[PPT]高速鐵路線路設(shè)計(jì)

1、高速鐵路線路設(shè)計(jì) 技術(shù)交流主要內(nèi)容 一、高速鐵路、客運(yùn)專(zhuān)線總體技術(shù)特點(diǎn) 二、線路平縱斷面設(shè)計(jì) 三、我國(guó)高速鐵路、客運(yùn)專(zhuān)線設(shè)計(jì)概況 四、高速鐵路線路施工要點(diǎn) 一、高速鐵路、客運(yùn)專(zhuān)線總體技術(shù)特點(diǎn) 高速鐵路實(shí)現(xiàn)了由高質(zhì)量及高穩(wěn)定的鐵路基礎(chǔ)設(shè)施、性能優(yōu)越的高速列車(chē)、受電效能穩(wěn)定的弓網(wǎng)供電系統(tǒng)、先進(jìn)可靠的列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)、高效的運(yùn)輸組織與運(yùn)營(yíng)管理體系等綜合集成。 高速鐵路在實(shí)施中，從規(guī)劃設(shè)計(jì)開(kāi)始就把各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施、運(yùn)載裝備、供電、通信信號(hào)、運(yùn)輸組織及經(jīng)營(yíng)管理等子系統(tǒng)納入整個(gè)大系統(tǒng)工程之中統(tǒng)籌運(yùn)作。（一）高速鐵路是當(dāng)代高新技術(shù)的集成 為實(shí)現(xiàn)總體目標(biāo)，采用了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。雖然這些新技術(shù)分別隸屬于各有關(guān)的子系統(tǒng)

2、，但其主要技術(shù)指標(biāo)、性能參數(shù)是相互依存、相互制約的，均須經(jīng)詳細(xì)研究、反復(fù)論證與修訂，才能保證實(shí)現(xiàn)大系統(tǒng)綜合集成特性的要求，達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)的合理優(yōu)化與集成。（一）高速鐵路是當(dāng)代高新技術(shù)的集成一、高速鐵路、客運(yùn)專(zhuān)線總體技術(shù)特點(diǎn)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、IT網(wǎng)絡(luò)技術(shù)運(yùn)輸組織運(yùn)營(yíng)管理高速鐵路系統(tǒng)集成RS，GIS，GPS，CAD應(yīng)用新材料新工藝高速線路車(chē)站維修基地基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行控制行車(chē)指揮通信信號(hào)計(jì)算機(jī)微電子器件自控技術(shù)電力設(shè)備運(yùn)載裝備CAD，CAM，高速交通技術(shù)，電力電子器高新技術(shù)綜合集成的高速鐵路總示意圖 （二）高速度是高速鐵路高新技術(shù)的核心 交通運(yùn)輸?shù)乃俣仁桥c經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展水平相適應(yīng)的?，F(xiàn)代交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展史在一

3、定意義上就是以提高速度為核心的技術(shù)開(kāi)發(fā)史。國(guó)內(nèi)外鐵路的發(fā)展歷史和趨勢(shì)都說(shuō)明速度是參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的主要手段，是交通企業(yè)賴(lài)以生存和發(fā)展的最基本的因素。 一、高速鐵路、客運(yùn)專(zhuān)線總體技術(shù)特點(diǎn)（二）高速度是高速鐵路高新技術(shù)的核心 高速鐵路是一個(gè)具有國(guó)際性和時(shí)代性的概念。1970年5月，日本在第71號(hào)法律全國(guó)新干線鐵路整備法中規(guī)定：“列車(chē)在主要區(qū)間能以200km/h以上速度運(yùn)行的干線鐵道稱(chēng)為高速鐵路。”這是世界上第一個(gè)以國(guó)家法律條文的形式給高速鐵路下的定義。1985年5月，聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)將高速鐵路的列車(chē)最高運(yùn)行速度規(guī)定為：客運(yùn)專(zhuān)線300km/h，客貨混線250km/h。1986年1月，國(guó)際鐵路聯(lián)盟秘書(shū)

4、長(zhǎng)勃萊認(rèn)為，高速列車(chē)最高運(yùn)行速度至少應(yīng)達(dá)到200km/h。一、高速鐵路、客運(yùn)專(zhuān)線總體技術(shù)特點(diǎn)（二）高速度是高速鐵路高新技術(shù)的核心 目前世界上有三種類(lèi)型的高速鐵路：一是既有線客貨混運(yùn)型，最高運(yùn)行速度200km/h，如俄羅斯、英國(guó)等；二是新建客貨混運(yùn)型，最高運(yùn)行速度250km/h，如德國(guó)、意大利等；三是新建客運(yùn)專(zhuān)線型，最高運(yùn)行速度可達(dá)300km/h及其以上，如日本、法國(guó)、德國(guó)、西班牙、韓國(guó)等。 一、高速鐵路、客運(yùn)專(zhuān)線總體技術(shù)特點(diǎn)（二）高速度是高速鐵路高新技術(shù)的核心 速度是高速鐵路的技術(shù)核心，也是其主要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)所在。高速鐵路的速度目標(biāo)值是由常規(guī)鐵路發(fā)展到高速鐵路最主要的區(qū)別。 列車(chē)運(yùn)行速度是屬

5、第一層次的系統(tǒng)目標(biāo)，只有將速度目標(biāo)值確定之后才能選定線路的設(shè)計(jì)參數(shù)、列車(chē)總體技術(shù)條件、列車(chē)運(yùn)行控制及通信信號(hào)系統(tǒng)。一、高速鐵路、客運(yùn)專(zhuān)線總體技術(shù)特點(diǎn)（二）高速度是高速鐵路高新技術(shù)的核心一、高速鐵路、客運(yùn)專(zhuān)線總體技術(shù)特點(diǎn)試驗(yàn)最高速度運(yùn)營(yíng)最高速度最高速度增長(zhǎng)的情況 （二）高速度是高速鐵路高新技術(shù)的核心一、高速鐵路、客運(yùn)專(zhuān)線總體技術(shù)特點(diǎn)國(guó)外高速和快速線路最高運(yùn)行速度序號(hào)國(guó) 別列車(chē)型號(hào)最高速度(km/h)1法 國(guó)TGV3202德 國(guó)ICE3003日 本500系3004西班牙AVE3005意大利ETR450等2506英 國(guó)IC2252017美 國(guó)Acela2408瑞 典X20002009奧地利Super

6、city20010俄羅斯ER200，Zug15920011澳大利亞Riverina XPT160注：表中前5個(gè)國(guó)家僅列出高速線的指示。（三）系統(tǒng)間相互作用發(fā)生了質(zhì)變 隨著速度的提高，各子系統(tǒng)原有的規(guī)律和相互間關(guān)系將轉(zhuǎn)化為強(qiáng)作用而須重新認(rèn)定。系統(tǒng)中某項(xiàng)參數(shù)或標(biāo)準(zhǔn)選擇不慎都將引發(fā)連鎖反應(yīng)。例如：線路參數(shù)、路基密實(shí)度或橋梁剛度選擇不合理，不僅是線路質(zhì)量問(wèn)題，還將影響列車(chē)運(yùn)行的平穩(wěn)性及可靠性，也干擾運(yùn)輸組織、行車(chē)指揮。反之，確定列車(chē)主要參數(shù)及性能也必須考慮線路參數(shù)與控制系統(tǒng)方案，否則最終都要制約整個(gè)系統(tǒng)效能的發(fā)揮。系統(tǒng)之間的關(guān)系遠(yuǎn)比常規(guī)鐵路復(fù)雜。 所以，在籌劃高速鐵路之初，必須從總體上估計(jì)到這一龐大系

