高速铁路主要技术特征.ppt

1、1高速铁路主要技术特征 高速铁路系列讲座（二）高速铁路系列讲座（二）1一、国外主要国家高速铁路的特征一、国外主要国家高速铁路的特征1、新建高速铁路的最高速度、新建高速铁路的最高速度 日本东海道新干线设计最高速度为210km/h，1964年100系列列车最高运行速度210km/h，1986年100系列列车提速到220km/h，1992年300系列车提速到270km/h。山阳新干线设计最高速度210km/h，预留260km/h，1975年建成时的最高运行速度亦为210km/h，1989年提速到230km/h，至1997年3月500系列列车速度达到300km/h。2 法国第一条高速铁路东南线（TGV

2、PSE）于1981年和1983年分期投入运营，最高运营速度由260km/h提速到270km/h。法铁又修建了大西洋线（TGVA）。该线从巴黎出发，向西到达勒芒，向西南至图尔。全长282km，于1989年和1990年分别投入运营，最高运营速度达到300km/h。法国目前仍在大力发展高速铁路，由巴黎至斯特拉斯堡高速东线TGVE正在修建，高速列车速度可达360km/h。3 1991年建成汉诺威维尔茨堡高速铁路，长432km，最高速度280km/h，这是德国第一条高速新线。在新世纪前，德国又建成两条高速铁路：一条是柏林汉诺威，新线长172km，最高速度300km/h，另一条是科隆莱茵/美茵，长177k

3、m，最高速度300km/h。4从以上三国最高速度的改变，可以看出:1.1 世界高速铁路新建线的最高速度在不断提高 20世纪60年代 210km/h200km/h 80年代 250km/h300km/h 90年代 300km/h350km/h 法国计划修建的巴黎斯特拉斯堡线设计最高速度为400km/h，运行最高速度为360km/h。5 如日本东海道新干线经过22年运营才有210km/h提至220km/h，仅提高10km/h，经过28年才提高至270km/h。法国东南线巴黎里昂设计时速300km/h，但1983年至今一直以270km/h运行，预计需要10年时间才能达到300km/h。1.2 新建高

4、速线也在提速，而提速是十分困难和缓慢的61.3 新建高速线的提速，主要依靠不断改进动车组的性能实现，而不是改造线路，也不可能对新干线进行较大的改造。1.4新线建成之初，存在着速度不稳定和达不到设计速度的短期过程。如日本第一条新干线以后的新线，设计最高速度为240260km/h，但开通之初的最高速度都在210220km/h之间。法国第一条新干线建成以后，4年内线路下沉15cm，每年需花费大量养护费用，4年后路基和速度才稳定，如要提高，达到设计最高速度300km/h，还需要10年时间整治线路和全部更换道床。72、工程特征、工程特征89101112法国高速铁路轨道结构法国高速铁路轨道结构1314德国

5、无碴轨道结构系统德国无碴轨道结构系统152.3 路基日本双线土质路基面宽度，按新干线规范为：16173、高速铁路的线路特征、高速铁路的线路特征3.1 高平顺性高平顺性 高速铁路的理论研究和实践表明，在平顺的轨道上，车辆处于稳高速铁路的理论研究和实践表明，在平顺的轨道上，车辆处于稳态运行状态，列车速度低于临界速度时，即使速度很高，轮轨动力附态运行状态，列车速度低于临界速度时，即使速度很高，轮轨动力附加荷载也很小。反之，即使轨道、路基和桥梁结构在强度方面完全满加荷载也很小。反之，即使轨道、路基和桥梁结构在强度方面完全满足要求，而平顺性不良时，列车运行虽未接近临界速度，但由线路引足要求，而平顺性不良

6、时，列车运行虽未接近临界速度，但由线路引起的车辆振动和轮轨动作用力将大幅度增加。起的车辆振动和轮轨动作用力将大幅度增加。轮轨相互作用的理论研究指出，轨道不平顺所引起的轮轨动力响应轮轨相互作用的理论研究指出，轨道不平顺所引起的轮轨动力响应及其对行车安全性、平稳性和乘车舒适性的影响，均随行车速度的提高及其对行车安全性、平稳性和乘车舒适性的影响，均随行车速度的提高而显著增大。而显著增大。18 对于数量较少，而幅值较大的局部轨道不平顺，为保障旅客阅读、书对于数量较少，而幅值较大的局部轨道不平顺，为保障旅客阅读、书写、餐饮等不受干扰，不受到惊吓，不产生反感，日、法、德等国规定，写、餐饮等不受干扰，不受到

7、惊吓，不产生反感，日、法、德等国规定，局部轨道不平顺引起的瞬时作用的垂向加速度不得大于局部轨道不平顺引起的瞬时作用的垂向加速度不得大于0.12-0.15g0.12-0.15g，横向，横向加速度不大于加速度不大于0.10-0.12g0.10-0.12g。再如，一个微小的。再如，一个微小的0.2mm0.2mm的迎轮台阶形焊缝不平的迎轮台阶形焊缝不平顺，在顺，在300km/h300km/h行车速度下，引起的冲击性轮轨高频动作用力行车速度下，引起的冲击性轮轨高频动作用力P P1 1达达720kN,720kN,低低频轮轨附加力频轮轨附加力P P2 2达达320kN320kN，可导致轨道破坏，路基产生不均

