张家界七星山齿轨铁路轨道技术研究

蔡向辉,张 乾,贺天龙

(1.中铁第一勘察设计院集团有限公司，西安 710043； 2.陕西省铁道及地下交通工程重点实验室(中铁一院)，西安 710043； 3.北京交通大学，北京 100044)

齿轨铁路是一种山地铁路，相较于普通铁路而言，具备更加卓越的爬坡能力，最大爬坡坡度可达48%，而一般铁路可以攀爬的坡度仅为4%～6%。由于齿轨铁路能克服轮轨间黏着力不足问题，增大爬坡坡度，因此可减少展线长度，这对旅游景区及环保要求高的地区环境影响较小，对沿线植被及地质环境能起到有效的保护作用，并降低工程造价[1]，因此适用于山区坡度较大的登山旅游观光线路以及矿井内的辅助运输系统，其运行速度一般不大于40 km/h[2]，轨距一般为800～1 000 mm[3]。

齿轨铁路发展至今已有150年的历史[4]，目前共有近30个国家已经开通180多条各式齿轨铁路，较为成熟的齿轨系统主要有Riggenbach、Abt、Locher、Strub 4种系统，广泛应用于美国和欧洲等山地路段。图1为瑞士少女峰齿轨铁路，其最大坡度为25%。国内的都江堰、张家界和九寨沟等多地均已着手筹划齿轨铁路的规划、建设，同时，为适应齿轨铁路发展的需求，四川省于2019年颁布了《山地(齿轨)轨道交通技术规范》。

图1 瑞士少女峰齿轨铁路

1 齿轨铁路研究现状

相比于传统依靠轮轨蠕滑运行的线路，齿轨铁路的显著特点是轨道中间铺设有一条与钢轨平行的传动设施，一般为齿条，同时在车辆上(通常为转向架中部)安装有相匹配的啮合齿轮。当车辆行驶在大坡度地段时，齿轮与齿条之间的啮合力可以克服钢轮与钢轨间黏着力不足的问题，从而具备较大的爬坡能力。……