7、統(tǒng)更加復(fù)雜的綜合特性，認(rèn)真研究并協(xié)調(diào)各子系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)變異的合理范圍，重視新系統(tǒng)的強(qiáng)耦聯(lián)特性。一、高速鐵路、客運(yùn)專(zhuān)線總體技術(shù)特點(diǎn)（四）系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題更加突出 世界各國(guó)在確定高速鐵路基本功能與主要技術(shù)參數(shù)時(shí)，都根據(jù)各自的條件結(jié)合其國(guó)情與路情做了周密的調(diào)查，進(jìn)行必要的理論研究與試驗(yàn)分析。 其中，高速鐵路系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題是這一切的根由。一、高速鐵路、客運(yùn)專(zhuān)線總體技術(shù)特點(diǎn) 高速列車(chē)速度越高，激勵(lì)車(chē)線橋系統(tǒng)發(fā)生的振動(dòng)與沖擊越強(qiáng)，致振的敏感因素越寛。振動(dòng)與沖擊的頻響函數(shù)關(guān)系，主要取決于參振系統(tǒng)各自的動(dòng)力學(xué)特性，它包括其內(nèi)在的物理力學(xué)參量、相互間發(fā)生接觸或約束的幾何參量與物理參量。很明顯，相互接觸的物體其相

8、對(duì)速度越高，在研究動(dòng)載作用時(shí)應(yīng)考察的截止頻率越高，而可能發(fā)生的強(qiáng)作用點(diǎn)就越多。 振動(dòng)與沖擊動(dòng)力響應(yīng)的物理量(位移、速度、加速度)幅值是與速度的平方成正比。在頻域范圍內(nèi)，應(yīng)考察的頻率不僅取決于激勵(lì)頻率的高低，還與系統(tǒng)的固有頻率密切相關(guān)。激擾頻率與速度成正比，與接觸表面沿速度方向上的幾何變異之波長(zhǎng)成反比。一、高速鐵路、客運(yùn)專(zhuān)線總體技術(shù)特點(diǎn)1、高速列車(chē)的振動(dòng)與沖擊問(wèn)題（四）系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題更加突出 由此可見(jiàn)，高速鐵路的基礎(chǔ)設(shè)施及運(yùn)載裝備不但應(yīng)具備優(yōu)良的固有特性，還必須在界面上彼此都要保有均勻、平順、光滑的特征。這是建立高速鐵路各子系統(tǒng)都必須遵守的共性準(zhǔn)則。 系統(tǒng)振動(dòng)與沖擊力學(xué)分析，最主要的目的是協(xié)調(diào)各

9、子系統(tǒng)組成部分的特性參數(shù)，保證系統(tǒng)功能優(yōu)化。對(duì)于高速鐵路來(lái)說(shuō)，最重要的是確保列車(chē)持續(xù)、安全、平穩(wěn)運(yùn)行。因此，必須預(yù)見(jiàn)在各種速度工況下系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)。 突出的問(wèn)題如：輪軌間接觸力的變化將影響列車(chē)牽引與制動(dòng)的實(shí)現(xiàn)、輪軌的磨損與疲勞、運(yùn)行的安全指標(biāo)；車(chē)線橋系統(tǒng)的動(dòng)力反應(yīng)，將影響結(jié)構(gòu)功能與列車(chē)平穩(wěn)運(yùn)行；弓網(wǎng)系統(tǒng)的振動(dòng)，將影響授電效能及安全。所以動(dòng)力響應(yīng)是涉及高速行車(chē)技術(shù)深層次的基本問(wèn)題，須認(rèn)真處理。一、高速鐵路、客運(yùn)專(zhuān)線總體技術(shù)特點(diǎn)1、高速列車(chē)的振動(dòng)與沖擊問(wèn)題（四）系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題更加突出 在系統(tǒng)振動(dòng)與沖擊的動(dòng)力學(xué)分析中，主要著重于研究列車(chē)以常速在直線線路上運(yùn)行的動(dòng)力反應(yīng)。實(shí)際上對(duì)更為復(fù)雜的問(wèn)題，如列車(chē)

10、起動(dòng)或制動(dòng)時(shí)的變速運(yùn)行工況，通過(guò)平面曲線或變坡段豎曲線上運(yùn)行及高速過(guò)岔等問(wèn)題，只能簡(jiǎn)化為剛體動(dòng)力學(xué)或彈性聯(lián)接的多體動(dòng)力學(xué)來(lái)分析。 其基本點(diǎn)是在理想狀態(tài)下分析選定系統(tǒng)的固有特征及界面特性，對(duì)更復(fù)雜的某些非穩(wěn)態(tài)問(wèn)題著重研究列車(chē)的走行性能，限定在低頻域內(nèi)研究列車(chē)運(yùn)行中的慣性問(wèn)題；預(yù)見(jiàn)高速列車(chē)運(yùn)行中可能發(fā)生的縱向及橫向加速度；前者與列車(chē)的牽引制動(dòng)性能、列車(chē)的操縱及線路縱斷面有關(guān)，后者主要受線路平面設(shè)計(jì)參數(shù)制約。 一、高速鐵路、客運(yùn)專(zhuān)線總體技術(shù)特點(diǎn)2、高速列車(chē)運(yùn)行中的慣性問(wèn)題（四）系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題更加突出 對(duì)于舒適度，人體承受振動(dòng)的能力與頻率密切相關(guān)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果：其頻率在10HZ以下更為敏感，承受能力較

11、低，從感到不適的加速度幅值來(lái)看約為0.1g左右。對(duì)于這種超低頻振動(dòng)橫向加速度的承受能力，因人體質(zhì)而異，它與姿態(tài)、年齡、性別、職業(yè)、經(jīng)歷等都有關(guān)。一、高速鐵路、客運(yùn)專(zhuān)線總體技術(shù)特點(diǎn)2、高速列車(chē)運(yùn)行中的慣性問(wèn)題（四）系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題更加突出1 2 5 10 20 HZ人體對(duì)振動(dòng)反應(yīng)的示意圖1g0.1g0.01g 嚴(yán) 重不 適有 感列車(chē)運(yùn)行中旅客不同姿態(tài)舒適度的感受舒適度立 姿坐 姿橫向加速度時(shí)變率g/s好0.0850.10.03中0.10.120.045差0.120.150.072、高速列車(chē)運(yùn)行中的慣性問(wèn)題 另外，共振現(xiàn)象在日、法等國(guó)高速鐵路上是有教訓(xùn)的。當(dāng)行車(chē)速度在160km/h以下時(shí)，對(duì)波長(zhǎng)為5

12、6、70、83、97m的中長(zhǎng)波高低不平順可不予管理，但分別在200、250、300、350km/h速度下，其激擾頻率與日、法高速車(chē)輛的車(chē)體垂向自振頻率1Hz相當(dāng)，導(dǎo)致車(chē)體產(chǎn)生一度稱(chēng)為“不明原因的強(qiáng)烈振動(dòng)”，軌檢車(chē)測(cè)不出，養(yǎng)路機(jī)械修不了，較晚時(shí)間才認(rèn)識(shí)到此道理，從而重視了路基的不均勻沉降和初始不平順問(wèn)題。 一、高速鐵路、客運(yùn)專(zhuān)線總體技術(shù)特點(diǎn)（四）系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題更加突出2、高速列車(chē)運(yùn)行中的慣性問(wèn)題 例如，幅值為10mm、波長(zhǎng)為40m的連續(xù)高低不平順，在速度達(dá)300km/h時(shí)，可使車(chē)體產(chǎn)生頻率為2Hz、半幅值為0.18g的持續(xù)振動(dòng)加速度。人體承受這種加速度的持續(xù)時(shí)間只能5小時(shí)。否則，會(huì)導(dǎo)致乘客血壓、

