1、第二章 高速铁路线路主要内容第一节 概述第二节 线路的平纵断面第三节 路基与桥梁第四节 轨道第一节 概述线路整体工程线路整体工程高速铁路线路特征高速铁路线路特征列车风对安全运行的影响列车风对安全运行的影响1.1 1.2 1.3 1.1 线路整体工程广义的线路概念广义的线路概念指除供电、接触网、通信信号以外的所有基础设施。指除供电、接触网、通信信号以外的所有基础设施。包括：平纵断面、路基、轨道、桥隧以及建筑材料包括：平纵断面、路基、轨道、桥隧以及建筑材料随着速度的提高，线路处于更为复杂的工作条随着速度的提高，线路处于更为复杂的工作条件下的工程结构，需要达到件下的工程结构，需要达到 新的线路特征新
2、的线路特征。1.2 高速铁路线路特征高速铁路线路特征? 高平顺性高平顺性? 高稳定性高稳定性? 高精度、小残变、少维修高精度、小残变、少维修? 宽大、独行的线路空间宽大、独行的线路空间? 高标准的环境保护高标准的环境保护? 严格的轨道状态检测和严密的防灾安全监控严格的轨道状态检测和严密的防灾安全监控? 开通运营之日列车即可以设计速度运行开通运营之日列车即可以设计速度运行其中，其中，高平顺度高平顺度是设计、建设高速铁路的控制性条是设计、建设高速铁路的控制性条件，也是有别于中低速铁路的最主要特点。件，也是有别于中低速铁路的最主要特点。1.3列车风对安全的影响列车风对安全的影响?列车风对线路两侧的影
3、响列车风对线路两侧的影响?列车风对高架桥维修通路的影响列车风对高架桥维修通路的影响?列车风对站台人员的影响列车风对站台人员的影响?列车风对列车会车的影响列车风对列车会车的影响?隧道内列车风的影响隧道内列车风的影响人员安全退避距离：人员安全退避距离：当当v300km/h时，车站取时，车站取2.0m,线路取线路取3.0m第二节 线路的平纵断面2.1 线路平面2.2 线路纵断面Q：1、线路平、纵断面的组成因素分别是什么？、线路平、纵断面的组成因素分别是什么？2.1 线路平面线路平面2.1.1 曲线的影响曲线的影响（1）曲线存在的意义：）曲线存在的意义：减少工程量，减少投资数减少工程量，减少投资数（2
4、）曲线带来的缺陷：）曲线带来的缺陷：降低行车速度，增加轮轨磨耗降低行车速度，增加轮轨磨耗曲线带来的影响大小，取决于曲线带来的影响大小，取决于曲线半径曲线半径的大小的大小影响最小曲线半径的因素影响最小曲线半径的因素最小圆曲线半径与高速铁路的运行最高速度和运输模式相关， 要满足旅客舒适度、行车安全及经济合理等条件。 在纯高速列车运行的线路上， 最小圆曲线半径取决于 最高速度Vm ax、实设超高（h）与欠超高（hq）之和的允许值h? hq等因素。 在高、 中速旅客列车共线运行 的线路上，最小圆曲线半径主要取决于高速列车最高运行速度Vm ax、中速列车运行速度Vz、欠超高（hq） 、过超高（hg）之和
5、的允许值hq? hg等因素。 2.1 线路平面线路平面2.1.2 超高度超高度1）理论超高）理论超高h?11.8?v2平R2）最大超高）最大超高日本日本200mm，法国，法国180mm，我国暂定我国暂定180mm3）过超高与欠超高）过超高与欠超高未被平衡的超高未被平衡的超高?影响影响?欠超高允许值欠超高允许值hq?过超高允许值过超高允许值hg（欠超高（hq） 、过超高（hg）允许值（mm） 舒适度 良好 一般 困难 vmax（km/h） 250、300、350 200 250、300、350 200 250、300、350 40 60 80 80 110 hq 、hg 2.1 线路平面线路平面
6、2.1.3 最小曲线半径最小曲线半径在纯高速列车运行的线路上最小圆曲线半径取决于最高在纯高速列车运行的线路上最小圆曲线半径取决于最高速度、实设超高与欠超高之和的允许值等因素速度、实设超高与欠超高之和的允许值等因素Rmin?11.8v2maxh? hq纯高速线最小圆曲线半径（纯高速线最小圆曲线半径（m）一般一般计算值计算值2145335248276570采用值采用值2200350050006600计算值计算值1815283740845560困难困难采用值采用值2000300042005600最高速度（km/h）2002503003502.1 线路平面线路平面2.1.3 最小曲线半径最小曲线半径在
