长沙至浏阳市域(郊)铁路黄花机场至浏阳段工程速度目标值研究

#交通规划#

长沙至浏阳市域(郊)铁路黄花机场至浏阳段(以下简称“长浏快线”)为国内首条磁浮制式市域铁路。

以下结合该项目特点、功能定位、客流特征、时间目标、经济技术比较等诸多因素对长浏快线速度目标值进行研究,以期为类似项目的规划建设提供借鉴。

1 项目概况

线路起于黄花机场T3航站楼,下穿在建T3、和规划T4跑道后在长沙县东塘村附近设东塘村站(土建预留),出站后线路转向北沿新河南路高架敷设,在新建路与新河南路交叉口北侧设永安南站,随后转向东沿金城大道敷设,于大安路路口、坪头路口、永裕北路路口、丁香路路口、利通路口、砰山路路口分别设永安站、坪头路站(土建预留)、金阳中心站、经开区站、利通路站(土建预留)、东山站,后线路上跨金阳大道和杭长高速在蕉溪客运站附近设蕉溪站,随后沿G319穿越蕉溪岭隧道后至浏阳主城区,在磊石路西侧设集里站,出站后设体育中心站、行政中心站、予倩西路站、浏阳站、关口站。

在金阳大道和金江公路交叉口预留金江站,在康里路与金城大道交叉口规划预留康里路站,在东山站衔接蕉溪停车场。全线最大站间距为13.32km(蕉溪~集里);最小站间距为1.34km(行政中心~予倩西路)。

线路全长48.73公里,其中高架线34.12km,地下线8.45km,山岭隧道5.54km,路基段0.62km,地下线占比17.34%。线路新建车站12座,其中高架站8座,地下站4座,另外土建预留站3座,规划预留设站条件2座,平均站间距3.19km,新建蕉溪停车场1处,新建永安、东山2座主变电站利用长沙磁浮快线车辆段控制中心,见图1。

图 1 长沙至浏阳市域(郊)铁路黄花机场至浏阳段工程平面示意图

2 客流特征

预测随着长株潭都市圈一体化进程的推进,长沙市尤其是浏阳城市化水平的提高,长浏快线客运量逐年增加。


初期全日客运量达到了4.84万人次,高峰小时最大断面客流量达到了0.21万人次/小时;近期全日客运量增长至12.67万人次,高峰小时最大断面客流量为0.59万人次/小时;远期随着沿线用地的开发成熟,人口岗位聚集放缓,客流增长速率放缓,远期全日客运量为20.91万人次/日,高峰小时最大断面客流量为1.01万人次/小时,详见表1。

由于长沙组团到浏阳组团之间距离较远,且双城间目前交通设施只有道路交通一种,所以目前两市之间的主要出行方式是小汽车占主导地位,约为90%,城际公交和客运大巴约9%,其它1%。但小汽车的出行方式出行费用较高、载客量低、也不符合绿色出行的发展理念,随着市域(郊)铁路、长赣铁路的通车,由于轨道交通具有费用低廉、载客量高、安全环保的优势,势必会受到两市之间通勤、无私家车人士的欢迎。根据长株潭居民出行调查和轨道交通发展规向轨道交通,并逐渐上升。

预测年限长沙与浏阳方向律,预计通勤等对价格和准时性敏感的客流群体将转之间的交换量及方式分担比例如表2所示。

长浏快线初、近、远期承担通道内客流比例分别为16%、24%、26%。主要因为长浏通道内上述客流对价格和准时性敏感,该部分客流群体将转向轨道交通,本项目承担通道内客流比例将逐渐上升。至远期长浏组团之间客流达到10.79万人次,占全线客流的51.6%。

3 时间目标值

3.1 功能定位及规划要求

长株潭都市圈的发展规划旨在形成“一轴一心,三带多组团”的城镇空间格局,目标是建设具有全国竞争力的中心城市,辐射宁乡、浏阳、醴陵和韶山等地。本项目是市域(郊)铁路的重要组成部分,通过缩短浏阳组团与长沙核心区的时空距离,促进了区域协同发展,并有效满足沿线客运需求。

根据多层次轨道网络规划,长株潭将整合干线铁路、城际铁路和城市轨道交通,构建全面的轨道交通网络,目标是实现1小时交通圈,重点服务于核心区与30-80公里内的通勤需求。

考虑本线主要承担浏阳市金阳新城和主城区至长沙的市域客流,其中金阳新城至长沙市的客流以通勤客流为主,浏阳主城区至长沙市的客流主要以通商、工务客流为主。根据长株潭都市圈多层次轨道网络规划目标,为更好的服务长沙至浏阳间的通勤客流,本线应实现浏阳金阳新城至长沙主城区60min时间目标。

3.2 现状交通方式及通行时间

目前浏阳与长沙间的客运以公路运输为主,浏阳金阳新城、市中心至长沙市中心客运大巴旅行在1.3h、1.7h左右;另在建长赣铁路经过浏阳,但其设计标准为高速铁路,以承担节点间的长途客流为主,与本线承担的客流特征不同,二者功能互补、无明显竞争关系。

因此项目主要竞争对象为公路运输,为提高项目客流吸引能力、提高竞争力,本线旅行时间应小于公路出行时间,即本线浏阳金阳新城至长沙主城区60min、浏阳主城区至机场45min时间目标为宜。如图2所示。

图 2 本线时间目标示意图

3.3 本线时间目标值

根据客流预测,本线主要承担浏阳金阳新城、主城至长沙市的客流,浏阳金阳新城、主城方向客流到达本线T3站后,可通过换乘地铁6号线、10号线至长沙主城区,或通过既有磁浮快线至磁浮高铁站高铁片区。