13、脈搏、消化等生理現(xiàn)象不正常。 又如，幅值5mm、波長(zhǎng)40m的方向不平順，在300km/h速度下，車(chē)體將產(chǎn)生約2Hz、半振幅約0.066g的橫向振動(dòng)加速度。乘務(wù)人員在此種振動(dòng)環(huán)境下僅能工作3小時(shí)，司機(jī)的判斷、應(yīng)急能力將減退，“舒適度減退”限度為“工作能力減退”限度的1/3。 在振動(dòng)頻率為1-2Hz、累計(jì)時(shí)間4小時(shí)的車(chē)體振動(dòng)環(huán)境下，保持舒適感不減退的振動(dòng)加速度，橫向?yàn)?.017g，垂向?yàn)?.035-0.05g。一、高速鐵路、客運(yùn)專(zhuān)線總體技術(shù)特點(diǎn)（四）系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題更加突出2、高速列車(chē)運(yùn)行中的慣性問(wèn)題 所以，為保證列車(chē)行駛時(shí)旅客的舒適度必須重視運(yùn)動(dòng)中的慣性問(wèn)題。這應(yīng)從線路基本參數(shù)、列車(chē)性能及操縱技術(shù)

14、予以保證。 一、高速鐵路、客運(yùn)專(zhuān)線總體技術(shù)特點(diǎn)（四）系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題更加突出3、高速列車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 地面交通系統(tǒng)都有一個(gè)難以避免的共性問(wèn)題，這就是空氣動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。在地表大氣層中，交通載體所受到的空氣阻力、竪向力、橫向力和壓力波等與速度平方成正比，隨著速度的提高急劇增加，從而成為提高地面高速交通速度主要的制約因素。 作為地面交通運(yùn)載工具的車(chē)輛是在稠密的空氣介質(zhì)中運(yùn)行的。當(dāng)車(chē)輛速度超過(guò)160km/h后，空氣阻力顯著上升，其阻力值大約與速度的平方成正比。當(dāng)速度達(dá)到300km/h時(shí)，即使采取各種降低空氣阻力的措施，空氣阻力也會(huì)占車(chē)輛運(yùn)行阻力的80%以上；速度達(dá)到350km/h以上的，空氣阻力將超過(guò)9

15、0%。用以克服空氣阻力所消耗的功率按速度的三次方增加。 一、高速鐵路、客運(yùn)專(zhuān)線總體技術(shù)特點(diǎn) （1）列車(chē)空氣阻力問(wèn)題（四）系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題更加突出3、高速列車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 根據(jù)計(jì)算，速度由350km/h提高到500km/h，所消耗的功率將增加1.1倍。高速列車(chē)時(shí)速超過(guò)200km/h就必須認(rèn)真研究這一問(wèn)題。為減緩空氣動(dòng)力的影響，通過(guò)大比例風(fēng)洞模型試驗(yàn)及三維有限元空氣動(dòng)力學(xué)理論分析，篩選設(shè)計(jì)方案，作出技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理抉擇。其主要問(wèn)題如下： 在一定速度下，高速列車(chē)空氣阻力及其它空氣動(dòng)力作用取決于列車(chē)的外流型、列車(chē)的截面及外表面的光滑平順度。所以，在列車(chē)的總體設(shè)計(jì)及車(chē)體設(shè)計(jì)中都必須周密處置，使整列車(chē)具有良好

16、的氣動(dòng)性能。一、高速鐵路、客運(yùn)專(zhuān)線總體技術(shù)特點(diǎn) （1）列車(chē)空氣阻力問(wèn)題（四）系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題更加突出3、高速列車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 高速運(yùn)行的列車(chē)，由于各種氣動(dòng)效應(yīng)影響使列車(chē)內(nèi)外壓差增大。若列車(chē)密封性差，則必將引起車(chē)內(nèi)氣壓的變化；超過(guò)一定范圍，將引起人體各種不適感。所以，對(duì)車(chē)窗、車(chē)門(mén)、車(chē)輛間聯(lián)結(jié)風(fēng)擋都要求具有良好的密封性。一、高速鐵路、客運(yùn)專(zhuān)線總體技術(shù)特點(diǎn)（2）列車(chē)內(nèi)部空氣密封問(wèn)題（四）系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題更加突出3、高速列車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 兩列相對(duì)行馳的高速列車(chē)在線路上會(huì)車(chē)時(shí)各種空氣動(dòng)力作用比單列車(chē)行馳時(shí)強(qiáng)烈，并將影響列車(chē)運(yùn)行的平穩(wěn)性與車(chē)內(nèi)人員的舒適感。這種影響在其他條件一定的情況下，與高速鐵路的線間距

17、成反比。 高速鐵路的線間距應(yīng)根據(jù)車(chē)速、車(chē)寬、列車(chē)頭型系數(shù)、車(chē)體密封程度、車(chē)窗玻璃承壓能力等因素來(lái)考慮。若在高速線上有各種不同類(lèi)型式列車(chē)運(yùn)行，應(yīng)顧及性能較差列車(chē)的承受能力。一、高速鐵路、客運(yùn)專(zhuān)線總體技術(shù)特點(diǎn)（3）線間距問(wèn)題（四）系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題更加突出3、高速列車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 對(duì)于有限界面的隧道而言，高速鐵路的空氣動(dòng)力學(xué)作用將比在明線環(huán)境條件強(qiáng)烈，在一定速度下，其幅值主要與隧道斷面的堵塞比密切相關(guān)。所以，列車(chē)速度越高，隧道斷面應(yīng)越大。對(duì)長(zhǎng)隧道來(lái)說(shuō)還必須考慮隧道內(nèi)空氣有較通暢的導(dǎo)流途徑以緩解其動(dòng)力效應(yīng)。一、高速鐵路、客運(yùn)專(zhuān)線總體技術(shù)特點(diǎn)（4）隧道斷面選擇問(wèn)題（四）系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題更加突出 高速鐵路與

18、常規(guī)鐵路相比最大的區(qū)別在于線路高平順度特性方面。高平順性最終體現(xiàn)是在軌道上，無(wú)論軌道是在路基上或在橋梁上，也無(wú)論是何種類(lèi)型的軌道，都要求它不僅在空間要具有平緩的線型、高精度的允差、高光潔度的軌面，而在時(shí)間上還必須具有穩(wěn)固的高保持性。 由此決定了高速鐵路基礎(chǔ)設(shè)施各主要組成部分路基、橋梁、及隧道等的主要技術(shù)參數(shù)與技術(shù)規(guī)定，必須互相協(xié)調(diào)，使之整體上滿足高速行車(chē)在運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)及運(yùn)輸質(zhì)量方面各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。 一、高速鐵路、客運(yùn)專(zhuān)線總體技術(shù)特點(diǎn)(五) 高速鐵路對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施主要子系統(tǒng)的基本要求 (五) 高速鐵路對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施主要子系統(tǒng)的基本要求 列車(chē)速度越高，剛度變化越劇烈，引起列車(chē)振動(dòng)越強(qiáng)烈。輕則使