7、高、中速旅客列车共线运行的线路上，最小圆曲线半径主在高、中速旅客列车共线运行的线路上，最小圆曲线半径主要取决于高速列车最高运行速度、中速列车运行速度、欠超要取决于高速列车最高运行速度、中速列车运行速度、欠超高、过超高之和的允许值等因素高、过超高之和的允许值等因素Rmin? vz? 11.8hq? hgmax高、中速共线线路最小圆曲线半径高、中速共线线路最小圆曲线半径(m)一般一般计算值计算值27464602采用值采用值28004600计算值计算值21563616困难困难采用值采用值22003700v22速度匹配速度匹配（km/h / km/h）200/120250/140300/1606908
8、700054285500曲线半径的合理选择曲线半径的选用，首先应考虑满足规定的行车速度和舒适曲线半径的选用，首先应考虑满足规定的行车速度和舒适度要求。并结合地形地貌、工程地质、重大桥渡、跨越条件和度要求。并结合地形地貌、工程地质、重大桥渡、跨越条件和车站设置等因素，选用适应的曲线半径，尽量减少工程，减少车站设置等因素，选用适应的曲线半径，尽量减少工程，减少各种设施及房屋建筑物的拆迁或改移。求取速度与工程经济的各种设施及房屋建筑物的拆迁或改移。求取速度与工程经济的合理结合。合理结合。就速度、舒适度和运行条件而言，平面设计应优先采用以就速度、舒适度和运行条件而言，平面设计应优先采用以下曲线半径：下
9、曲线半径：速度速度350 km350 kmh h，R R 7000-12000 m7000-12000 m；速度速度250 km250 kmh h，R R 3500-12000 m3500-12000 m；速度速度200 km200 kmh h，R R 2200-12000 m2200-12000 m。2.1.4 缓和曲线缓和曲线（1）线型选定）线型选定直线超高型：三次抛物线直线超高型：三次抛物线曲线超高型：一波正弦、半波正弦、七次四项式曲线超高型：一波正弦、半波正弦、七次四项式理论分析：理论分析： 影响舒适性的主要指标影响舒适性的主要指标未被平衡的横向加速度未被平衡的横向加速度gga未?hx
10、?hqx?ssv2未被平衡的横向加速度时变率未被平衡的横向加速度时变率 da未gdhqxg?vdhqx?dtsdtsdl车体倾斜角速度车体倾斜角速度wd?x1 dhxv dhx?dtsdtsdl结果分析加试验表明结果分析加试验表明缓和曲线类型缓和曲线类型并不是制约行车运行速度的决定性因素，并不是制约行车运行速度的决定性因素， 缓和缓和曲线的长度曲线的长度也就是缓和曲线的动力学参数取值，才是影响行也就是缓和曲线的动力学参数取值，才是影响行车速度的关键。车速度的关键。考虑到三次抛物线线形简单、设计方便、现场运用经验丰富等特考虑到三次抛物线线形简单、设计方便、现场运用经验丰富等特点，高铁仍以点，高铁
11、仍以三次抛物线为首选线型三次抛物线为首选线型 。困难条件下，缓和曲线不。困难条件下，缓和曲线不能保证足够长度时，可采用能保证足够长度时，可采用 三次抛物线圆改善型缓和曲线三次抛物线圆改善型缓和曲线 。2.1.4 缓和曲线缓和曲线（2）缓和曲线的长度）缓和曲线的长度是对行车的安全平顺性有着直接影响的。是对行车的安全平顺性有着直接影响的。其长度重点考虑以下因素：其长度重点考虑以下因素：外轨超高的递增坡度不致使内轮轮缘脱轨外轨超高的递增坡度不致使内轮轮缘脱轨外轨升高速度不致影响旅客的舒适外轨升高速度不致影响旅客的舒适未被平衡离心加速度的增长率不影响旅客的舒适未被平衡离心加速度的增长率不影响旅客的舒适
12、2.1.4 缓和曲线缓和曲线（3）增加夹直线的长度）增加夹直线的长度道岔与道岔：道岔与道岔：f夹直线夹直线道岔与曲线：道岔与曲线：g曲线与曲线：曲线与曲线：dvlmin?T ? 0.5v(m )3.6京沪：京沪：一般条件下：一般条件下：lmin? 0.8vmax困难条件下：困难条件下：lmin? 0.6vmax（3）两相邻缓和曲线间夹直线和圆曲线的最小长度理论依据：列车在缓和曲线进出口（即夹直线或圆曲线的起终理论依据：列车在缓和曲线进出口（即夹直线或圆曲线的起终点）产生的列车振动不产生叠加点）产生的列车振动不产生叠加 。实验表明：列车在缓和曲线进出口所产生的激挠振动通常在一实验表明：列车在缓和