8、匀沉陷。各种微，可导致轨道破坏，路基产生不均匀沉陷。各种微小的短波不平顺，都是恶化轨道几何状态的根源，可能引发轮、轨、轴断小的短波不平顺，都是恶化轨道几何状态的根源，可能引发轮、轨、轴断裂，也是产生噪音的根源之一。裂，也是产生噪音的根源之一。19因此，高速铁路要求高平顺性的轨道。而高平顺性的轨道是依托在高因此，高速铁路要求高平顺性的轨道。而高平顺性的轨道是依托在高平顺性的线路空间曲线、路基、桥梁等基础之上的。高平顺性是设计、平顺性的线路空间曲线、路基、桥梁等基础之上的。高平顺性是设计、建设高速铁路的控制性条件，也是高速铁路有别于中、低速铁路的最主建设高速铁路的控制性条件，也是高速铁路有别于中、

9、低速铁路的最主要之点。必须从线形、路基、道床、钢轨、桥梁等各方面采取保证措施，要之点。必须从线形、路基、道床、钢轨、桥梁等各方面采取保证措施，才能达到高平顺性要求。才能达到高平顺性要求。表表1 1表明了不同列车速度对轨道不平顺动态响应的比较，从中可以表明了不同列车速度对轨道不平顺动态响应的比较，从中可以看出为什么高速线路需要具有高平顺性。看出为什么高速线路需要具有高平顺性。20轨道不平顺轨道不平顺动态响应及管理动态响应及管理ISO2631ISO2631国际振动国际振动环境控制标准环境控制标准普速普速300km/h300km/h连续高低不连续高低不平顺平顺波长波长40m40m、幅值幅值10mm1

10、0mm不予管理不予管理产生频率产生频率2Hz2Hz、半幅、半幅有效值有效值0.045g0.045g的持续的持续横向振动加速度横向振动加速度“工作能力减退限度工作能力减退限度”：可：可连续工作连续工作3 3小时，否则司机工小时，否则司机工作能力下降，判断、应急能作能力下降，判断、应急能力减退力减退表表1 1 不同行车速度对轨道不平顺的动态响应比较不同行车速度对轨道不平顺的动态响应比较21 稳定、沉降小且沉降均匀的平顺路基是高平顺性轨道的基础。稳定稳定、沉降小且沉降均匀的平顺路基是高平顺性轨道的基础。稳定性好的路基，主要是靠控制路基工后沉降和不均匀沉降，以及控制路基性好的路基，主要是靠控制路基工后

11、沉降和不均匀沉降，以及控制路基顶面的初始不平顺保证。这正是高速铁路路基设计、施工与普速铁路的顶面的初始不平顺保证。这正是高速铁路路基设计、施工与普速铁路的主要区别。即高速铁路主要是以主要区别。即高速铁路主要是以“变形变形”控制路基的设计、施工，而普控制路基的设计、施工，而普速铁路则主要是以速铁路则主要是以“强度强度”控制路基的设计与施工。因为，路基的工后控制路基的设计与施工。因为，路基的工后沉降大或沉降不均匀，就要求经常维修线路，而经常处于维修的线路，沉降大或沉降不均匀，就要求经常维修线路，而经常处于维修的线路，其稳定性、平顺性肯定是差的，这就影响了高速行车。同时，路基的不其稳定性、平顺性肯定

12、是差的，这就影响了高速行车。同时，路基的不均匀沉降过大，或其顶面初始不平顺大，将导致道床厚度不一致，道床均匀沉降过大，或其顶面初始不平顺大，将导致道床厚度不一致，道床的残余变形积累不均匀。的残余变形积累不均匀。3.2 高稳定性22 高稳定性特征反映在桥梁上，表现为对桥梁结构要求有足够大高稳定性特征反映在桥梁上，表现为对桥梁结构要求有足够大的刚度。因为高速列车对桥梁的动力作用远大于普速列车对桥梁的的刚度。因为高速列车对桥梁的动力作用远大于普速列车对桥梁的作用。桥梁出现较大挠度会直接影响桥上轨道的平顺性，造成结构作用。桥梁出现较大挠度会直接影响桥上轨道的平顺性，造成结构物承受很大的冲击力，旅客舒适

13、度受到严重影响，轨道状态不能保物承受很大的冲击力，旅客舒适度受到严重影响，轨道状态不能保持稳定，甚至影响列车的运行安全。持稳定，甚至影响列车的运行安全。23 此外，为保证轨道的平顺性，还必须限制桥梁预应此外，为保证轨道的平顺性，还必须限制桥梁预应力徐变上拱和不均匀温差引起的结构变形。这些都对高力徐变上拱和不均匀温差引起的结构变形。这些都对高速铁路桥梁结构刚度和整体性提出很高的要求，对桥梁速铁路桥梁结构刚度和整体性提出很高的要求，对桥梁挠度、梁端转角、扭转变形、横向变形、结构自振频率挠度、梁端转角、扭转变形、横向变形、结构自振频率和车辆竖向加速度方面作出严格的限定。所以，高速铁和车辆竖向加速度方