19、旅客舒適度降低，重則影響列車(chē)運(yùn)行安全。所以，要求路基在線路縱向做到剛度均勻、變化緩慢，剛度突變是不允許的。 所有基礎(chǔ)設(shè)施在運(yùn)營(yíng)管理方面還必須具備高可靠度與可維修、少維修的條件，以利降低成本及提高效能。 一、高速鐵路、客運(yùn)專(zhuān)線總體技術(shù)特點(diǎn)二、線路設(shè)計(jì) 列車(chē)與線路是相互依存、相互適應(yīng)的關(guān)系，列車(chē)是載體，線路是基礎(chǔ)。高速運(yùn)行的列車(chē)要求線路具有高平順性、高穩(wěn)定性、高精度、小殘變、少維修以及良好的環(huán)境保護(hù)等等。也只有這樣的線路才能保證列車(chē)高速、不間斷運(yùn)行的安全、平穩(wěn)與舒適。 這里所談的線路，是廣義的線路概念，即指除供電、接觸網(wǎng)、通信信號(hào)以外的所有基礎(chǔ)設(shè)施。主要包括線路平縱斷面、路基、軌道、橋梁、隧道以及

20、建筑材料等。二、線路設(shè)計(jì) 高平順性是設(shè)計(jì)、建設(shè)高速鐵路的控制性條件，也是高速鐵路有別于中低速鐵路的最主要之點(diǎn)。高平順性需要從線形、路基、軌道、橋梁等各方面采取必要的技術(shù)措施加以保證。 首先，要求線路的空間曲線平滑，也就是線路的平縱斷面變化盡可能平緩。二、線路設(shè)計(jì) 對(duì)于數(shù)量較少，而幅值較大的局部軌道不平順，為保障旅客閱讀、書(shū)寫(xiě)、餐飲等不受干擾，不受到驚嚇，不產(chǎn)生反感，日、法、德等國(guó)規(guī)定，局部軌道不平順引起的瞬時(shí)作用的垂向加速度不得大于0.12-0.15g，橫向加速度不大于0.10-0.12g。再如，一個(gè)微小的0.2mm的迎輪臺(tái)階形焊縫不平順，在300km/h行車(chē)速度下，引起的沖擊性輪軌高頻動(dòng)作用

21、力P1達(dá)720kN,低頻輪軌附加力P2達(dá)320kN，可導(dǎo)致軌道破壞，路基產(chǎn)生不均勻沉陷。 各種微小的短波不平順，都是惡化軌道幾何狀態(tài)的根源，可能引發(fā)輪、軌、軸斷裂，也是產(chǎn)生噪音的根源之一。二、線路設(shè)計(jì) 第二，要求路基、軌道、橋梁具有高穩(wěn)定性、高精度和小殘余變形、少維修，以保證高平順性 因此，一改以往以“強(qiáng)度”控制普速鐵路的路基和橋梁的設(shè)計(jì)與施工，而為以“變形”控制高速鐵路路基的設(shè)計(jì)與施工，以“剛度”和“整體性與耐久性”控制高速鐵路橋梁的設(shè)計(jì)與施工；一改普速鐵路軌道結(jié)構(gòu)的全套技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和施工工藝，從鋼軌的材質(zhì)到幾何公差，從道碴的材質(zhì)到各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，從道床的結(jié)構(gòu)形式到施工工藝，從無(wú)縫線路的焊接到鋪設(shè)以及

22、大號(hào)碼道岔的設(shè)計(jì)與運(yùn)鋪等等，都以保證高平順、高穩(wěn)定的軌道結(jié)構(gòu)為目標(biāo)，采取多種多樣的適應(yīng)高速的技術(shù)。二、線路設(shè)計(jì) 法國(guó)高速鐵路規(guī)定，路基鋪軌后，五年內(nèi)最大允許沉降量5cm，韓國(guó)高速鐵路規(guī)定為7cm。日、法等國(guó)對(duì)路基頂面不平順規(guī)定為：每20m測(cè)點(diǎn)不得大于25mm。 嚴(yán)格控制軌道鋪設(shè)精度是實(shí)現(xiàn)軌道初始高平順的保證。軌道鋪設(shè)的初始不平順，是運(yùn)營(yíng)后不平順發(fā)生、發(fā)展、惡化的根源。初始狀態(tài)好的軌道，維修周期長(zhǎng)，可長(zhǎng)期保持軌道的良好水平；而初期狀態(tài)不好的軌道，不僅維修周期短，即使增加維修次數(shù)，也難改變“先天不良”的痼疾。二、線路設(shè)計(jì) 嚴(yán)格控制軌道的鋪設(shè)精度，首先是提高線路的測(cè)量精度。日、法等國(guó)在建設(shè)高速鐵路時(shí)

23、，線路放線測(cè)量要求每10m設(shè)一基樁，基樁的定位允許誤差在x、y、z方向各為1mm。二是嚴(yán)格控制鋼軌的的平直性和焊接接頭的平順性。我國(guó)目前生產(chǎn)的60kg/m鋼軌，其斷面形狀和尺寸與UIC60軌相似，但軌面平直度、尺寸公差、軌面缺陷以及焊接接頭尺寸公差與UIC標(biāo)準(zhǔn)及國(guó)外高速鐵路鋼軌標(biāo)準(zhǔn)的差距很大。 因此，我國(guó)目前生產(chǎn)的60kg/m軌不能用于京滬高速鐵路。三是在完成鋪軌后、開(kāi)通運(yùn)營(yíng)前，打磨鋼軌，去掉鋼軌在軋制和施工過(guò)程中造成的軌面微小不平順，提高焊接接頭平順性。這已被國(guó)外證明是一項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益顯著的成功經(jīng)驗(yàn)，既保證了高速鐵路在開(kāi)通運(yùn)營(yíng)之日列車(chē)即按設(shè)計(jì)速度運(yùn)行，并降低了輪軌噪聲，又延長(zhǎng)了鋼軌和道碴的使

24、用壽命，大大減少了維修工作量，延長(zhǎng)了維修周期。二、線路設(shè)計(jì) 第三，要求給高速列車(chē)提供一個(gè)寬大、獨(dú)行的線路空間 列車(chē)沿地面高速運(yùn)行時(shí)，將帶動(dòng)列車(chē)周?chē)目諝怆S之運(yùn)動(dòng)，形成一種特定的非定常流場(chǎng)，稱(chēng)為“列車(chē)?yán)@流”，俗稱(chēng)“列車(chē)風(fēng)”。這種列車(chē)風(fēng)形成的列車(chē)氣動(dòng)力將威脅沿線工作人員和站臺(tái)旅客的安全，對(duì)沿線建筑物也有破壞作用。列車(chē)風(fēng)卷起的雜物也可能危及行車(chē)安全。相鄰線路兩列車(chē)相向高速運(yùn)行交會(huì)時(shí)，產(chǎn)生的空氣壓力沖擊波易震碎車(chē)窗玻璃，使旅客耳朵感到不適，甚至影響列車(chē)運(yùn)行的平穩(wěn)性。所以高速鐵路要求有一個(gè)寬大的行車(chē)空間，即增大兩線間的距離和加寬站臺(tái)上旅客的安全退避距離。在有高速列車(chē)通過(guò)的車(chē)站站臺(tái)上，除加寬臨近站臺(tái)的安全