13、曲线进出口所产生的激挠振动通常在一个半至两个周期内基本衰减完，车辆振动周期约为个半至两个周期内基本衰减完，车辆振动周期约为 1.0 s，则夹，则夹直线或圆曲线最小长度为：直线或圆曲线最小长度为：vmaxL? (1.5 2.0)T3.6式中：式中：（m）L L夹直线、圆曲线最小长度（夹直线、圆曲线最小长度（mm）; ; T T车辆振动周期为车辆振动周期为1s1s。国外夹直线、圆曲线最小长度，日本东海道和山阳新干线国外夹直线、圆曲线最小长度，日本东海道和山阳新干线为为0.42v，德国，德国ICE线线0.6v，法国，法国TGV线线0.67v，正在施工，正在施工的地中海的地中海TGV线则为线则为1.0
14、v。我国客运专线确定一般条件下为我国客运专线确定一般条件下为0.8v，困难条件下为，困难条件下为0.6v。2.2 线路纵断面线路纵断面2.2.1 区间正线最大坡度区间正线最大坡度坡度与速度、牵引动力的关系坡度与速度、牵引动力的关系纵断面对速度影响随不同种类列车而异。开行动车组的列车由于其牵纵断面对速度影响随不同种类列车而异。开行动车组的列车由于其牵引质量较轻、牵引功率大，在长大坡道运行对速度基本没有影响。引质量较轻、牵引功率大，在长大坡道运行对速度基本没有影响。SS9型电力机车是我国目前干线铁路牵引旅客列车功率最大的机车，型电力机车是我国目前干线铁路牵引旅客列车功率最大的机车，持续功率持续功率
15、4800kW、最大功率、最大功率5400kW，牵引工况恒功速度范围为，牵引工况恒功速度范围为99-160kmh，最高速度为，最高速度为170kmh。SS9SS9单机牵引旅客列车均衡速度表单机牵引旅客列车均衡速度表最大坡度最大坡度（）列车编组辆数（辆）列车编组辆数（辆）10130121151410516951891SS9SS9双机牵引旅客列车均衡速度表双机牵引旅客列车均衡速度表最大坡度最大坡度（）12列车编组辆数（辆）列车编组辆数（辆）10160*12160*141571614618135121411810595908114160*158146133125161099791816516160*1
16、48134124117181019283664718154136125117108209587694928201421281181091012.2.1 区间正线最大坡度区间正线最大坡度坡度与地形的关系坡度与地形的关系由于客运专线铁路曲线半径大，地形条件是选择最大坡度的由于客运专线铁路曲线半径大，地形条件是选择最大坡度的主要因素。主要因素。平原地区坡度大小对工程造价的影响不大，如京沪客运专线平原地区坡度大小对工程造价的影响不大，如京沪客运专线宁沪段曾对宁沪段曾对8、12、15和和20最大坡度的工程做经济比最大坡度的工程做经济比较。其结果，四种不同坡度的工程造价差别为；较。其结果，四种不同坡度的工
17、程造价差别为； 8比比12增增加工程费加工程费1.22亿元，亿元，15、20分别比分别比12增加增加0.25亿元和亿元和0.27亿元，亿元，15和和20比比12的投资差额不及总造价的的投资差额不及总造价的 0.5。丘陵和低山区采用不同坡度将明显影响工程造价。如法国东丘陵和低山区采用不同坡度将明显影响工程造价。如法国东南线采用南线采用35大坡，线路顺低山地形起伏爬行，没有出现一座大坡，线路顺低山地形起伏爬行，没有出现一座隧道，桥梁也只占全线长的隧道，桥梁也只占全线长的 2.8，消除了大量桥隧工程。其纵，消除了大量桥隧工程。其纵断面设计是成功的一例。断面设计是成功的一例。2.2.1 区间正线最大坡
18、度区间正线最大坡度区间正线的最大坡度应根据牵引种类和工程情况，经牵区间正线的最大坡度应根据牵引种类和工程情况，经牵引计算检算并经过比选后确定。引计算检算并经过比选后确定。动车组适应坡道上的加速性能动车组适应坡道上的加速性能综上所述，动车组的功率质量比大，对坡度适应能力强。综上所述，动车组的功率质量比大，对坡度适应能力强。2.2.1 区间正线最大坡度区间正线最大坡度根据新建时速根据新建时速200-250公里客运专线设计暂规规定：公里客运专线设计暂规规定：正线最大坡度不大于正线最大坡度不大于20；动车组走行线最大坡度不应大；动车组走行线最大坡度不应大于于35。且最大坡度不考虑平面曲线阻力和隧道阻力