14、面作出严格的限定。所以，高速铁路桥梁设计主要由刚度控制。尽管高速铁路桥梁活载小路桥梁设计主要由刚度控制。尽管高速铁路桥梁活载小于普通铁路，但实际应用的高速铁路桥梁，在梁高、梁于普通铁路，但实际应用的高速铁路桥梁，在梁高、梁重上，均超过普速铁路桥梁。重上，均超过普速铁路桥梁。24 此外，无缝线路钢轨在桥上的受力状态与在路基上不同。此外，无缝线路钢轨在桥上的受力状态与在路基上不同。桥梁结构的温度变化、列车制动、桥梁挠曲等，使桥梁在纵向桥梁结构的温度变化、列车制动、桥梁挠曲等，使桥梁在纵向产生一定的位移，引起桥上钢轨产生附加应力。过大的附加应产生一定的位移，引起桥上钢轨产生附加应力。过大的附加应力会

15、造成桥上无缝线路失稳，影响行车安全。因此，墩台基础力会造成桥上无缝线路失稳，影响行车安全。因此，墩台基础要有足够的纵向刚度，以尽量减小钢轨附加应力和梁轨间的相要有足够的纵向刚度，以尽量减小钢轨附加应力和梁轨间的相对位移。各国在修建高速铁路时，除了对墩顶纵向刚度有严格对位移。各国在修建高速铁路时，除了对墩顶纵向刚度有严格要求外，并对如何避免结构物出现较大的纵向位移进行了深入要求外，并对如何避免结构物出现较大的纵向位移进行了深入研究，提出多种控制方法和构造措施，以供高墩桥梁选择。研究，提出多种控制方法和构造措施，以供高墩桥梁选择。253.3 3.3 高精度、小残变、少维修高精度、小残变、少维修 严

16、格控制轨道的铺设精度严格控制轨道的铺设精度:首先是提高线路的测量精度。首先是提高线路的测量精度。日、法等国在建设高速铁路时，线路日、法等国在建设高速铁路时，线路放线测量要求每放线测量要求每10m10m设一基桩，基桩的定位允许误差在设一基桩，基桩的定位允许误差在x x、y y、z z方向各为方向各为1mm1mm。二是严格控制钢轨的的平直性和焊接接头的平顺性。二是严格控制钢轨的的平直性和焊接接头的平顺性。我国目前生产我国目前生产的的60kg/m60kg/m钢轨，其断面形状和尺寸与钢轨，其断面形状和尺寸与UIC60UIC60轨相似，但轨面平直度、尺寸轨相似，但轨面平直度、尺寸公差、轨面缺陷以及焊接接

17、头尺寸公差与公差、轨面缺陷以及焊接接头尺寸公差与UICUIC标准及国外高速铁路钢轨标标准及国外高速铁路钢轨标准的差距很大因此，我国目前生产的准的差距很大因此，我国目前生产的60kg/m60kg/m轨不能用于京沪高速铁路。轨不能用于京沪高速铁路。26三是在完成铺轨后、开通运营前，打磨钢轨，去掉钢轨在轧制和施工三是在完成铺轨后、开通运营前，打磨钢轨，去掉钢轨在轧制和施工过程中造成的轨面微小不平顺，提高焊接接头平顺性。过程中造成的轨面微小不平顺，提高焊接接头平顺性。这已被国外证这已被国外证明是一项技术经济效益显著的成功经验，既保证了高速铁路在开通运明是一项技术经济效益显著的成功经验，既保证了高速铁路

18、在开通运营之日列车即按设计速度运行，并降低了轮轨噪声，又延长了钢轨和营之日列车即按设计速度运行，并降低了轮轨噪声，又延长了钢轨和道碴的使用寿命，大大减少了维修工作量，延长了维修周期。道碴的使用寿命，大大减少了维修工作量，延长了维修周期。27 严格控制轨道铺设精度，仅是实现高平顺性轨道的第一步。严格控制轨道铺设精度，仅是实现高平顺性轨道的第一步。由于铁路轨道是由多种部件组成，特别是有碴轨道，轨排位于碎由于铁路轨道是由多种部件组成，特别是有碴轨道，轨排位于碎石道碴散粒体之上，在高速列车荷载的作用下，这些部件会发生石道碴散粒体之上，在高速列车荷载的作用下，这些部件会发生变形，当变形的量值或其变形发展

19、的速度超过一定限值时，将失变形，当变形的量值或其变形发展的速度超过一定限值时，将失去轨道的高平顺性。因此，对高速铁路轨道各部件的设计，不仅去轨道的高平顺性。因此，对高速铁路轨道各部件的设计，不仅要保证强度，更重要的是保证小的残余变形，既保证了高平顺性，要保证强度，更重要的是保证小的残余变形，既保证了高平顺性，又保证了少维修的要求。又保证了少维修的要求。283.4 3.4 宽大、独行的线路空间宽大、独行的线路空间 列车沿地面高速运行时，将带动列车周围的空气随之运动，形成一列车沿地面高速运行时，将带动列车周围的空气随之运动，形成一种特定的非定常流场，称为种特定的非定常流场，称为“列车绕流列车绕流”