25、退避距離外，還需在安全線上設(shè)置手扶安全護(hù)欄，留出可供旅客上下車(chē)的活門(mén)。二、線路設(shè)計(jì) 此外，由于高速列車(chē)動(dòng)能和慣性力都很大，一旦與其他物體發(fā)生碰撞，其后果是不堪設(shè)想的。故高速線路要求一個(gè)獨(dú)行的空間，即采用全封閉形式，沿線路兩側(cè)設(shè)全長(zhǎng)護(hù)欄。同時(shí)，在高速鐵路與道路或既有鐵路相交時(shí)，一律采用立體交叉。這樣可避免列車(chē)在平交道口與汽車(chē)等物體相撞的可能，也避免出現(xiàn)列車(chē)頻繁加減速的可能。二、線路設(shè)計(jì) 第四，要求建立嚴(yán)格的線路狀態(tài)檢測(cè)和保障軌道持久高平順及嚴(yán)密地防災(zāi)安全監(jiān)控的科學(xué)管理系統(tǒng)。 高平順的軌道在列車(chē)荷載的不斷作用下，是會(huì)發(fā)生變形和位移的。當(dāng)軌道及其各部件的變形、位移量值或其變形、位移發(fā)展的速度超過(guò)一定

26、限值時(shí)，將失去軌道的高平順性，從而惡化輪軌間的相互作用，影響列車(chē)運(yùn)行的舒適性、安全性。因此，對(duì)運(yùn)營(yíng)中的高速線路要實(shí)行嚴(yán)格的軌道狀態(tài)檢測(cè)和科學(xué)的軌道管理制度，及時(shí)掌握鐵路運(yùn)營(yíng)過(guò)程中軌道不平順的量值及其發(fā)展速度，并予以校正，使其恢復(fù)到小殘變或初始高平順狀態(tài)，以保證高速列車(chē)運(yùn)行的安全、平穩(wěn)、舒適。二、線路設(shè)計(jì) 安全對(duì)于任何交通工具都是第一位的技術(shù)條件，對(duì)于高速鐵路來(lái)說(shuō)就更為重要。因此，高速鐵路除了保證設(shè)備本身安全要求外，對(duì)于一些超出設(shè)備本身安全限度范圍的災(zāi)害，如自然災(zāi)害暴雨、強(qiáng)風(fēng)、地震等，突發(fā)性災(zāi)害坍方落石、異物侵入限界等，以及設(shè)備的運(yùn)用狀態(tài)、故障等要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并根據(jù)這些監(jiān)測(cè)信息，對(duì)列車(chē)的運(yùn)行進(jìn)行嚴(yán)

27、格的管理，如限速、停車(chē)等。二、線路設(shè)計(jì) 第五，開(kāi)通運(yùn)營(yíng)之日列車(chē)即以設(shè)計(jì)速度運(yùn)行目前世界上所建成的高速鐵路，除日本東海道新干線外，其后修建的所有高速鐵路，均在通車(chē)之日列車(chē)即按設(shè)計(jì)最高速度運(yùn)營(yíng)。東海道新干線因是第一條高速鐵路，沒(méi)有修建經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)通運(yùn)營(yíng)第一年因路基問(wèn)題列車(chē)未能達(dá)到設(shè)計(jì)速度目標(biāo)值，經(jīng)過(guò)一年多的整修后，最高運(yùn)營(yíng)速度才達(dá)到210km/h。法國(guó)高速鐵路在鋪軌完成后，一般經(jīng)過(guò)56個(gè)月的調(diào)試后驗(yàn)交，列車(chē)即以最高速度運(yùn)行。 我國(guó)目前新建鐵路通車(chē)之時(shí)某些地段允許速度僅達(dá)5060km/h,半年后也僅允許7080km/h，通車(chē)一年后還不一定能達(dá)到設(shè)計(jì)速度。這對(duì)于高速鐵路來(lái)說(shuō)是絕不允許的。因?yàn)?，由于線路初始

28、狀態(tài)達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)而限速運(yùn)行，列車(chē)雖以低速通過(guò)這些不合格地段，線路將產(chǎn)生 “記憶”性病害或不平順，其后果將是花數(shù)倍的物力去整修才可能達(dá)到高速運(yùn)行的目標(biāo)。這正是高速鐵路與普速鐵路在工程驗(yàn)交時(shí)的重要差別。二、線路設(shè)計(jì) 只有滿足上述種種要求的線路，才能保證高速鐵路在開(kāi)通運(yùn)營(yíng)之日列車(chē)即能以設(shè)計(jì)速度運(yùn)行，才能保證曠日持久地、良好地當(dāng)好“載體”的“基礎(chǔ)”。二、線路設(shè)計(jì) 軌道的高平順性首先要求賴(lài)以存在的空間線路曲線盡可能的平滑，即線路平縱斷面的變化盡可能平緩。因?yàn)?，無(wú)論是平面曲線還是立面曲線，曲率變化快的地段，輪軌間的相互作用力都會(huì)增加，線形也難于保持，往往是產(chǎn)生軌道不平順的處所；同時(shí)，列車(chē)在曲線上運(yùn)行，產(chǎn)

29、生的離心加速度與列車(chē)速度的平方成正比，該值影響列車(chē)運(yùn)行的舒適、平穩(wěn)和安全。因此，行車(chē)速度越高，平面曲線和豎曲線的半徑增幅越大。二、線路設(shè)計(jì) 此外，列車(chē)通過(guò)緩和曲線時(shí)產(chǎn)生的超高時(shí)變率和欠超高時(shí)變率，也隨列車(chē)速度成正比增加，影響乘車(chē)的舒適性。因此，直線與曲線間過(guò)渡的緩和曲線要有足夠的長(zhǎng)度，使線形過(guò)渡平緩，以保證列車(chē)運(yùn)行平穩(wěn)和旅客乘坐的舒適。 同時(shí)，夾直線和圓曲線也要有足夠的長(zhǎng)度，以免列車(chē)通過(guò)直緩、緩圓、圓緩、緩直各變化點(diǎn)產(chǎn)生的沖擊振動(dòng)發(fā)生疊加，影響列車(chē)運(yùn)行的平穩(wěn)和舒適。 二、線路平縱斷面設(shè)計(jì) （一）平面最小圓曲線半徑標(biāo)準(zhǔn) 最小圓曲線半徑標(biāo)準(zhǔn)與鐵路運(yùn)輸模式、列車(chē)運(yùn)行速度等條件以及旅客乘坐舒適度和列車(chē)

30、運(yùn)行平穩(wěn)性等要求有關(guān)。對(duì)于高速鐵路而言，最小圓曲線半徑不僅要滿足基礎(chǔ)設(shè)施350km/h的要求，而且要滿足高、中速共線運(yùn)行的要求。 實(shí)設(shè)超高、欠超高、過(guò)超高的允許值h、hq、hg 二、線路平縱斷面設(shè)計(jì) （一）平面最小圓曲線半徑標(biāo)準(zhǔn) h：最大超高允許值h由列車(chē)在曲線上停車(chē)時(shí)的旅客乘坐舒適度條件所決定。我國(guó)鐵道科學(xué)研究院1980年的試驗(yàn)研究表明，當(dāng)列車(chē)停在超高為200mm的曲線上時(shí)，部分旅客感到站立不穩(wěn)，行走困難且有頭暈感覺(jué)。日本新干線最大超高用到155180mm(東海道新干線提速到270280km/h后用到200mm，實(shí)屬不得已)。法國(guó)TGV線最大超高亦為180mm。故我國(guó)高速鐵路最大超高的允許值

31、取用180mm；在運(yùn)營(yíng)初期高、中速混運(yùn)模式下，考慮與中速列車(chē)的相互適應(yīng)，取最大超高不大于150mm。 實(shí)設(shè)超高、欠超高、過(guò)超高的允許值h、hq、hg 二、線路平縱斷面設(shè)計(jì) （一）平面最小圓曲線半徑標(biāo)準(zhǔn) hq：最大欠超高允許值hq在高速鐵路上主要取決于旅客乘坐舒適度要求。根據(jù)我國(guó)鐵科院于1979年在京廣線和1980年在濱州線的旅客乘坐舒適度試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)于不同的未被平衡離心加速度，給予相應(yīng)舒適度評(píng)定的概率呈正態(tài)分布，平均舒適度指數(shù)(某一實(shí)測(cè)未被平衡離心加速度下各舒適度評(píng)價(jià)指數(shù)對(duì)應(yīng)的人次加權(quán)平均值)與相應(yīng)的旅客承受的離心加速度呈線性遞增關(guān)系。實(shí)設(shè)超高、欠超高、過(guò)超高的允許值h、hq、hg 二、線路平

