第四节 铁路限界
一、设置限界的意义及制定限界的原则
铁路限界由机车车辆限界（简称“车限”）和建筑限界（简称“建限”）两者共同组成，两者相互制约与依存。铁路限界是铁路安全行车的基本保证之一，为保证机车车辆能在全路范围的路网内畅通无阻，不会因机车、车辆外形尺寸设计不当、货物装载位置不当或建筑物、地面设备的位置不当而引起不安全的行车事故，必须用限界分别对机车、车辆和建筑物等地面设备加以制约。因此，限界是铁路各业务部门必须共同遵循的基础技术规程，直接关系到机车车辆、建筑物和设备的发展和投资，行车速度和列车质量的提高以及铁路运输总的经济效果。
基本建筑限界和机车车辆限界均指在平直线路上两者中心线重合时的一组尺寸约束所构成的极限轮廓，如图1-8所示。
图1-8 机车车辆限界与建筑限界
A—旅客站台面；B—货物装卸站台面
机车车辆限界是限制机车车辆横断面最大容许尺寸轮廓图形。建筑限界是限制线路建筑物或设备距线路中心、距轨面的最小容许尺寸的轮廓图形。在机车车辆限界与建筑限界之间留有一定的空间，此空间称为安全空间。这部分空间应该包括：
（1）车辆制造公差引起的上下、左右方向的偏移或倾斜。
（2）车辆在名义载荷作用下弹簧受压缩引起的下沉，以及弹簧由于性能上的误差可能引起的超量偏移或倾斜。
（3）由于各部分磨耗或永久变形而造成的车辆下沉，特别是左右侧不均匀磨耗或变形而引起的车辆倾斜与偏转。
（4）由于轮轨之间以及车辆自身各部分存在的横向间隙而造成车辆与线路间可能形成的偏移。
（5）车辆在走行过程中因运动中力的作用而造成车辆相对线路的偏移，它包括曲线区段运行时实际速度与线路超高所要求的运行速度并不一致而引起的车体倾斜；以及车辆在振动中也会产生上下、左右各个方向的位移。
（6）线路在列车反复作用下可能产生的变形，即轨道产生的随机不平顺现象。
（7）运输某些特殊货物时可能会超限。
（8）为应付可能出现的特殊情况，还应该有足够的预留空间。
以上最后两点指的是由铁路承运的某些不宜分解的大型、重型机器设备，以及某些特大型的机器设备，如大型发电设备及化工设备等。
可按机车车辆限界包括以上所述的8种空间的多少来分成3种不同的限界。
（1）无偏移限界：当机车车辆限界仅考虑上述第1点内容时的限界称为无偏移限界，又可称为制造限界。此时，安全空间应该很大。
（2）静偏移限界：当机车车辆限界考虑了上述第1点至第3点内容时称静偏移限界或静态限界。此时，安全空间可以压缩一些，只包括第4至第8点内容。
（3）动偏移限界：当机车车辆限界考虑了上述第1点至第5点内容时，则安全空间可以留得很少，这种限界称为动偏移限界或动态限界。
三种限界虽然都考虑了上述8点内容，但以无偏移限界空间利用率最低，这是因为各种不同的机车、车辆可能发生的最大偏移量都各不相同。要把除了制造公差以外的全部内容都包含在机车车辆限界与建筑限界之间的空间内，所以这个空间只能留得尽可能大些，以免发生意外。而以动偏移限界的空间利用率最高，因为可以在车限内考虑各种机车、车辆发生不同的偏移状况，而把车限与建限之间的不定因素减到最小限度，因此车限与建限之间所留的空间可以最小。我国准轨铁路的机车车辆限界在垂向除需考虑车钩高的变化外尚需考虑弹簧的平均静挠度及垂向均匀磨耗，故基本属于静偏移限界。除上述三种限界外，根据制定限界的这些原则，在某些特殊的路网上还可以使用特殊的限界，如地铁所涉及的路网范围小、车型单一，故可通过计算把第1点至第6点的内容均包括在车辆限界内，这样的限界可称为“动态包络线限界”，它可大量节省开挖地下隧道的土方工作量。
二、机车车辆限界
机车车辆无论空、重状态，除电力机车升起的受电弓外，均不得超出机车车辆限界。
在实际使用中，所有竖直高度均从轨面算起，所有横向宽度均从中垂线向两侧计算。一辆车如若在某截面处的总宽度虽不超限，但只要某侧半宽超限即为超限。机车车辆修造部门为检验新造或修理后的机车车辆是否符合限界标准，一般设有一个限界检查框架，以保证机车车辆符合限界尺寸的要求。
我国的机车车辆限界经过多次修改，目前实施的准轨机车车辆限界执行《铁路技术管理规程》铁总科技〔2014〕172号标准，自2014年11月1日起施行。
1.v<200km/h机车车辆限界
（1）机车车辆上部限界如图1-9所示。
图1-9 机车车辆上部限界
（2）机车车辆下部限界如图1-10所示。
图1-10 机车车辆下部限界
（3）通过驼峰车辆减速器（顶）（制动或工作位置）的货车下部限界如图1-11所示。
图1-11 通过驼峰车辆减速器（顶）（制动或工作位置）的货车下部限界
（4）通过驼峰车辆减速器（顶）（缓解位置）的调车机车下部限界如图1-12所示。