20、，俗称，俗称“列车风列车风”。这种列车。这种列车风形成的列车气动力将威胁沿线工作人员和站台旅客的安全，对沿线建风形成的列车气动力将威胁沿线工作人员和站台旅客的安全，对沿线建筑物也有破坏作用。列车风卷起的杂物也可能危及行车安全。相邻线路筑物也有破坏作用。列车风卷起的杂物也可能危及行车安全。相邻线路两列车相向高速运行交会时，产生的空气压力冲击波易震碎车窗玻璃，两列车相向高速运行交会时，产生的空气压力冲击波易震碎车窗玻璃，使旅客耳朵感到不适，甚至影响列车运行的平稳性。所以高速铁路要求使旅客耳朵感到不适，甚至影响列车运行的平稳性。所以高速铁路要求有一个宽大的行车空间，即增大两线间的距离和加宽站台上旅客

21、的安全有一个宽大的行车空间，即增大两线间的距离和加宽站台上旅客的安全退避距离。在有高速列车通过的车站站台上，除加宽临近站台的安全退退避距离。在有高速列车通过的车站站台上，除加宽临近站台的安全退避距离外，还需在安全线上设置手扶安全护栏，留出可供旅客上下车的避距离外，还需在安全线上设置手扶安全护栏，留出可供旅客上下车的活门。活门。29 高速铁路作为重要的现代化交通运输工具，必须强调重视现代化高速铁路作为重要的现代化交通运输工具，必须强调重视现代化的文明，各种设施应与周围环境协调，重视环境保护。如桥梁的造型的文明，各种设施应与周围环境协调，重视环境保护。如桥梁的造型设计，要注重结构外观和色彩。法国高

22、速铁路的桥梁造型设计甚至要设计，要注重结构外观和色彩。法国高速铁路的桥梁造型设计甚至要请建筑师和环保师参与或请他们审查。请建筑师和环保师参与或请他们审查。防止噪声污染是环境保护的一项重要内容，当列车速度超过防止噪声污染是环境保护的一项重要内容，当列车速度超过250km/h250km/h后，气动噪声的声功率强度与列车速度的后，气动噪声的声功率强度与列车速度的6 68 8次方成正比增长。次方成正比增长。因此，建设高速铁路时，应重视降低噪声的措施。法国规定，高速铁因此，建设高速铁路时，应重视降低噪声的措施。法国规定，高速铁路通过地区，若原来噪声低于路通过地区，若原来噪声低于65dB,65dB,则需保

23、持原噪声水平，若原来噪声则需保持原噪声水平，若原来噪声大于大于65dB,65dB,则需控制在则需控制在70dB70dB以内。因此，沿线通过居民区，甚至通过公以内。因此，沿线通过居民区，甚至通过公园附近，均设有隔音墙、明洞或隔音土堆。园附近，均设有隔音墙、明洞或隔音土堆。此外，还应重视减少列车振动以及防止电磁干扰等措施。此外，还应重视减少列车振动以及防止电磁干扰等措施。3.53.5高标准的环境保护高标准的环境保护 30法国环保措施313.6 开通运营之日，列车即以设计速度运行开通运营之日，列车即以设计速度运行 目前世界上所建成的高速铁路，除日本东海道新干线目前世界上所建成的高速铁路，除日本东海道

24、新干线外，其后修建的所有高速铁路，均在通车之日列车即按外，其后修建的所有高速铁路，均在通车之日列车即按设计最高速度运营。东海道新干线因是第一条高速铁路，设计最高速度运营。东海道新干线因是第一条高速铁路，没有修建经验，开通运营第一年因路基问题列车未能达没有修建经验，开通运营第一年因路基问题列车未能达到设计速度目标值，经过一年多的整修后，最高运营速到设计速度目标值，经过一年多的整修后，最高运营速度才达到度才达到210km/h210km/h。法国高速铁路在铺轨完成后，一般经。法国高速铁路在铺轨完成后，一般经过过5 56 6个月的调试后验交，列车即以最高速度运行。个月的调试后验交，列车即以最高速度运行

25、。32 我国目前新建铁路通车之时某些地段允许速度仅达我国目前新建铁路通车之时某些地段允许速度仅达505060km/h,60km/h,半年后也仅允许半年后也仅允许707080km/h80km/h，通车一年后还不一定能，通车一年后还不一定能达到设计速度。这对于高速铁路来说是绝不允许的。因为，达到设计速度。这对于高速铁路来说是绝不允许的。因为，由于线路初始状态达不到设计标准而限速运行，列车虽以低由于线路初始状态达不到设计标准而限速运行，列车虽以低速通过这些不合格地段，线路将产生速通过这些不合格地段，线路将产生 “记忆记忆”性病害或不平性病害或不平顺，其后果将是花数倍的物力去整修才可能达到高速运行的顺