32、縱斷面設(shè)計(jì) （一）平面最小圓曲線半徑標(biāo)準(zhǔn) 分別選擇“0.5”、“1.0”、“1.5”為相應(yīng)的“沒(méi)有感覺(jué)”、“輕微感覺(jué)”、“明顯感覺(jué)”區(qū)域的平均舒適度指數(shù)上限，對(duì)應(yīng)的理論未被平衡橫向加速度分別為0.03g、0.054g和0.077g，相應(yīng)的欠超高分別為45mm、81mm、115mm。 實(shí)設(shè)超高、欠超高、過(guò)超高的允許值h、hq、hg 二、線路平縱斷面設(shè)計(jì) （一）平面最小圓曲線半徑標(biāo)準(zhǔn) hg：過(guò)超高允許值hg在既有客貨混運(yùn)干線上遠(yuǎn)小于欠超高允許值，主要是考慮貨物列車(chē)的軸重及通過(guò)總重大于旅客列車(chē)的，貨車(chē)車(chē)輛轉(zhuǎn)向架的垂向及橫向剛度也大于客車(chē)車(chē)輛的，因而對(duì)曲線鋼軌的磨耗及線路的破壞作用較大。為使內(nèi)外軌磨耗

33、均勻和線路穩(wěn)定，較嚴(yán)格的限定了過(guò)超高值。而中速旅客列車(chē)對(duì)線路的破壞作用及對(duì)鋼軌的磨耗遠(yuǎn)較貨物列車(chē)為小，因此客運(yùn)高速鐵路高、中速旅客列車(chē)共線時(shí)的過(guò)超高允許值可以適當(dāng)放寬。但中速旅客列車(chē)的走行性能及其從普速線進(jìn)入高速線時(shí)走行部件的狀態(tài)，較高速列車(chē)要差得多，對(duì)線路的破壞作用也會(huì)較大。因此，高、中速列車(chē)共線運(yùn)行線路的過(guò)超高允許值又不宜過(guò)大。實(shí)設(shè)超高、欠超高、過(guò)超高的允許值h、hq、hg 二、線路平縱斷面設(shè)計(jì) （一）平面最小圓曲線半徑標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)英、日等國(guó)六十年代的試驗(yàn)結(jié)果，認(rèn)為過(guò)超高與欠超高對(duì)旅客乘坐舒適度的影響是同等的。對(duì)舒適度和欠超高關(guān)系的評(píng)價(jià)如下：hq=30mm，感覺(jué)良好；hq=55mm，感覺(jué)較好

34、；hq=80mm，感覺(jué)尚可；hq=108mm，感覺(jué)輕微不舒適。 二、線路平縱斷面設(shè)計(jì) （一）平面最小圓曲線半徑標(biāo)準(zhǔn) 欠、過(guò)超高允許值 單位：mm條件舒適度良好舒適度一般舒適度較差欠超高允許值hq4080110過(guò)超高允許值hg4080110實(shí)設(shè)超高、欠超高、過(guò)超高的允許值h、hq、hg 二、線路平縱斷面設(shè)計(jì) （一）平面最小圓曲線半徑標(biāo)準(zhǔn)2.高、中速共線運(yùn)行時(shí)hq+hg允許值 本線與跨線列車(chē)共線運(yùn)行在某一半徑的曲線上，按本線與跨線列車(chē)均衡速度計(jì)算的超高值與按均方根速度確定的實(shí)設(shè)超高值，往往有差值h，由此造成列車(chē)實(shí)際運(yùn)行中高速列車(chē)產(chǎn)生的欠超高h(yuǎn)q和跨線列車(chē)產(chǎn)生的過(guò)超高h(yuǎn)g，往往超出限值hq、hg，故

35、在確定設(shè)計(jì)超高時(shí)，要為現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)運(yùn)輸條件變化而預(yù)留調(diào)整實(shí)設(shè)超高的幅度h，即對(duì)hq+hg要留有一定的余量：hq+hg=hq+hg-hh與本線和跨線列車(chē)對(duì)數(shù)、重量、速度有關(guān)，對(duì)高速鐵路分析試算結(jié)果，h一般為3050mm。二、線路平縱斷面設(shè)計(jì) （一）平面最小圓曲線半徑標(biāo)準(zhǔn)2.高、中速共線運(yùn)行時(shí)hq+hg允許值跨線列車(chē)共線時(shí)欠、過(guò)超高之和允許值 （mm）欠、過(guò)超高之和允許值一 般困 難hq+hg110140二、線路平縱斷面設(shè)計(jì) （一）平面最小圓曲線半徑標(biāo)準(zhǔn)3、高速列車(chē)運(yùn)行時(shí)實(shí)設(shè)超高與欠超高之和的允許值h +hq 其理由同上述對(duì)hq+hg的分析。因?yàn)榧词故侨咚倭熊?chē)運(yùn)行的線路，也會(huì)因列車(chē)開(kāi)行方案不同有一定

36、的速差，同樣也會(huì)產(chǎn)生h的效應(yīng)。因此h +hq亦應(yīng)小于h+hq。高速列車(chē)運(yùn)行條件下實(shí)設(shè)超高與欠超高之和允許值（mm）實(shí)設(shè)超高與欠超高之和的允許值一 般困 難h +hq220260二、線路平縱斷面設(shè)計(jì) （一）平面最小圓曲線半徑標(biāo)準(zhǔn)4、最小曲線半徑Rmin的確定（1）高速鐵路設(shè)計(jì)速度要求的最小曲線半徑Rmin 為了滿足高速鐵路的設(shè)計(jì)速度要求，其最小曲線半徑應(yīng)按下式計(jì)算確定：Rmin=11.8 Vmax2/h +hq 二、線路平縱斷面設(shè)計(jì) （一）平面最小圓曲線半徑標(biāo)準(zhǔn)4、最小曲線半徑Rmin的確定（2）初期本線與跨線列車(chē)共線運(yùn)行條件下最小曲線半徑Rmin初期本線與跨線列車(chē)共線運(yùn)行在半徑為R的圓曲線上，

37、其實(shí)設(shè)超高h(yuǎn)與其相應(yīng)的欠、過(guò)超高h(yuǎn)q、hg及其允許值hq、hg之間滿足下式： h=11.8VK2/R-hg11.8VK2/R-hgh=11.8VG2/R-hq11.8VG2/R-hq二、線路平縱斷面設(shè)計(jì) （一）平面最小圓曲線半徑標(biāo)準(zhǔn)4、最小曲線半徑Rmin的確定考慮前述在本線與跨線列車(chē)共線運(yùn)行條件下存在h關(guān)系，最小曲線半徑Rmin應(yīng)按下式計(jì)算確定： Rmin =11.8 (VG2- VK2)/hg +hq式中：VG、VK分別為本線與跨線列車(chē)設(shè)計(jì)速度。高速鐵路初期本線與跨線列車(chē)共線運(yùn)營(yíng)，考慮按300km/h與200km/h匹配，按上式計(jì)算得出最小曲線半徑Rmin，其一般值、困難值分別為5370m