19、的坡。且最大坡度不考虑平面曲线阻力和隧道阻力的坡度折减。度折减。图片图片5-2-25-2-2“ 中华之星中华之星”号动车组号动车组图片图片5-2-15-2-1“ 蓝箭蓝箭”号动车组号动车组2.2.2 竖曲线竖曲线（1）相邻坡度差值）相邻坡度差值普通铁路考虑货物列车在凹形或凸形纵断面时保证货物普通铁路考虑货物列车在凹形或凸形纵断面时保证货物列车不挤钩脱轨和断钩，规定了允许的最大相邻坡坡差值。列车不挤钩脱轨和断钩，规定了允许的最大相邻坡坡差值。客运专线铁路的相邻坡度差值可不受限制。客运专线铁路的相邻坡度差值可不受限制。2.2.2 竖曲线竖曲线（2）竖曲线半径）竖曲线半径竖曲线半径，取决于列车在竖曲
20、线运行时所产生的竖向离心竖曲线半径，取决于列车在竖曲线运行时所产生的竖向离心加速度。受此限制的竖曲线半径为：加速度。受此限制的竖曲线半径为：vRsh?(3.6) ash式中：式中：Rsh竖曲线半径竖曲线半径(m)；2max2vmax线路确定的最大行车速度线路确定的最大行车速度(kmh)；ash离心加速度离心加速度(m/ s2) 根据国外高速铁路的经验，为乘客舒适度允许的竖向离心根据国外高速铁路的经验，为乘客舒适度允许的竖向离心加速度加速度ash取值为取值为0.4ms2，则竖曲线半径为：，则竖曲线半径为：Rsh?0.2v2max2.2.2 竖曲线竖曲线竖曲线半径竖曲线半径Rsh? 0.2v2ma
21、x竖曲线半径标准表竖曲线半径标准表vmaxRsh30025000250、300200002501500016010000理论上，线路纵断面直线与圆曲线的连接同平面情况应设纵向理论上，线路纵断面直线与圆曲线的连接同平面情况应设纵向缓和曲线。但竖曲线半径比平面曲线半径大很多，运行条件比缓和曲线。但竖曲线半径比平面曲线半径大很多，运行条件比平面好，且因大半径曲线再设缓和曲线，难以保持线型，竖曲平面好，且因大半径曲线再设缓和曲线，难以保持线型，竖曲线与直线坡连接无需设缓和曲线。线与直线坡连接无需设缓和曲线。2.2.3 最小夹破段长度最小夹破段长度除了要满足列车平稳运行的要求，还要兼顾除了要满足列车平稳
22、运行的要求，还要兼顾工程投资，因为较短的破段能够很好地适应地工程投资，因为较短的破段能够很好地适应地形，减少工程投资。形，减少工程投资。第三节 路基与桥梁高速铁路路基结构路基面形状及宽度基床桥隧建筑物3.1 3.23.33.4 3.1 高速铁路路基结构高速铁路路基结构路基是轨道的基础，也叫线路下部结构，承受轨道和机辆荷载。轨道结构重量和列车荷载轨道结构重量和列车荷载+ 列车高速运行列车高速运行动力作用动力作用路基变形路基变形工后沉降工后沉降轨道不平顺轨道不平顺影响速度及舒适度影响速度及舒适度路基是轨道的基础，也叫线路下部结构，承受轨道和机辆荷载。高速铁路路基的特点高速铁路路基的特点 :1. 高
23、速铁路路基的多层结构系统；高速铁路路基的多层结构系统；2. 严格控制路基变形；严格控制路基变形；3.保证路基刚度的均匀性；保证路基刚度的均匀性；4. 在列车运行及自然条件下的稳定性。在列车运行及自然条件下的稳定性。控制路基工后沉降标准，主要依据：控制路基工后沉降标准，主要依据：1. 高速铁路行车线路的要求和线路的维修能力；高速铁路行车线路的要求和线路的维修能力；2. 前期建设投资与后期养护费用的经济比较。前期建设投资与后期养护费用的经济比较。高速铁路路基的结构高速铁路路基的结构高速铁路路基由以下3部分组成：1、路基本体、路基本体直接铺设轨道结构并承受列车荷载的部分，有路直接铺设轨道结构并承受列
24、车荷载的部分，有路堤、路堑等形式。堤、路堑等形式。它是由它是由路基顶面路基顶面、路肩路肩、基床基床、边坡边坡、基底基底几部分构成。几部分构成。由由基床表层基床表层、基床底层基床底层、路堤下部路堤下部和和地基地基组成。组成。2、路基防护和加固建筑、路基防护和加固建筑坡面防护、冲刷防护；挡土墙、抗滑桩等。坡面防护、冲刷防护；挡土墙、抗滑桩等。3、路基排水设施、路基排水设施高速铁路路基的结构高速铁路路基的结构4、国外各国高速铁路路基的结构：、国外各国高速铁路路基的结构：日本铁路路基结构分为日本铁路路基结构分为基床表层基床表层、上部填土上部填土和和下部填土下部填土三部分。三部分。其中基床表层是指道床下