26、，其后果将是花数倍的物力去整修才可能达到高速运行的目标。这正是高速铁路与普速铁路在工程验交时的重要差别。目标。这正是高速铁路与普速铁路在工程验交时的重要差别。333.73.7运营中，实行科学的轨道管理及严密的防灾安全监控运营中，实行科学的轨道管理及严密的防灾安全监控 高平顺的轨道在列车荷载的不断作用下，是会发生变形和高平顺的轨道在列车荷载的不断作用下，是会发生变形和位移的。当轨道及其各部件的变形、位移量值或其变形、位移位移的。当轨道及其各部件的变形、位移量值或其变形、位移发展的速度超过一定限值时，将失去轨道的高平顺性，从而恶发展的速度超过一定限值时，将失去轨道的高平顺性，从而恶化轮轨间的相互作

27、用，影响列车运行的舒适性、安全性。因此，化轮轨间的相互作用，影响列车运行的舒适性、安全性。因此，对运营中的高速线路要实行严格的轨道状态检测和科学的轨道对运营中的高速线路要实行严格的轨道状态检测和科学的轨道管理制度，及时掌握铁路运营过程中轨道不平顺的量值及其发管理制度，及时掌握铁路运营过程中轨道不平顺的量值及其发展速度，并予以校正，使其恢复到小残变或初始高平顺状态，展速度，并予以校正，使其恢复到小残变或初始高平顺状态，以保证高速列车运行的安全、平稳、舒适。以保证高速列车运行的安全、平稳、舒适。34 安全对于任何交通工具都是第一位的技术条件，安全对于任何交通工具都是第一位的技术条件，对于高速铁路来

28、说就更为重要。因此，高速铁路除对于高速铁路来说就更为重要。因此，高速铁路除了保证设备本身安全要求外，对于一些超出设备本了保证设备本身安全要求外，对于一些超出设备本身安全限度范围的灾害，如自然灾害身安全限度范围的灾害，如自然灾害暴雨、强暴雨、强风、地震等，突发性灾害风、地震等，突发性灾害坍方落石、异物侵入坍方落石、异物侵入限界等，以及设备的运用状态、故障等要实时监测，限界等，以及设备的运用状态、故障等要实时监测，并根据这些监测信息，对列车的运行进行严格的管并根据这些监测信息，对列车的运行进行严格的管理，如限速、停车等。理，如限速、停车等。3536日本日本高速铁路安全保障措施高速铁路安全保障措施

29、37 综上所述，高速线路的外表结构形式与普速综上所述，高速线路的外表结构形式与普速铁路差别不大，但是组成高速线路的每一个分部铁路差别不大，但是组成高速线路的每一个分部所采用的技术及其条件，以及各分部的接合，却所采用的技术及其条件，以及各分部的接合，却大大有别于普速线路。自开通运营之日起就能适大大有别于普速线路。自开通运营之日起就能适应高速列车不间断地、高密度运行的线路，其每应高速列车不间断地、高密度运行的线路，其每一个组成部分都是依托在高新技术的应用与开发一个组成部分都是依托在高新技术的应用与开发上的。上的。384.高速铁路的主要技术特征采用轮轨技术的高速铁路具有以下四个方面的主要技术特征：1

30、.轮轨方面：持久高平顺性的轨道，轻量化、高走行稳定性的列车；2.弓网方面：大张力的接触网，高性能的受电弓；3.空气动力方面：流线形、密封的列车，较大的线间距和隧道断面；4.牵引与制动方面：大功率的交-直-交列车和大容量的牵引供电设施，大能力的盘形、再生、涡流列车制动系统和车载信号为主的列控模式。39高速铁路技术体系的同一与差异性：各国因国情不同而异。大致有四种类型：1.新建高速铁路双线，专门用于旅客快速运输，如日本新干线和法国高速铁路,均为客运专线，白天行车，夜间维修。基本上自成独立的系统，采用综合调度集中方式。日本采用动力分散式动车组、大量采用无砟轨道，法国采用动力集中式动车组、有砟轨道。4

31、.4.高速铁路的主要技术特征高速铁路的主要技术特征40 2.新建高速铁路双线，实行客货共线运行，如意大利罗马佛罗伦萨高速铁路，客运速度250kmh,货运速度120kmh；3.部分新建高速线与部分既有线混合运行，如德国柏林汉诺威线，承担着客运和货运任务；动车组有动力集中式向动力分散式发展、大规模采用无砟轨道。4.在既有线上使用摆式列车运行，这在欧洲国家多见，在美国“东北走廊”摆式列车速度为240kmh。4.4.高速铁路的主要技术特征高速铁路的主要技术特征41我国客运专线铁路有自已独特的技术特点：1.新建300kmh及以上行车速度的双线高速铁路，专门用于旅客快速运输。近期的运输组织模式采用本线旅客

