磨耗不受影响的半径范围，这些都没有说明，让设计人员难以把握。
2.3 公路路线设计规范
《公路路线设计规范》（JTGD20-2006）第7部分“公路平面”：最大曲线半径不宜超过10000m。
条文解释为：驾驶者在大半径圆曲线上行驶时，方向盘几乎与直线上一样无须调整。当圆曲线半径大于9000m时，视线集中的300-600m范围内的视觉效果同直线没有区别，因此圆曲线半径不宜过大。
条文和条文解释中欠统一，条文为不宜超过10000m，条文解释中以9000m为例说明。公路和轮轨系统不同，解释中没有提到养护维修等原因，主要是汽车驾驶员对大半径和直线上300-600m范围的视觉差异难以区分，可能误把曲线当直线，容易发生行车安全事故。因此公路规范对城市轨道交通参考价值不大。
2.4 城际铁路设计规范
《城际铁路设计规范》）（TB 10623-2014， J 1980-2015）条文：5.2.5 最大平面曲线半径不应大于12000m。
条文解释：5.2.5 当线路设置小偏角曲线时，为了满足最小圆曲线长度不小于（0.4～0.6）V的需要，需采用较大的圆曲线半径。当平面曲线半径过大时，受线路的铺设、养护、维修养护精度控制，当曲线半径大到一定程度后，正矢值将很小，测设和检测精度均难于保证极小的正矢值的准确性，可能会成为轨道不平顺的因素。因此，宜对圆曲线最大半径加以限制。综合考虑线路测设精度和轨道检测精度，并参考国内外最大曲线半径采用情况，规定最大圆曲线半径为12000m。
该规范条文解释原因基本同《铁路线路设计规范》中解释结论，略。
2.5 高速铁路设计规范
《高速铁路设计规范》（TB 10621-2014， J 1942-2014）条文中：高速铁路设计规范没有单独列出最大平面曲线半径，但可从缓和曲线表中看出，最大值同城际线，不应大于12000m。
条文解释：最大曲线半径通常是在小偏角情况下为保证最小圆曲线长度而采用的，最大曲线半径标准主要受线路的铺设、养护、维修养护精度控制，因此需要研究最小偏角条件下、在一定管理波长时可以检测到的矢距，据此研究最大半径标准。当曲线半径大到一定程度后，正矢值将很小，测设和检测精度难以保证极小的正矢值的准确性，可能反而成为轨道不平顺的因素。因此，宜对圆曲线最大半径加以限制。
综合考虑线路测设精度和轨道检测精度，并参考国外试验线上最大曲线半径情况以及国外研究350km/h高度铁路设计标准的新动向，规定最大圆曲线半径为12000m。
该规范条文解释原因基本同铁路线路设计规范中解释结论，略。
3 城市轨道交通一般曲线半径选取原则
城市轨道交通线路有别于铁路和公路选线，一般城市主骨架线路大部分位于城市中心区，受限因素较多，即使市域线路或城市地铁快线，站间距都不是很大，不太可能选取很大的半径。目前《地铁设计规范》中虽然列出了速度、超高、缓和曲线表，但半径选取缺乏具体的指导原则。因此，笔者建议，线路设计时可以分为四档考虑（以最高运行速度80km/h线路为例，其他速度标准可按该原则推算）：
其一，小半径：一般250～400m（规范中B型车困难时最小曲线半径250m），选取400m时（按未被平衡离心加速度0.4、0.5m/s2計算，最大超高120mm，欠超高分别为61mm、75mm，则速度分别为78.2km/h、81.4km/h），最高设计速度可达到80km，因此环境因素复杂时，尽量按接近高限选取（不小于400m的半径）。
其二，在不限速条件下，主要考虑轮轨磨耗较小的半径：这类半径一般在400～800m。但往往不同设计者在这个范围选取随意，原则混乱，在400、450、500、550、600、650、700、750、800m这些值甚至零数半径都有选用，笔者认为应该尽量选取轮轨磨耗小的接近800m的半径。
其三，既不限速，轮轨磨耗也无明显差异的半径：特别是在线路设计时线形比较自由的地段，半径选择自由度很大时，各家设计单位每个设计人员基本按自己的意愿或喜好选用，缺乏基本指导原则，一般为800-3000m（也可更大，由于《地铁设计规范》中缓和曲线表最大值只取到3000m，暂按3000m考虑），这类情况，笔者认为应从大到小选用，尽量选取较大半径，缩短线路总长度。
其四，慎用3000m以上半径或小偏角曲线。
4 城市轨道交通最大曲线半径建议
从高速铁路、城际铁路和铁路线路设计规范看，不管理由是否充分，原因是否清楚，曲线最大半径都规定为12000m，《公路路线设计规范》也规定在9000-10000m。而《地铁设计规范》没有明确规定，只是缓和曲线表中最大值取为3000m，且条文解释中“并非越大越好”，究竟多大是不合适的？没有说明，设计时难以把握。
由于城市轨道交通线路选线时受限因素多，站间距小，线路设计时建议：在控制条件复杂地段，首先选取尽量不限速半径；在控制因素较少地段，尽量选取轮轨磨耗较小半径；在自由地段，尽量从大到小选取；最大曲线半径一般按不大于3000m考虑，特殊地段可按不大于5000m考虑，调坡调线时一般按不大于5000m考虑，特殊地段按不大于10000m考虑。
参考文献
[1]中华人民共和国行业标准.高速铁路设计规范（TB 10621-2014，J 1942-2014）及条文解释[S].
[2]中华人民共和国行业标准.城际铁路设计规范（TB 10623-2014，J 1980-2015）及条文解释[S].
[3]中华人民共和国国家标准.地铁设计规范（GB50157-2013）及条文解释[S].
[4]中华人民共和国行业标准.公路路线设计规范（JTGD20-2006）及条文解释[S].
作者简介：王仕春（1965-），男，教授高级工程师，中铁二院地铁院副总工程师。
