铁路车站设计

车站种类很多，每种车站的作用不尽相同。铁路车站设计是以年度预期的客货运量为依据，根据铁路通过能力和改编能力，选择车站图型和确定车站设备数量。车站设备要为保证行车安全、调车安全、人身安全创造条件。在完成运输任务的前提下，力求节省工程费用和运营费用。在车站总体规划的指导下，按照不同阶段运量增长的情况，分期投资。车站通过能力　是指对某一车站起限制作用的到发线（场）或咽喉道岔的通过能力。即在现有设备条件下，采用合理的技术作业过程，每一接轨方向在一天内所能接、发、通过的列车数总和。但在客运站或旅客列车到发场的通过能力，当列车运行不均匀时，有时指在一天或一天最繁忙时间内（一小时或几小时）每一接轨方向所能接、发、通过的列车数的总和。车站通过能力的确定　车站通过能力，一般采用分析计算法来确定。计算方法是：先取一时间段（一天或一天中最繁忙的一段时间），在该时间段内，以某项设备已被占用的总时间，除以可供占用的时间，求出车站通过能力利用率，再以此利用率，与现有列车数，求出车站通过能力。当车站某一部分的通过能力利用率达到70％以上时，需要用图解法进行验算。图解法是以各项设备为纵轴，时间为横轴构成图表。图表上、下方各绘有相邻区间的列车运行图，每一列车，从进站到出站，占用车站各项设备的时间，都一一记入图表。通过对图表的分析与计算，可以确定车站的通过能力。图解的项目包括到发线，咽喉、牵出线，机车走行线等，从而找出车站设备的薄弱环节，以便采取改进措施。车站通过能力不能储存，所以在设计新建及改建车站时需要留有一定的储备能力，中国规定车站通过能力的使用能力是计算能力的80％。车站咽喉　车站或车场两端道岔集中的地方称咽喉区。在车站的咽喉区，每一条单线铁路只有一组咽喉道岔，即进路上最繁忙的那组道岔；对于双线铁路还应当按上、下行方向分别找出上、下行进路上各自的那一组咽喉道岔。车站通过能力常受限于某一进路的咽喉道岔。出现这种情况时，可以采取减少该进路的作业次数与时间，或修改咽喉的设计。站场排水、给水和除雪设施　编组站、区段站和大型中间站中每一组轨道或车场的路基面长度为1000～2000米，宽度为30～200米；纵列式编组站总长可达4～6公里，横列式编组站和区段站总宽度可达300米以上。因此：①要求场面设置横坡，并设纵向、横向排水系统；②在城市附近车站的给水系统，可归入城市给水系统，在远离城市的站场设独立的小型给水系统；③在寒冷地区的车站，为了防止积雪，除设排雪机具外，站场布置中还要准备排雪出路。不同性质车站的设计特点　铁路车站可按其技术性质及业务性质分类。按技术性质可分为中间站、区段站和编组站；按业务性质，可分为客运站，货运站。中间站　保证行车安全和调整列车运行为主，兼办客货运输业务的车站。中间站站址的选择，随该中间站所在区段需要的通过能力而定；也为了兼顾地形条件和客货运输的方便，一般在进行选线设计时已经确定。中间站的主要作业是客货列车的通过、会车和越行。为了便利旅客，中间站设有旅客站房、旅客站台和客货列车共用的到发线。为了便于货物运输，中间站设有货物线及货场或预留货场位置。区段站　以处理通过车流为主，也处理改编车流，设有机务段，并兼办客货运输业务的车站。相邻两区段站之间的线路长度称为区段。在一条较长的铁路上，机车是在一定距离内往返工作的。在此距离两端的车站（即区段站）范围内设置机车维修、整备和必要时折返的设备。由于改编列车的站上需要机车承担调车作业，经常把机务设备设在区段站。因此，区段站又是该区段两端线路上机车折返的端点。区段长度和区段站设置地点是根据下列因素决定的。①区段长度随所采用的牵引种类（如电力、内燃或蒸气）、列车速度和机车乘务制度之不同而异。电力牵引的区段最长，内燃牵引次之，蒸气牵引区段最短。货运机车区段，长的数百公里，短的约100公里，客运机车可以跨2～3个货运机车区段。②设置在城镇附近，便于吸收客货运，也为了铁路人员的生活方便。③与其他铁路干线或支线的接轨处。④沿铁路线路纵断面地形条件改变处的附近。