32、列车和跨线旅客列车高、中速混合运行的模式。2.新建行车速度250kmh旅客列车与120kmh货物列车混合运行的模式。3.通信信号制式要考虑既有路网的兼容性。但各国高速铁路在某些技术方面也有逐渐接近或融合的趋势，如采用动力分散式动车组、大量采用无砟轨道等。4.4.高速铁路的主要技术特征高速铁路的主要技术特征42我国高速铁路的主要技术标准:1.铁路等级：高速铁路；2.正线数目：双线；3.设计速度：列车最高运行速度350km/h，最低运行速度200km/h；4.运输模式:高中速混跑；5.线间距：5米；4.4.高速铁路的主要技术特征高速铁路的主要技术特征436.最小曲线半径：一般7000米、困难550

33、0米；7.最大坡度：1220；8.到发线有效长度：520700米；9.牵引种类及列车类型：电力、动车组；10.列车运行控制方式：自动控制；11.行车指挥方式：综合调度集中。4.4.高速铁路的主要技术特征高速铁路的主要技术特征444.4.高速铁路的主要技术特征高速铁路的主要技术特征455.高速铁路的工程特点与难点本部分以新的建设理念为切入点，抓住客运专线最主要的四个基本技术体系(轮轨、弓网、空气动力特性、牵引和制动)，从建设、运营、维修全过程；从安全性、舒适性、可靠性、经济性和可施工性等角度对路、桥、隧、轨道工程的特点和难点做一些分析。46总体技术要求：1.路基变形是影响列车运行速度的重要因素之

34、一，控制沉降和纵向刚度的变化是高速铁路路基设计、施工的关键问题。2.桥梁结构设计强调结构的耐久性和良好的动力特性，严格控制桥梁结构的纵横向刚度、基频和铺轨后的残余(工后)沉降，满足高速列车安全运行和旅客乘座舒适度的要求。3.隧道设计考虑空气动力学效应，隧道有效断面积拟采用100m2，必要时洞口可设缓冲结构。5.5.高速铁路的工程特点与难点高速铁路的工程特点与难点47 4.轨道结构的可靠性、稳定性和高平顺性是高速铁路安全可靠、平稳舒适、经济耐久运行的关键。主要设计特点是采用一次铺设跨区间无缝线路，推广采用少维修的无砟轨道，转线地段采用大号码高速道岔。5.信息系统集成了列车运行控制、车站计算机联锁

35、和综合调度，实现通信、信号和计算机技术的一体化，充分发挥通信、信号系统的整体综合效能，使其成为一个集行车控制、调度指挥、信息管理和设备监测于一体的综合自动化系统。5.5.高速铁路的工程特点与难点高速铁路的工程特点与难点48 6.牵引供电系统的技术特点在于供变电系统的安全、可靠性高和高度自动化，接触网系统的高平顺性和良好的受流特性，高速铁路牵引供电系统拟采用AT供电方式、简单链型悬挂和基于网络化、分层化管理的电力调度系统。7.高速列车拟采用当今世界上最先进的300-350km/h动力分散型动车组。列车具有运行速度高、安全可靠、车内布置宽敞舒适、车体轻量化、外观流线型、大功率、低能耗、加速快、爬坡

36、能力强等技术特点，同时具备兼容既有线信号制式、多制动方式、自动诊断等功能。5.5.高速铁路的工程特点与难点高速铁路的工程特点与难点498.防灾安全监控系统由风监测、雨量及洪水监测、地震监测、轨温监测、火灾监测、突发事故、异物侵限及非法侵入防护等系统组成。9.高速铁路按环保型绿色通道设计，采取设置声屏障等综合治理措施。5.5.高速铁路的工程特点与难点高速铁路的工程特点与难点50（一）路基 1.设计理念新 为保证轨道具有持久的平顺性，路基结构设计首次采用了变形与强度结合控制的原则。目的为轨道提供一个强度高、刚度大且纵向变化均匀、长久稳定、顶面平顺的弹性基础。5.5.高速铁路的工程特点与难点高速铁路

37、的工程特点与难点512.结构标准高 路基基床由表层和底层组成,表层厚度应为0.7m，底层厚度应为2.3m，总厚度为3.0m。其中：基床表层由510cm厚的沥青混凝土防水层和6560cm厚的级配碎石或级配砂砾石组成；基床底层填筑A、B组填料。路基与桥台及横向结构物间均设置过渡段（刚度过渡、沉降过渡），以满足轨道平顺性要求。5.5.高速铁路的工程特点与难点高速铁路的工程特点与难点52（一）路基 3.工后沉降和沉降率需严格控制规定路基铺轨后的残余(工后)沉降：有砟轨道路基（含软土路基）不大于5厘米，年沉降率不大于2厘米；过渡段，工后沉降不大于3厘米；无砟轨道路基残余沉降不大于10mm10m或15mm