38、及4220m。 二、線路平縱斷面設(shè)計(jì) （一）平面最小圓曲線半徑標(biāo)準(zhǔn)4、最小曲線半徑Rmin的確定（3）遠(yuǎn)期高速列車(chē)運(yùn)行不同速度匹配條件下最小曲線半徑Rmin 考慮遠(yuǎn)期高速鐵路上的高速列車(chē)運(yùn)行速度以350km/h250km/h為主，同時(shí)可能存在少量運(yùn)行速度為200km/h的列車(chē)。根據(jù)高速列車(chē)運(yùn)行不同速度匹配條件計(jì)算最小曲線半徑： 如果VG、VK設(shè)計(jì)速度按350km/h與250km/h匹配，則計(jì)算得出最小曲線半徑Rmin的一般值、困難值分別為6440m及5060m。 如果VG、VK設(shè)計(jì)速度按350km/h與200km/h匹配，則計(jì)算得出最小曲線半徑Rmin的一般值、困難值分別為8850m及6960

39、m。 另外，考慮滿足各種不同速度列車(chē)組合運(yùn)行條件下的舒適性，高速鐵路最小曲線半徑一般采用9000m至11000m較好。二、線路平縱斷面設(shè)計(jì) （二）緩和曲線的長(zhǎng)度 為使列車(chē)安全、平穩(wěn)、舒適地由直線過(guò)渡到圓曲線或由圓曲線過(guò)渡到直線，在直線與圓曲線間必須設(shè)置一定長(zhǎng)度的緩和曲線。在高速行車(chē)條件下，旅客對(duì)乘坐舒適度比較敏感，因而對(duì)緩和曲線的設(shè)置要求也更為嚴(yán)格。1、緩和曲線線形的選定 考慮到三次拋物線線形簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)方便，平立面有效長(zhǎng)度長(zhǎng)、現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用、養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗(yàn)豐富等特點(diǎn)，京滬高速鐵路仍以三次拋物線形緩和曲線為首選線形。 緩和曲線長(zhǎng)度是高速鐵路線路平面設(shè)計(jì)的主要參數(shù)之一。為保證列車(chē)運(yùn)行的安全和旅客乘坐舒適度的要

40、求，緩和曲線應(yīng)有足夠的長(zhǎng)度。但過(guò)長(zhǎng)的緩和曲線將影響平面選線和縱斷面設(shè)計(jì)的靈活性，引起工程投資的增大。 緩和曲線長(zhǎng)度的計(jì)算，取決于超高順坡率允許值、未被平衡的橫向加速度時(shí)變率允許值（欠超高時(shí)變率允許值）、車(chē)體傾斜角度允許值（超高時(shí)變率允許值）等相關(guān)參數(shù)的取值。 2、緩和曲線長(zhǎng)度二、線路平縱斷面設(shè)計(jì) （二）緩和曲線的長(zhǎng)度 乘坐舒適度允許的車(chē)體傾斜角速度（即超高時(shí)變率限值）要求的緩和曲線長(zhǎng)度L3為L(zhǎng)3Vmax*h/(3.6f) 式中 Vmax設(shè)計(jì)最高速度（或該曲線限制速度）（km/h）；h圓曲線設(shè)計(jì)超高（mm）；f超高時(shí)變率允許值（mm/s），一般條件下取25mm/s，困難條件下取31mm/s。 2

41、、緩和曲線長(zhǎng)度二、線路平縱斷面設(shè)計(jì) （二）緩和曲線的長(zhǎng)度緩和曲線長(zhǎng)度（m）曲線半徑緩和曲線長(zhǎng)度一般長(zhǎng)度最小長(zhǎng)度個(gè)別最小長(zhǎng)度14000280250220120003302702501100037030028010000430350330900049040036080005704704107000670540460二、線路平縱斷面設(shè)計(jì) （二）緩和曲線的長(zhǎng)度二、線路平縱斷面設(shè)計(jì) （三）兩相鄰曲線間的夾直線長(zhǎng)度和兩緩和曲線間的圓曲線長(zhǎng)度 緩和曲線間夾直線和圓曲線的最小長(zhǎng)度主要受列車(chē)運(yùn)行平穩(wěn)性和旅客乘坐舒適條件的控制。 理論上列車(chē)運(yùn)行平穩(wěn)、旅客乘坐舒適所要求的夾直線和圓曲線的最小長(zhǎng)度，通常按“列車(chē)在緩和

42、曲線出入口（即夾直線或圓曲線的起終點(diǎn)）產(chǎn)生的振動(dòng)不致疊加考慮，與列車(chē)振動(dòng)、衰減特性和列車(chē)運(yùn)行速度有關(guān)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，車(chē)輛振動(dòng)的周期約為1.0sec，列車(chē)在緩和曲線出入口產(chǎn)生的振動(dòng)在一個(gè)半至兩個(gè)周期內(nèi)基本衰減完，按兩個(gè)周期計(jì)算則夾直線或圓曲線的最小長(zhǎng)度應(yīng)為： 兩相鄰曲線間的夾直線長(zhǎng)度和兩緩和曲線間的圓曲線長(zhǎng)度，一般地段不小于280m，困難地段不小于210m。Lmin2Vmax/3.60.6Vmax 一般條件下：L0.8V 困難條件下：L0.6V二、線路平縱斷面設(shè)計(jì) （四）正線設(shè)計(jì)坡度 在一定自然條件下，線路的最大坡度對(duì)線路的走向、長(zhǎng)度、工程投資、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用、牽引重量及輸送能力，都有較大的影響。 正

43、線的最大坡度，宜由小到大，合理選用。一般條件下不大于12，困難條件下，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，不大于20。 根據(jù)高速客運(yùn)專(zhuān)線特點(diǎn)，結(jié)合項(xiàng)目具體條件并經(jīng)牽引計(jì)算檢算，對(duì)于一定的縱斷面和初速條件，個(gè)別困難情況下尚可采用大于12，但不宜大于20的最大坡度。（五）坡段長(zhǎng)度二、線路平縱斷面設(shè)計(jì) 法國(guó)高速鐵路的最大坡段長(zhǎng)度與坡度有關(guān)，坡度正常值應(yīng)隨坡段長(zhǎng)度而變化。 對(duì)于從最小值3km的長(zhǎng)度，其坡度不應(yīng)超過(guò)18。 對(duì)于3km15km的長(zhǎng)度范圍，其坡度逐步從18降至15。 對(duì)于大于15km的長(zhǎng)度，最大坡度不超過(guò)15。并建議在實(shí)際應(yīng)用中，上述坡度再降2。 對(duì)于坡度大于25的線路，建議在項(xiàng)目中考慮平均坡度25，最大坡長(zhǎng)4

44、km。 正線宜設(shè)計(jì)為較長(zhǎng)的坡段，最小坡段長(zhǎng)度不宜小于900m，困難條件下不應(yīng)小于600 m，且不得連續(xù)采用。（五）坡段長(zhǎng)度二、線路平縱斷面設(shè)計(jì) 關(guān)于“最大坡度”，國(guó)際鐵路聯(lián)盟提到STI(實(shí)用技術(shù)規(guī)范)對(duì)于基礎(chǔ)設(shè)施的建議，即35的坡度最長(zhǎng)連續(xù)6km，在10公里長(zhǎng)度上的平均坡度不超過(guò)25。二、線路平縱斷面設(shè)計(jì) （六）坡段間的連接 相鄰坡段的坡度差允許的最大值，主要由保證運(yùn)行列車(chē)不斷鉤這一安全條件確定的，常規(guī)鐵路相鄰坡段的坡度差主要受貨物列車(chē)制約。由于旅客列車(chē)質(zhì)量遠(yuǎn)低于貨物列車(chē)，又國(guó)外高速鐵路對(duì)相鄰坡段的坡度差均未做規(guī)定，故規(guī)定相鄰坡段的坡度差不受限制。1、相鄰坡段的坡度差二、線路平縱斷面設(shè)計(jì) 為保