图1-12 通过驼峰车辆减速器（顶）（缓解位置）的调车机车下部限界
2.v≥200km/h机车车辆限界
（1）机车车辆上部限界图如图1-13所示。
图1-13 机车车辆上部限界（v≥200km/h）单位：mm
（2）机车车辆下部限界图如图1-14所示。
图1-14 机车车辆下部限界（v≥200km/h）
三、建筑限界
建筑限界是一个限制线路建筑物或设备距线路中心和轨面的最小容许尺寸的轮廓图形，如图1-15～图1-18所示。靠近线路的建筑物及设备的任何部分都不得侵入建筑接近限界。
然而，当车辆在曲线上运行时，车辆中心线与线路中心线不能重合，车辆两端超出曲线外侧，而中部偏入曲线内侧；曲线线路上外轨有超高，使车辆发生倾斜。考虑到这些因素的影响，在线路的曲线区段必须加宽建筑接近限界，以保证有足够的曲线限界间隙。
1.客货共线铁路建筑限界（v≤160km/h）
（1）基本建筑限界图如图1-15（a）所示。
旅客站台上柱类建（构）筑物距站台边缘不小于1500mm，建（构）筑物距站台边缘不小于2000m。旅客站台分为低站台、高站台，低站台高度300mm、500mm，高站台高度为1250mm。货物站台的高度为900～1100mm。在非电气化区段的车站上，车辆调动频繁的站场内，天桥的高度不小于5800mm。
货物高站台边缘（只适用于线路的一侧）在高出轨面距离1100mm～4800mm间，距线路中心线距离可按1850mm设计。
曲线上基本建筑限界加宽办法按以下公式计算：
图1-15（a） 客货车共线铁路基本建筑限界（v≤160km/h）
曲线内侧加宽
曲线外侧加宽
曲线内外侧加宽共计
式中 R——曲线半径（m）；
H——计算点自轨面算起的高度（mm）；
h——外轨超高（mm）。
的值也可用内侧轨顶为轴，将有关限界旋转θ角（
）求得。
（2）基本建筑限界图（车库门等）如图1-15（b）所示。
图1-15（b） 客货车共线铁路基本建筑限界（v≤160km/h）
（3）隧道建筑限界图（内燃牵引区段）如图1-15（c）所示。
图1-15（c） 隧道建筑限界（内燃牵引区段）
（4）隧道建筑限界图（电力牵引区段）如图1-15（d）所示。
图1-15（d） 隧道建筑限界（电力牵引区段）
曲线上隧道建筑限界加宽办法计算如下：
曲线内侧加宽
曲线外侧加宽
式中 R——曲线半径（m）；
H——计算点自轨面算起的高度（mm）；
h——外轨超高（mm）。
（5）桥梁建筑限界图（内燃牵引区段）如图1-15（e）所示。
图1-15（e） 桥梁建筑限界（内燃牵引区段）
（6）桥梁建筑限界图（电力牵引区段）如图1-15（f）所示。
图1-15（f） 桥梁建筑限界（电力牵引区段）
2.客货共线铁路建筑限界（v>160km/h）（1）基本建筑限界图如图1-16（a）所示。
图1-16（a） 基本建筑限界
（2）桥隧建筑限界图（内燃牵引区段）如图1-16（b）所示。
图1-16（b） 桥隧建筑限界（内燃牵引区段）
（3）桥隧建筑限界图（电力牵引区段）如图1-16（c）所示。
图1-16（c） 桥隧建筑限界（电力牵引区段）
曲线上建筑限界加宽办法：曲线上基本建筑限界和隧道建筑限界加宽办法同客货共线铁路（v≤160km/h）曲线上建筑限界加宽办法。
3.铁路双层集装箱运输装载限界及客货共线铁路双层集装箱运输建筑限界
（1）双层集装箱运输装载上部限界图如图1-17（a）所示。
图1-17（a） 双层集装箱运输装载上部限界
（2）双层集装箱运输基本建筑限界（内燃牵引区段）如图1-17（b）所示。
（3）双层集装箱运输桥隧建筑限界（内燃牵引区段）如图1-17（c）所示。
（4）双层集装箱运输桥隧建筑限界（电力牵引区段）如图1-17（d）所示。
曲线上基本建筑限界和隧道建筑限界加宽办法同客货共线铁路（v≤160km/h）曲线上建筑限界加宽办法。
图1-17（b） 双层集装箱运输基本建筑限界
图1-17（c） 双层集装箱运输桥隧建筑限界（内燃牵引区段）
4.客运专线铁路建筑限界（200km/h≤v≤350km/h）如图1-18所示。
曲线地段的建筑限界，应考虑因超高产生车体倾斜对曲线内侧的限界加宽。其加宽量为：
图1-17（d） 双层集装箱运输桥隧建筑限界（电力牵引区段）
图1-18 客运专线铁路建筑限界（200km/h<v≤350km/h）
式中 W——曲线内侧加宽量（mm）；
H——轨顶面至计算点的高度（mm）；
h——外轨超高值（mm）。
曲线上建筑限界的加宽范围，包括全部圆曲线、缓和曲线和部分直线，采用图1-19所示阶梯加宽方法。
图1-19 客运专线铁路曲线上建筑限界加宽办法