38、 20m。对沉降控制较困难的软土、松软土及新黄土地质地段的路基均采取了地基加固措施。5.5.高速铁路的工程特点与难点高速铁路的工程特点与难点53（一）路基4.填料标准高，路基结构所使用的材料质量必须先期选择和确定 基床表层所采用的级配碎石或级配砂砾石等材料，基床底层采用的A、B组填料均有严格的材质、粒径和级配要求。为保证达到设计标准，设级配碎石拌合站或填料改良场，对填料进行集中拌合或改良。5.5.高速铁路的工程特点与难点高速铁路的工程特点与难点545.路堤施工的工期长根据国外及国内秦沈客运专线、京沪高速铁路昆山试验段的施工经验，良好地基的有砟轨道路堤填筑后一般放置1个月以上，地基不良地段路堤放

39、置6个月以上；黏土地基上的路堤支承板式轨道时放置6个月以上，其他地基放置3个月以上；同时要进行详细地基地质勘察，进行必要的沉降观测，并测算沉降稳定时间，以保证沉降时间，满足稳定和沉降要求（施工工期、固结工期）。5.5.高速铁路的工程特点与难点高速铁路的工程特点与难点556.要建立先进、可靠、精确、完整、有效的质量控制与检测体系，保证：（1）地质勘察深度及所采用的设计方法和计算参数正确；（2）填料特性、工程措施及适用范围全过程受控。（3）路基均匀或不均匀沉降及其沉降值得到持续正确的检查。5.5.高速铁路的工程特点与难点高速铁路的工程特点与难点56（二）桥梁 1.刚度大除控制挠度，梁端转角，扭转变

40、形，结构自振频率，还要限制预应力徐变、不均匀温差引起的结构变形。并进行车桥耦合动力响应分析。5.5.高速铁路的工程特点与难点高速铁路的工程特点与难点57（二）桥梁2.耐久性要求高 主要承重结构按100年使用要求设计，统一考虑合理的结构布局和构造细节，强调要使结构易于检查维修以保证桥梁的安全使用等（设计、施工、维护三个阶段共同来保障）。5.5.高速铁路的工程特点与难点高速铁路的工程特点与难点583.墩台基础的沉降控制严格 其铺轨后(工后沉降)残余沉降不应超过下列容许值：墩台均匀沉降量：对于有砟桥面桥梁：30 mm 对于无砟桥面桥梁：20 mm 静定结构相邻墩台沉降量之差：对于有砟桥面桥梁：=15

41、 mm 对于无砟桥面桥梁：=5 mm5.5.高速铁路的工程特点与难点高速铁路的工程特点与难点594.上部结构优先采用预应力混凝土结构 预应力混凝土结构刚度大、噪音低，由温度变化引起的结构位移对线路结构的影响小。5.大跨度的特殊孔跨结构多跨越主要交通干线或通航河流大量采用钢混结合梁、连续梁、斜拉桥、钢桁拱等特殊结构的大跨度梁式。技术复杂，施工难度大。5.5.高速铁路的工程特点与难点高速铁路的工程特点与难点606.双线简支箱梁制、架需特殊的大型施工装备32米跨度的双线简支箱梁重约900吨、梁宽13.4米，制、运、架需专门的大型施工设施与装备。5.5.高速铁路的工程特点与难点高速铁路的工程特点与难点

42、61（三）隧道1.三大空气动力效应 A.瞬变压力。B.洞口微气压波 C.行车阻力2.措施A.采用大断面（A=100m2），低阻塞比，洞口设缓冲结构。以减轻高速行车条件下瞬间气压变化对车内旅客带来的舒适度降低和微气压波给环境带来的噪声污染。5.5.高速铁路的工程特点与难点高速铁路的工程特点与难点62（三）隧道B.重视构造设计由于隧道的横断面较大，受力比较复杂，且列车运行速度较高，维修有一定的时间限制。隧道结构按二次衬砌设计，中间设防水板，隧道边墙与仰拱的连接方式采用顺接（必要时需做特殊加固）。铺底厚度及仰拱、隧底填充及底板混凝土强度等级均较一般铁路有所提高。5.5.高速铁路的工程特点与难点高速铁

43、路的工程特点与难点63（四）轨道 1.铺设500m长钢轨技术难度大，对设备和工艺有新要求（1）厂制标准轨长100米或50米；（2）工厂焊接并铺设300500米长轨；（3）现场采用移动接触焊工艺。2.严格控制铺轨的初始不平顺，保证精度达到高平顺性的要求（1）采用单枕连续铺设法；（2）大型养路机械作业；（3）对钢轨精确打磨。5.5.高速铁路的工程特点与难点高速铁路的工程特点与难点645.5.高速铁路的工程特点与难点高速铁路的工程特点与难点655.5.高速铁路的工程特点与难点高速铁路的工程特点与难点665.5.高速铁路的工程特点与难点高速铁路的工程特点与难点6768（四）轨道 3.无砟轨道需要坚固稳

44、定的基础。路基和桥梁工后要实现“零沉降”，需研发或引进专用成套设备以满足施工的需要，对施工人员素质要求很高。-板式轨道是通过灌注CA砂浆永久性定位的，施工操作及定位精度要求很高；-双块式无砟轨道需要专用机械设备；-为降低造价，材料要实现国产化。5.5.高速铁路的工程特点与难点高速铁路的工程特点与难点6970德铁无砟轨道扣件系统（Vossloh 300型）调高量：调高量：4/+26mm调距量：调距量：16mm节点刚度：节点刚度：22.5 kN/mm7172737475（四）轨道4.铺设无缝线路受环境温度控制，作业时间受限制起拨道作业轨温应在无缝线路锁定轨温的20范围内，当轨温高于锁定轨温20时，