这是因为有时需要在车站两端的两个区段上使用不同功率或不同数目的机车牵引相同的列车，或两侧的列车重量不同而需要在站上改编。⑤改变牵引种类的车站。区段站的设备有：客、货列车到、发和通过的到发线；为改编列车用的调车场和牵出线；和城镇联系的旅客站房、站台、道路、货场和停车场；为了机车维修、整备所需的设备，视其繁简，称为机务段或折返段。区段站的旅客站房，设在站内正线的一侧，一般设在靠近城镇的一侧，以便利旅客。货场可设在旅客站房异侧，并加修跨线桥以便利货物取送。机务段一般设在旅客站房对侧右端或左端（不发展为纵列式布置图式时）。靠近基本站台（站房与最近的股道之间的站台）和中间站台的线路称为旅客列车到发线。在单线铁路上，与旅客列车到发线相邻的车场，依次为货物列车到发场和调车场。到发场和调车场在两端咽喉区以牵出线互相沟通。车辆检修设备设在调车场旁。到发线的数量根据到发列车对数和车站所采用的技术作业过程确定。区段站到发线的有效长度，应与相邻牵引区段内各站的到发线有效长度采用统一标准。机车走行线或与到发线合用，或单独设置。区段站调车线数量，要按该站衔接方向数、需要办理调车的车数、调车作业方法和列车编组计划确定。为了满足车站通过能力的要求，车站咽喉区的结构必须保证必要数量的平行进路，为了节省工程费和运营费，车站咽喉区的道岔配列要尽量紧凑。上、下行货物列车合用一个到发场或上、下行两个到发场并列，而调车场在其外侧的布置图式，称为横列式区段站布置图。横列式布置的站坪较短，占地较少，设备集中，管理方便，但车站通过能力受到车站两端咽喉通过能力的限制。单线铁路区段一般采用横列式布置图。上、下行两个到发场分设在正线两侧、其间以咽喉区沟通的布置图式，称为纵列式区段站布置图。纵列式布置的站坪较长，占地较多，设备分散，但由于上、下行两个到发场分设在正线两侧，在车站内设有三个咽喉区，因而车站通过能力较大。双线铁路区段站可以采用横列式或纵列式布置图。编组站　设于铁路汇集的枢纽地区，在大城市、大工矿区或港口（大部分货物列车到站后需要解体，并编成新的列车出发），以处理改编车流为主，也处理通过列车，并设有机务段和车辆段的车站。由于编组站占地面积很大，调车作业繁忙，影响环境的宁静，不适于接近市区，因此，一般不和客、货运车站设在一起，但有些城市的旧有铁路编组站位于市区附近，它妨碍市区交通和环境。编组站图型有单向、双向、纵列、横列、混合之分。设置一套调车设备的编组站称为单向编组站；设置两套调车设备的编组站称为双向编组站。到达场、调车场、出发场三场顺序排列的图型称为纵列式图型；三场并行排列的图型为横列式图型；到达场、调车场顺序排列、出发场与编组并行排列的图型称为混合式图型。在单向纵列式图型中，无改编作业的通过列车，在通过车场到发；通过车场可设在出发场的一侧。由于到、调、发三场纵列，从顺驼峰溜放方向到达的列车，到、调、发是流水作业，效率较高；但车站很长，有的长达6～8公里。由于上、下行两方向都使用同一套到达场、调车场、出发场，车站作业比较集中，易于管理；但从反驼峰溜放方向到达的列车，必须反向接车或利用环线接车，向反驼峰溜放方向出发的列车，必须反向发车或利用环线发车。列车反接和反发增加车站咽喉作业，将导致车站通过能力下降；利用环线接车或发车将增加工程费用，但一般对运营作业有利。编组站图型的选择，以车流量及其性质和当地地形、地质条件为依据。小型编组站一般采用横列式图型。大型编组站可采用单向纵列式图型或双向纵列式图型。上行或下行方向的车流量具有明显优势时，采用单向纵列式图型，效果显著。上行与下行两方向车流量都很大，而两方向之间的交换车流量又较少时，则采用双向纵列式图型。（见彩图）40年代以来，单向纵列式图型受到各方面的重视。在欧美及日本铁路上，在编组站的新建与改建过程中，呈现出设备集中化和作业自动化的趋势。驼峰双溜放技术（用两台调车机在驼峰处并行溜放）的研究和实践，60年代以后在欧美及苏联铁路上得到发展，因而扩大了单向编组站的适用范围。在不同的社会制度下，编组站的设置有所不同。在私营铁路中，每一铁路公司设有其专用的编组站。