25、面直接承载轨道的垫层，上部其中基床表层是指道床下面直接承载轨道的垫层，上部填土指基床表面以下填土指基床表面以下3 m以内的部分，下部填土指上部填土以内的部分，下部填土指上部填土以下的填土部分。基床表层可分为以下的填土部分。基床表层可分为强化基床表层强化基床表层和和土基床土基床表层表层两种。强化基床表层按材质可分为两种。强化基床表层按材质可分为碎石基床表层和水碎石基床表层和水硬性矿砟基床表层硬性矿砟基床表层；土基床表层采用优质自然土填筑，与；土基床表层采用优质自然土填筑，与强化路基相比，工程造价低。基床表层的选用可根据线路强化路基相比，工程造价低。基床表层的选用可根据线路或区间的重要程度，重要线
26、路或区间选择强化基床表层，或区间的重要程度，重要线路或区间选择强化基床表层，一般线路或区间选择土基床表层。一般线路或区间选择土基床表层。高速铁路路基的结构高速铁路路基的结构4、国外各国高速铁路路基的结构：、国外各国高速铁路路基的结构：德国有砟轨道的路基结构分为德国有砟轨道的路基结构分为路基保护层路基保护层(PSS)、防冻防冻层层(PSS)、填筑路堤层填筑路堤层、地基过渡层地基过渡层。法国对铁路路基的质量控制是从运营维修、机车类型、法国对铁路路基的质量控制是从运营维修、机车类型、轨道结构和铁路路基各组成部分统一考虑，根据具体情况轨道结构和铁路路基各组成部分统一考虑，根据具体情况确定。其结构依次是
27、：确定。其结构依次是：道砟层道砟层、垫层垫层和和路基路基。3.2路基面形状及宽度路基面形状及宽度路基面形状及宽度路基面形状及宽度由路基面中心向两侧设置不小于由路基面中心向两侧设置不小于4的横向排水坡，有的横向排水坡，有砟轨道路基两侧的路肩宽度，双线不应小于砟轨道路基两侧的路肩宽度，双线不应小于1.4m，单线，单线不应小于不应小于1.5m。直线地段标准路基面宽度：。直线地段标准路基面宽度：路基面形状及宽度路基面形状及宽度路基面在无砟轨道正线曲线地段一般路基面在无砟轨道正线曲线地段一般不加宽不加宽，当轨道结构和接触，当轨道结构和接触网支柱等设施的设置有特殊要求时，根据具体情况分析确定；有砟轨网支柱
28、等设施的设置有特殊要求时，根据具体情况分析确定；有砟轨道正线曲线地段加宽值应在曲线外侧按下表规定加宽。道正线曲线地段加宽值应在曲线外侧按下表规定加宽。路基面形状及宽度路基面形状及宽度3.3基床基床基床基床1、对基床的要求、对基床的要求（1）基床有）基床有足够的强度足够的强度，它能抵抗列车荷载产生的动心，它能抵抗列车荷载产生的动心力而不使基床破坏，能抵抗道砟压入基床土中，防止道力而不使基床破坏，能抵抗道砟压入基床土中，防止道砟陷槽等病害的形成。砟陷槽等病害的形成。（2）基床具有）基床具有足够的刚度足够的刚度，在列车荷载的重复作用下，在列车荷载的重复作用下，塑性积累变形很小，能避免形成过大的不均匀
29、下沉而造塑性积累变形很小，能避免形成过大的不均匀下沉而造成轨道的不平顺，增加养护维修的困难。成轨道的不平顺，增加养护维修的困难。（3）基床具有）基床具有良好的排水性良好的排水性，能防止雨水浸入造成路基，能防止雨水浸入造成路基土软化，防止发生翻浆冒泥等病害。土软化，防止发生翻浆冒泥等病害。（4）在可能发生冻害的地区，基床还有）在可能发生冻害的地区，基床还有防冻等特殊作用防冻等特殊作用。基床基床2、基床的组成、基床的组成基床由基床由表层表层和和底层底层组成。组成。对于对于无砟轨道路基无砟轨道路基，基床表层由两部分组成，即，基床表层由两部分组成，即30cm的的混凝土支撑层和混凝土支撑层和40 cm的
30、级配碎石层（的级配碎石层（250km/h）；对于）；对于有有砟轨道路基砟轨道路基，基床表层采用级配砂砾石或级配碎石材料。，基床表层采用级配砂砾石或级配碎石材料。? 第二次作业：? 1.什么是路基工后沉降，沉降包含那三个部分？? 2.高速铁路为什么要设置过渡段，过渡段处理措施？? 3.处理软土地基有哪几种工程措施？403.4桥隧建筑物桥隧建筑物桥隧建筑物是铁路跨越河流、山谷或穿过山岭及其他障碍的建筑物，是铁路线路的组成部分。一、高速铁路桥梁的类型一、高速铁路桥梁的类型按照不同的用途，高速铁路桥梁可分为以下三类：按照不同的用途，高速铁路桥梁可分为以下三类：(1)高架桥高架桥用以穿越既有交通路网、人
31、口稠密地区用以穿越既有交通路网、人口稠密地区及地质不良地段，高架桥通常墩身不高，跨度较小，及地质不良地段，高架桥通常墩身不高，跨度较小，但桥梁很长，往往伸展达十余公里；但桥梁很长，往往伸展达十余公里；(2)跨谷桥跨谷桥用以跨越山谷，跨度较大，墩身较高；用以跨越山谷，跨度较大，墩身较高；(3)跨河桥跨河桥跨越河流的一般桥梁。跨越河流的一般桥梁。二、高速铁路桥梁的特点二、高速铁路桥梁的特点德国科隆德国科隆京沪高速铁路圆端形空心墩京沪高速铁路圆端形空心墩-莱茵莱茵/美因河拉恩特尔桥（美因河拉恩特尔桥（ 438m）主跨）主跨京沪高速铁路矩形空心墩京沪高速铁路矩形空心墩德国摩尔斯富尔达谷架桥德国摩尔斯富