根据客流预测,本线客流自T3站换乘地铁线路至长沙市中心(人民东路),平均出行距离约15km,市内平均出行时间约30min。

为简化计算,本次分析以本线经开区站作为浏阳市金阳新城中心的参照点,按浏阳金阳新城至长沙主城区60min时间目标要求控制,并考虑5min的换乘时间,则本线T3站~经开区站时间目标值为25min;为提高同公路运输的竞争力,建议本线T3站~关口站时间按不超过45min控制。

4 速度目标值分析

4.1 速度目标值方案选择

本线为浏阳联系长沙的快速轨道交通线路,线路全长约48.5km,平均站间距3.2km;相比一般城市轨道交通,本线线路较长、站间距大,应采用较高的速度目标值。

根据本线功能定位及时间目标值要求,结合本线线路条件,重点对120km/h、140km/h和160km/h三个速度目标值方案进行研究分析,以确定合理的速度目标值。

4.2 速度目标值方案比选

4.2.1时间目标适应性分析

基于车站分布、线路走向以及停站方式,通过牵引计算仿真模拟,长浏快线在不同目标方案下的旅行时间与旅行速度关系见表4。

由表4可知,120km/h、140km/h和160km/h速度目标值均能实现时间目标。

4.2.2线路适应性分析

①站站停及大站快车的达速情况

根据120km/h、140km/h、160km/h速度目标值的模拟牵引计算结果,分别对能够达到最高速度并保持恒速运行的区间总长进行了统计,结果见表5。

从全线达速情况来看,140km/h和160km/h方案站站停列车达速比分别为21.8%和6.2%,大站快车达速比分别为24.8%和6.6%,160km/h方案大站快车运行效率较站站停可以得到一定的提升。

图 3 远期大站快车模式下 V-S 曲线图

由图3可以看到蕉溪至集里约13km的大区间能够很好的适应160km/h的最高运行速度,将近8km持续以最高速度运行。

②达速区间情况

通过分析,站站停方案120km/h、140km/h和160km/h方案可以达速的区间有6个、3个和1个,大站快车120km/h、140km/h和160km/h方案达速区间有10个、5个和1个,见表6。

4.2.3限界适应性分析

限界设计边界条件为本工程与既有长沙磁浮快线(140km/h速度等级)、长沙磁浮东延线(100km/h速度等级)贯通运营,而这两条线均已建成。贯通运营要求本线车辆同样要满足既有线的车辆限界与设备限界。

新建线路技术标准更高,与160km/h速度等级车辆是匹配的。因此重点分析既有线对本工程限界的适应性,重点研究车站、隧道区间的适应性。

基于相同的车辆轮廓,既有车站的站台板高度、宽度、长度等尺寸均与本线兼容;针对隧道区间,虽车辆悬挂有所优化,但优化针对的是更高速度等级下的稳定性及平稳性,由于在既有线降速运行,车辆限界、设备限界均一致,因此同样可兼容。综合分析,速度等级提升后车辆在既有线运行的限界兼容性良好。

4.2.4不同速度目标值方案投资估算对比分析

①桥梁增加投资情况

全线桥梁能够达到160km/h的桥梁区段占比较小,且为了保证结构安全和舒适性需要对160km每小时的区段桥梁结构进行一定的结构加强,结构与140km/h区段有所区别,桥梁预计要增加300万/公里的费用(主要是结构加强费用),160km/h区段桥梁约9km,桥梁造价增加约2700万元。

②隧道增加投资情况

本工程隧道施工工法为矿山法,仅单洞双线(不带中隔墙)断面时速可达到140k/h以上,因此仅对单洞双线(不带中隔墙)断面进行对比分析,两断面对比情况如表7所示。

由表7可知,提速后隧道断面增大,概算增加约4000万。

③机电系统增加投资情况

本工程信号系统推荐采用CBTC系统,针对各等级速度目标值均可适应,系统可适配线路160km/h的速度目标值的列车运行要求,因此速度目标值调整至160km/h后,对信号系统本身投资而言无变化。

④车辆购置数量和单价变化情况

通过比较分析,速度目标值140km/h和160km/h各设计年度运用车均为15列、30列、45列,车辆购置数量不变。

对车辆单价进行比较,140km/h车辆单价为1300万/辆,160km/h车辆单价为1400万/辆,160km/h车辆单价比140km/h车辆单价多100万/辆。

5 研究结论

长浏快线作为国内首条磁浮制式市域铁路,综合多方面因素,120km/h的速度目标值更为合理。

客流需求上,其虽有增长趋势,但当前区域内居民出行目的多样,120km/h的速度在满足运输需求的同时,能兼顾准时性、舒适性,平衡车站停靠频率与运营成本。

适应性方面,120km/h与既有线路兼容性好,车辆限界与既有线衔接难度低,工程实施难度和对既有运营的影响较小。

经济技术层面,120km/h在成本控制上优势明显。桥梁无需大幅结构加强,隧道断面小、开挖与支护成本低,车辆单价和维护成本也较低,利于控制项目投资和长期运营成本。

综上,从设计角度分析长浏快线采用120km/h的速度目标值更为合理,可为类似项目提供参考。


本文转自《铁道勘测与设计》——长沙至浏阳市域(郊)铁路黄花机场至浏阳段工程速度目标值研究,作者:周诺;仅用于学习分享,如涉及侵权,请联系删除!

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更新时间:2025-07-11

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