往往在一个大城市各公司分设很多编组站。在铁路国有的国家，尤其是社会主义国家，编组站是根据路网和地区运输条件统筹设置的，因此，不需很多编组站，在工程材料、占地面积、运营效率与消耗上都是较为经济和优越的。客运站　专门办理旅客列车始发、终到或通过，有旅客乘降和行李装卸的车站。客运站多位于大中城市，是铁路枢纽的组成部分。客运站由车场、站房、站前广场和各项客运设备（如站台、雨棚、天桥、地道、平过道等）组成。客运站房的平面布置主要根据其在城市范围的位置，旅客流向，长途、短途与市郊旅客人数，旅客和行李通路的便捷等条件整体设计的，并应根据铁路与城市的发展规划，预留增建的空间。客运站的形式有通过式、尽头式和混合式三种。没有始发终到，只有通过列车时，一般设通过式车站；有始发终到的车站，采用尽头式。通过式客运站的站房可设在车场一侧，或架设在站台线之上。其优点是：通过能力大，列车、机车、车底出入客运站互相干扰较少；旅客平均走行距离较短；通过列车可不必改变运行方向。缺点是：必须以立体交叉解决与城市交通的干扰；站坪较尽头式客运站为长，旅客常须过天桥或地道。尽头式客运站的站房设在到发线的一端。其优点是：因为是尽头式，易于靠近市区设置；旅客不必跨越线路。缺点是：通过能力小，干扰较多；旅客平均走行距离较长；通过列车必须改变运行方向；相邻两站台之间必须设三股道，其中中间一股道作机车走行线，并需设相应的渡线；旅客通路与行李通路互相干扰。如果在一个客运站接发的列车中，既有始发终到列车，又有通过列车时，可采用混合式图型。中国烟台客运站和美国首都华盛顿联合客运站即为混合式客运站。货运站　以办理地方车流的解编、货物装卸和换装联运为主的车站。它是铁路网在国家综合运输网中及其他运输形式换装联运的接口设施。设计的要点是恰当地处理铁路枢纽内部有关站、线的关系，与城市运输、公路和水运相协调和为工农业及居民提供优质服务。货运站的设置、规模和细部结构在铁路枢纽工程和城市（地区）规划中是和客运站同等重要的组成部分。货运站按其办理货物的种类及服务对象可分为：主要为城市居民和中、小企业服务的综合性货物站；办理单一品类大宗货物（如煤、木材、矿建材料等）的专业性货运站。60年代以来，一些工业发达国家，为适应城市的发展，货运量的增加和充分发挥新型装卸机具的效能，货运站有集中设置的趋势。即建设货运据点站。同时，在市区内设立铁路货运业务终端机构，以便就近办理分散的中、小企业和城市居民的货物承运与交付，信息集中到货运站处理，这样既可缓和货场场库容量的紧张，又能减少市区道路高峰时期的交通量。如能结合城市工厂企业的分布，设置综合性或专业性的货场，将减轻城市运输的负担。在货场线路布置方面，为了适应集装箱运输及各种新型机具、节省用地以及直接换装的要求，设有龙门起重机或桥式起重机的集装箱装卸场，双层或多层仓库，跨线库棚等。另外，在不同轨距铁路衔接地点，专门办理不同轨距铁路车辆间货物换装作业的车站，称为换装站。办理铁路和水运换装联运作业的称港湾站；办理铁路和厂、矿内部运输联运交接的称工业站等。这些车站的共同点都是铁路及其他运输的换装（交接）联运，但是其衔接的运输形式不同，所以规划设计中也有各自的特点。在干线铁路和厂、矿企业之间的工业站上，可以交接车辆，也可以交接货物。由于它是企业原料输入和产品输出的重要通道，直接影响着工业生产的连续性，所以工业站的设置需满足工业企业总体规划的要求，符合企业生产流程对运输的需要。同样，港湾站扼铁路网通向港区的咽喉，它的设置应作为港区总体规划的一部分统一考虑。当港区或工业区建有专用铁路、自备机车，并依据各自的生产过程组织内部运输时，它们和铁路间的车辆交接在工业站（港湾站）的交接车场上办理，有时交接车场也可设在远离工业站(港湾站)的适当地点。当工业区或港区作业量很大，车流组织复杂，工业站（港湾站）将建成地区编组站性质的车站，另分设地区车站或地区车场，再分别连接各装卸地点，这就形成工业或港湾铁路枢纽。 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