32、尔达谷架桥秦沈客专杨士岗大桥秦沈客专杨士岗大桥25跨跨58m简支梁，简支梁，A型支撑型支撑秦沈客专跨度16m四片式整体桥面T梁简支桥梁116m混凝土拱混凝土拱（16+224+16）m 钢筋混凝土刚构连续梁钢筋混凝土刚构连续梁二、高速铁路桥梁的特点二、高速铁路桥梁的特点二、高速铁路桥梁的特点二、高速铁路桥梁的特点二、高速铁路桥梁的特点二、高速铁路桥梁的特点二、高速铁路桥梁的特点二、高速铁路桥梁的特点二、高速铁路桥梁的特点二、高速铁路桥梁的特点三、桥面布置与结构三、桥面布置与结构有砟桥面布置图有砟桥面布置图三、桥面布置与结构三、桥面布置与结构无砟桥面布置图无砟桥面布置图三、桥面布置与结构三、桥面布
33、置与结构桥梁桥面结构组成桥梁桥面结构组成四、高速铁路桥梁减震降噪措施四、高速铁路桥梁减震降噪措施合理的选用桥梁形式，并分别采用减震降噪的措合理的选用桥梁形式，并分别采用减震降噪的措施，可以降低桥梁结构的噪声和轮轨辐射噪声。施，可以降低桥梁结构的噪声和轮轨辐射噪声。一般从两方面考虑：一般从两方面考虑：1. 从噪声源上治理从噪声源上治理2. 从传播途径上加以控制从传播途径上加以控制对基础设施的建设的标准要求高，线路最小曲线半径较大，所以高速铁路的选线设计，必然会出现大量的隧道工程。高速铁路隧道的特点主要是与列车空气动力 学相关。高速铁路隧道与普通铁路隧道最大的区别就高速铁路隧道与普通铁路隧道最大的
34、区别就是当列车以高速通过隧道时，会产生极强的空是当列车以高速通过隧道时，会产生极强的空气动力学效应，主要表现在：气动力学效应，主要表现在：瞬变压力瞬变压力、洞口洞口微气压微气压和和行车阻力行车阻力。另外，高速列车隧道对于防排水标准、防灾另外，高速列车隧道对于防排水标准、防灾救援和耐久性等方面也有较高的要求。救援和耐久性等方面也有较高的要求。高速铁路隧道空气动力学问题高速铁路隧道空气动力学问题高速铁路进入隧道的空气动力学效应受多种因素高速铁路进入隧道的空气动力学效应受多种因素影响，包括：影响，包括：(1)机车车辆方面机车车辆方面：行车速度，车头和车尾形状，：行车速度，车头和车尾形状，列车横断面，
35、列车长度，列车外表面形状和粗糙度，列车横断面，列车长度，列车外表面形状和粗糙度，车辆的密封性等。车辆的密封性等。(2)隧道方面隧道方面:隧道净空断面面积，双线单洞还是单隧道净空断面面积，双线单洞还是单线双洞，隧道壁面的粗糙度，洞口及辅助结构物形式，线双洞，隧道壁面的粗糙度，洞口及辅助结构物形式，竖井、斜井和横洞，道床类型等。竖井、斜井和横洞，道床类型等。(3)其他方面其他方面，列车在隧道中的交会等。，列车在隧道中的交会等。高速铁路隧道空气动力学问题高速铁路隧道空气动力学问题(1)机车车辆方面机车车辆方面：行车速度，车头和车尾形状，：行车速度，车头和车尾形状，列车横断面，列车长度，列车外表面形状
36、和粗糙度，列车横断面，列车长度，列车外表面形状和粗糙度，车辆的密封性等。车辆的密封性等。高速铁路隧道空气动力学问题高速铁路隧道空气动力学问题(2)隧道方面隧道方面:隧道净空断面面积，双线单洞还是隧道净空断面面积，双线单洞还是单线双洞，隧道壁面的粗糙度，洞口及辅助结构物单线双洞，隧道壁面的粗糙度，洞口及辅助结构物形式，竖井、斜井和横洞，道床类型等。形式，竖井、斜井和横洞，道床类型等。高速铁路隧道空气动力学问题高速铁路隧道空气动力学问题(3)其他方面其他方面，列车在隧道中的交会等。，列车在隧道中的交会等。高速铁路隧道的主要技术标准高速铁路隧道的主要技术标准1、净空有效面积、净空有效面积隧道的横断面
37、由隧道的横断面由堵塞比堵塞比决定，即列车的横断面面积决定，即列车的横断面面积与隧道的横断面面积比值。也就是在高速铁路隧道设与隧道的横断面面积比值。也就是在高速铁路隧道设计时，确定了运营列车的类型与速度，根据列车的断计时，确定了运营列车的类型与速度，根据列车的断面面积确定隧道的断面面积。面面积确定隧道的断面面积。Atr?Ar列车横截面面积列车横截面面积隧道净空断面积隧道净空断面积五、高速铁路隧道的主要技术标准五、高速铁路隧道的主要技术标准2、单洞双线和双洞单线方案选择、单洞双线和双洞单线方案选择3、隧道的衬砌、隧道的衬砌4、辅助洞室的设置、辅助洞室的设置5、隧道内的预留空间、隧道内的预留空间安全