45、轨道内有76吨的内力未被释放，温度每增加1度内力增加3.8吨，温度过低时起拨道作业会引起线路失稳。5.5.高速铁路的工程特点与难点高速铁路的工程特点与难点76（四）轨道 5.轨道要保持持久的高稳定性，必须对轨道结构、轨道基础进行系统优化。-合理的道床结构和几何尺寸；-无砟轨道耐久性与可修复性；-有砟轨道需要优质的特级道砟 -实车运行和及时的养护维修。5.5.高速铁路的工程特点与难点高速铁路的工程特点与难点77（五）通信1.业务种类多；2.安全、可靠性要求高；3.设备的集成化程度高，系统调试工作量大、技术复杂。5.5.高速铁路的工程特点与难点高速铁路的工程特点与难点78（六）信号1.与通信和计算

46、机网络技术一体化；2.列车运行控制采用一级连续速度模式，采用无绝缘连续编码轨道电路和GSMR进行列车与地面之间的信息交换；3.系统兼容性强，能与既有线的信号系统兼容，满足不同速度的列车共线混跑及上、下高速线；4.接地系统采用全线贯通接地铜缆，车站（中继站）集中接地，提高了系统的稳定性；5.轨道电路工程量大，轨旁设备的安装受轨道施工的控制。5.5.高速铁路的工程特点与难点高速铁路的工程特点与难点79（七）电气化1.采用单相AT供电方式；2.增大铜合金接触导线面积和接触悬挂张力，满足高速机车良好平稳受流的需要；3.全过程精确测量、准确定位和满足大张力要求的恒张力导线架设，确保接触悬挂具有持久的高平

47、顺性；4.接触网支柱基础采取机械化施工。（八）电力高可靠、免维护和实现远程控制与监测。5.5.高速铁路的工程特点与难点高速铁路的工程特点与难点80（九）动车段及综合维修基地必须与基础设施同步设计、统一实施、综合联调、整体开通 1.动车段是保证动车组可靠运行，实现动车组的动态检测、状态修，并具备与之相配套的检测与诊断技术，完备的综合维修保障体系；2.综合检修基地承担着工务、电务、供电、抢修、抢险等功能，是保障高速铁路基础设施正常运营的核心系统。5.5.高速铁路的工程特点与难点高速铁路的工程特点与难点81（十）大型站房 大型车站一般位于中国经济发达地区，是城市交通运输枢纽和现代化的窗口。集城市地铁

48、、轻轨、公交等现代交通设施于一体。（十一）综合调试及试运行以通信、计算机网络为基础网，列车运行指挥系统为核心，对线路设备及列控系统、供电系统、综合维修系统、防灾报警系统、旅客服务系统等子系统，按预设的试验计划进行单体试验、结合试验和现场运行模拟试验。涉及专业多，综合调试工作量大。5.5.高速铁路的工程特点与难点高速铁路的工程特点与难点82综上所述：高速铁路是一项庞大复杂的系统工程。技术新、标准高，施工及安装工艺复杂、难度大。建设、运营管理和维修体制新，与传统铁路差异大，需要大量掌握现代科学技术的高素质人才。5.5.高速铁路的工程特点与难点高速铁路的工程特点与难点8384二、国内高速铁路设计的若

49、干规定二、国内高速铁路设计的若干规定 本节主要按照本节主要按照20092009年版年版时速时速300350Km/h高速铁路设计规范高速铁路设计规范的有关条的有关条文及说明进行介绍，兼顾时速文及说明进行介绍，兼顾时速200250 Km/h的铁路设计要求。的铁路设计要求。84851 1、高速铁路设计应遵循的基本原则、高速铁路设计应遵循的基本原则85862 2、高速铁路设计年度、高速铁路设计年度8687 高速铁路建筑限界轮廓及基本尺寸应符合下图的规高速铁路建筑限界轮廓及基本尺寸应符合下图的规定，曲线地段限界加宽应根据计算确定。定，曲线地段限界加宽应根据计算确定。3 3、建筑限界、建筑限界 高速铁路列

50、车设计活载应采用高速铁路列车设计活载应采用ZK ZK 活载。活载。ZK ZK 活载为列车竖向静活载，活载为列车竖向静活载，ZK ZK 标准活载如标准活载如图图2 2所示，所示，ZK ZK 特种活载如图特种活载如图3 3所示。所示。4 4、高速铁路列车设计活载、高速铁路列车设计活载8788888989901 1、高速铁路、高速铁路high-speed railwayhigh-speed railway（HSRHSR）新建铁路旅客列车设计最高行车速度达到新建铁路旅客列车设计最高行车速度达到250km/h 250km/h 及以及以上的铁路。上的铁路。2 2、总体设计、总体设计general desi