38、空间、救援通道安全空间、救援通道6、运营通风、运营通风7、照明设备、照明设备4.1 4.2 第四节 轨道轨道结构的基本类型轨道组成部分4.1 轨道结构的基本类型轨道结构的基本类型4.1.1 有砟轨道有砟轨道（1）优缺点）优缺点优点：优点：结构简单，造价低；弹性与减震性能好结构简单，造价低；弹性与减震性能好缺点：缺点：横向抗力较小；后期维修费用大横向抗力较小；后期维修费用大（2）条件改善方法）条件改善方法?采用高强度钢轨。如采用高强度钢轨。如UIC?采用双块式混凝土枕，增加横向受力点采用双块式混凝土枕，增加横向受力点60?提高轨枕铺设密度提高轨枕铺设密度?提高道砟压实度提高道砟压实度?采用性能更
39、好的弹性扣件采用性能更好的弹性扣件4.1 轨道结构的基本类型轨道结构的基本类型4.1.2 无砟轨道无砟轨道（1）定义）定义采用混凝土、沥青混合料等整体基础取代散粒体碎采用混凝土、沥青混合料等整体基础取代散粒体碎石道床的轨道结构统称为无砟轨道。石道床的轨道结构统称为无砟轨道。（2）优缺点）优缺点优点：优点：良好的结构连续性和平顺性良好的结构连续性和平顺性良好的结构恒定性和稳定性良好的结构恒定性和稳定性良好的结构耐久性和少维修性能良好的结构耐久性和少维修性能工务养护、维修设施减少工务养护、维修设施减少免除高速条件下有碴轨道的道碴飞溅免除高速条件下有碴轨道的道碴飞溅减少客运专线特级道碴的需求减少客运
40、专线特级道碴的需求缺点：缺点：建设期工程总投资大于有碴轨道建设期工程总投资大于有碴轨道无碴轨道弹性较差无碴轨道弹性较差修复、调整困难修复、调整困难我国对无砟轨道应用的考虑：我国对无砟轨道应用的考虑：?首先应用于混凝土桥梁、高架结构及有仰拱首先应用于混凝土桥梁、高架结构及有仰拱的隧道内，有条件的车站正线、到发线亦可的隧道内，有条件的车站正线、到发线亦可?工后徐变上拱量控制在扣件调高量范围内工后徐变上拱量控制在扣件调高量范围内?扣件调高量的要求扣件调高量的要求?进一步加强完善工艺进一步加强完善工艺（3）无碴轨道类型及特点按结构分类的无碴轨道按结构分类的无碴轨道整体结构式直接支承结构现浇混凝土式雷达
41、旭普林HEITKAMP弹性支承块式PACT预制板式博格板式日本板式梯子形轨枕或支承块ATDGETRACBTDSATOWALTER整体结构式：支承钢轨的混凝土与混凝土基础浇注或预制成为一体。整体结构式：支承钢轨的混凝土与混凝土基础浇注或预制成为一体。直接支承结构式：基础上直接铺设无碴轨道。直接支承结构式：基础上直接铺设无碴轨道。（4）无碴轨道设计? 无碴轨道采用标准?钢轨类型：按一次铺设跨区间无缝线路设计。钢轨采用60kg/m U75V热轧新轨。?扣件：路基及隧道内采用WJ-7型分开式扣件，桥上采用小阻力弹条分开式扣件?道床类型?双块式无碴轨道?轨枕埋入无碴式轨道?板式轨道板式轨道板式轨道分为普
42、通平板型、框架型和减振型三种。由钢轨、板式轨道分为普通平板型、框架型和减振型三种。由钢轨、弹性分开式扣件、充填式垫板、轨道板、板下橡胶垫层（仅减弹性分开式扣件、充填式垫板、轨道板、板下橡胶垫层（仅减振型板式轨道采用）、振型板式轨道采用）、CACA砂浆调整层、凸形挡台及混凝土底座砂浆调整层、凸形挡台及混凝土底座等组成。等组成。28002400挡墙3%线路内轨顶面6503%承轨台厚20mm平板型轨道板厚190mm板下橡胶垫层厚20mmCA砂浆调整层厚40mmC40钢筋混凝土底座厚160mm线路2800隧道线路650650隧底填充预埋PVC管双块式轨道双块式轨道由钢轨、扣件、双块式轨枕、道床板和底座
43、（仅双块式轨道由钢轨、扣件、双块式轨枕、道床板和底座（仅在桥梁上设置）以及混凝土支承层（仅在路基上设置）等组成。在桥梁上设置）以及混凝土支承层（仅在路基上设置）等组成。2800h充填C20砼内轨顶面0.00C40混凝土道床板75PVC排水管10mm厚橡胶板C20隧底回填砼（5）无碴轨道相关工程? 路基工程无碴轨道对路基残余变形（工后沉降及沉降差）控制要求无碴轨道对路基残余变形（工后沉降及沉降差）控制要求严格，参考德国和日本经验，控制标准如下：严格，参考德国和日本经验，控制标准如下：工后沉降工后沉降不均匀沉降不均匀沉降差异沉降差异沉降折角折角30mm20mm/20m1230280042005mm
44、 28001/1000纵向线间沟360360270道碴保护层沥青混凝土厚5cm4%电缆槽横向排水槽（宽0.2m深0.1m）,间距1015m2704% 基床表层级配碎石3504%横向盲沟 基床底层A、B组填料4%7001:m1集水井4%4%防护栅栏4%600钢筋混凝土桩网结构钢筋混凝土桩板结构钢筋混凝土桩板结构4.2 轨道组成部分轨道组成部分4.2.1 钢轨与联接零件钢轨与联接零件（1）力学性能）力学性能刚硬性刚硬性柔韧性柔韧性抗弯性抗弯性（2）类型选择）类型选择60kg/m（3）质量要求）质量要求?外形尺寸的精确度外形尺寸的精确度?内部质量的纯净度内部质量的纯净度（4）铺设情况）铺设情况无缝线
45、路，钢轨伸缩调节器无缝线路，钢轨伸缩调节器4.2 轨道组成部分轨道组成部分4.2.1 钢轨与联接零件钢轨与联接零件（5）检查情况）检查情况内部缺陷：内部缺陷：着色探伤着色探伤超声波探伤超声波探伤表面缺陷：磁粉检查表面缺陷：磁粉检查（6）弹性扣件）弹性扣件埋置螺栓的弹性扣件埋置螺栓的弹性扣件4.2 轨道组成部分轨道组成部分4.2.2 轨枕轨枕木枕木枕混凝土枕混凝土枕整体式整体式双块式双块式我国采用我国采用型混凝土枕型混凝土枕4.2.3 道床道床由由30cm左右的碎石层左右的碎石层（道砟层）（道砟层）和和20cm左右的左右的砂砾层砂砾层（底砟层）组成。（底砟层）组成。底砟层的作用：底砟层的作用：
46、粒径的过渡、防止渗混、隔水、防冻以粒径的过渡、防止渗混、隔水、防冻以及传递列车荷载和振动。及传递列车荷载和振动。日本的单层道床结构日本的单层道床结构建筑物设计标准解说：土构造物建筑物设计标准解说：土构造物采用单层道床结构，即在碎石道砟下面采用强化路盘（强化采用单层道床结构，即在碎石道砟下面采用强化路盘（强化基床表层）代替双层道床中的底砟层。基床表层）代替双层道床中的底砟层。我国道床结构：我国道床结构：道砟层道砟层35cm底砟层由基床表层取代，定为底砟层由基床表层取代，定为 70cm，95%压实压实4.2.4 道岔道岔（1）普通道岔组成）普通道岔组成（2）道岔号数、几何表示、长度计算）道岔号数、
47、几何表示、长度计算（3）改善道岔结构，提高通过速度）改善道岔结构，提高通过速度?加大道岔号数加大道岔号数?选择合理过渡线型选择合理过渡线型?采用活动心轨道岔，消除有害空间采用活动心轨道岔，消除有害空间?设置锁闭设置及道岔可动部件密贴设置锁闭设置及道岔可动部件密贴状态监视器，提高锁闭可靠性状态监视器，提高锁闭可靠性?接头焊接，实现跨区间无缝线路，辙叉前后接头焊接，实现跨区间无缝线路，辙叉前后设置钢轨伸缩调节器设置钢轨伸缩调节器道岔设计我国国铁从未铺设过适应于时速我国国铁从未铺设过适应于时速200km200km的无碴道岔，也无的无碴道岔，也无相应的道岔通用图。无碴道岔须在现有有碴道床道岔的基础上相
48、应的道岔通用图。无碴道岔须在现有有碴道床道岔的基础上进行改进。道岔选用进行改进。道岔选用SC325SC325和专线和专线4245A4245A的基本形式，道岔尺的基本形式，道岔尺寸保持不变，道岔结构局部进行优化。寸保持不变，道岔结构局部进行优化。道岔是永久轨旁设备，允道岔是永久轨旁设备，允许轨道车辆无需中断运行许轨道车辆无需中断运行便可从一条轨道越到另一便可从一条轨道越到另一条轨道；条轨道；是进路元件，轨道通过其是进路元件，轨道通过其活动尖轨和心轨实活动尖轨和心轨实现分岔。现分岔。为了满足铁路运营的要求，转辙机必须符合下列标准：为了满足铁路运营的要求，转辙机必须符合下列标准：?施加必要的施加必要的转换力转换力，将道岔尖轨移动到所需的密贴，将道岔尖轨移动到所需的密贴位置位置?施加必要的施加必要的保持力保持力，将道岔尖轨保持在所需的密贴，将道岔尖轨保持在所需的密贴位置位置?在限制的在限制的转换时间转换时间内完成道岔动作内完成道岔动作?在不破坏转辙机的情况下允许挤岔（注意：不能挤在不破坏转辙机的情况下允许挤岔（注意：不能挤脱活动心轨）脱活动心轨）?允许道岔尖轨在动程中进行反向运动允许道岔尖轨在动程中进行反向运动?允许左右侧安装转辙机允许左右侧安装转辙机?可维护性可维护性?高度的可靠性高度的可靠性?减少轨道和道床的维护阻碍减少轨道和道床的维护阻碍