45、證列車(chē)在高速正線變坡點(diǎn)處的運(yùn)行安全、乘客的舒適性要求，參照國(guó)外有關(guān)規(guī)范，相鄰坡段的坡度差大于1時(shí)，應(yīng)采用圓曲線型豎曲線連接。根據(jù)鐵科院研究，豎曲線半徑由旅客舒適性要求控制。即受列車(chē)運(yùn)行于豎曲線產(chǎn)生豎向離心加速度ash限制的最小豎曲線半徑為： RshV2/(3.62ash） 其中，ash為乘客舒適度允許的豎向離心加速度（m/s2）,根據(jù)國(guó)外高速鐵路對(duì)ash的取值經(jīng)驗(yàn)，取值一般為0.4 m/s2，困難為0.5 m/s2,則：Rsh0.2V2和Rsh0.15V2 2、 豎曲線半徑（六）坡段間的連接 同時(shí)，由于當(dāng)豎曲線半徑增大到一定程度，養(yǎng)護(hù)維修很難達(dá)到其設(shè)置要求，因此，根據(jù)國(guó)內(nèi)外養(yǎng)護(hù)維修經(jīng)驗(yàn)，建議最

46、大豎曲線半徑不大于40000m。 當(dāng)相鄰坡段的坡度差大于或等于1時(shí)，區(qū)間正線應(yīng)采用圓曲線型豎 曲線連接，其中遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)速度小于160km/h的區(qū)段，應(yīng)按相鄰坡段的坡度差大于3時(shí)設(shè)置豎曲線。最小豎曲線半徑應(yīng)根據(jù)所處區(qū)段遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)速度按下表選用，但最大豎曲線半徑不大于40000m。二、線路平縱斷面設(shè)計(jì) 2、 豎曲線半徑（六）坡段間的連接二、線路平縱斷面設(shè)計(jì) 豎曲線半徑采用標(biāo)準(zhǔn)V（km/h）300及以上300以下 250 及 以 上250以下 160 及 以上160 以 下Rsh (m)250002000015000100002、 豎曲線半徑（六）坡段間的連接（七）豎曲線與豎曲線、緩和曲線、道岔重疊設(shè)置

47、問(wèn)題二、線路平縱斷面設(shè)計(jì) 相鄰的兩個(gè)豎曲線重疊設(shè)置時(shí)，豎曲線很難達(dá)到各自的形狀，測(cè)設(shè)工作也非常困難。目前各國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)也都不允許豎曲線重疊設(shè)置。 1、相鄰的兩個(gè)豎曲線重疊設(shè)置2、豎曲線與緩和曲線重疊 豎曲線與緩和曲線重疊有如下不利影響： （1） 增加線路測(cè)設(shè)工作量：豎曲線與緩和曲線重疊設(shè)置的情況下，平面曲線的內(nèi)軌在立面上要維持豎曲線的幾何狀態(tài)，而外軌又要疊加進(jìn)緩和曲線超高的變化量，這時(shí)線路的測(cè)設(shè)工作要求更加嚴(yán)格。 （2）對(duì)行車(chē)安全和乘坐舒適度的影響：豎曲線與緩和曲線重疊設(shè)置，將造成緩和曲線平、立面線形不相適應(yīng)。由于外軌疊加了超高順坡量，其結(jié)果既不是標(biāo)準(zhǔn)的緩和曲線線形，也不是標(biāo)準(zhǔn)的豎曲線線形。 此外

48、，附加欠超高連同平面曲線上產(chǎn)生的欠超高之和大于一定值時(shí)，還將帶來(lái)不不安全因素。（七）豎曲線與豎曲線、緩和曲線、道岔重疊設(shè)置問(wèn)題二、線路平縱斷面設(shè)計(jì) 2、豎曲線與緩和曲線重疊 （3）增加了養(yǎng)護(hù)維修工作的難度：由于緩和曲線很長(zhǎng)，其曲率及其變化率均甚微，軌道檢測(cè)精度已難于保證其檢測(cè)結(jié)果的真實(shí)性，若加上豎曲線的重疊設(shè)置，檢測(cè)儀器更難于分別提取豎曲線和緩和曲線的不平順值了。 考慮以上因素，規(guī)定豎曲線與緩和曲線不得重疊。（七）豎曲線與豎曲線、緩和曲線、道岔重疊設(shè)置問(wèn)題二、線路平縱斷面設(shè)計(jì) 3、豎曲線與道岔重疊設(shè)置 豎曲線與道岔重疊設(shè)置時(shí)，由于高速道岔總長(zhǎng)度較長(zhǎng)，一方面道岔全長(zhǎng)不在一個(gè)坡度上，列車(chē)通過(guò)道岔過(guò)

49、程中，車(chē)輪對(duì)尖軌及導(dǎo)曲線將產(chǎn)生較大的沖擊力，導(dǎo)曲線未被平衡的加速度對(duì)車(chē)體將產(chǎn)生橫向作用，再疊加豎向作用力后，降低了乘客的舒適度和安全度；另一方面，為保證豎曲線形狀，道岔鋪設(shè)時(shí)的測(cè)設(shè)工作及養(yǎng)護(hù)維修時(shí)的檢測(cè)工作都更加困難，增加了測(cè)設(shè)和檢測(cè)工作量和更多的維修工作量。 綜上所述，規(guī)定豎曲線與道岔不得重疊設(shè)置。（七）豎曲線與豎曲線、緩和曲線、道岔重疊設(shè)置問(wèn)題二、線路平縱斷面設(shè)計(jì) （七）豎曲線與豎曲線、緩和曲線、道岔重疊設(shè)置問(wèn)題二、線路平縱斷面設(shè)計(jì) 二、線路平縱斷面設(shè)計(jì) （八）區(qū)間直線地段線間距 高速鐵路的線間距標(biāo)準(zhǔn)，主要受列車(chē)交會(huì)運(yùn)行時(shí)的氣動(dòng)力作用控制。一方面，要滿足列車(chē)承受會(huì)車(chē)壓力波的允許值Pmax；

50、另一方面，要分析研究區(qū)間各種客運(yùn)列車(chē)交會(huì)運(yùn)行時(shí)，作用在列車(chē)上的會(huì)車(chē)壓力波最大值Pmax，會(huì)車(chē)壓力波時(shí)變率Pmax /t，以及與交會(huì)列車(chē)相鄰側(cè)壁凈間距Y（或線間距D）的規(guī)律。 確定線間距標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)靈活性相當(dāng)大的問(wèn)題。線間距最窄，它的會(huì)車(chē)壓力波最大，對(duì)機(jī)車(chē)車(chē)輛的設(shè)計(jì)和制造提出了很高的要求，但可以節(jié)省土建工程投資。線間距比較寬，雖然對(duì)機(jī)車(chē)車(chē)輛的氣密性、門(mén)窗等設(shè)計(jì)要求相對(duì)降低，但土建投資較高。二、線路平縱斷面設(shè)計(jì) （八）區(qū)間直線地段線間距 列車(chē)側(cè)面會(huì)車(chē)壓力波的幾項(xiàng)主要特征： 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬計(jì)算研究表明，列車(chē)交會(huì)時(shí)產(chǎn)生的會(huì)車(chē)壓力波，有以下幾項(xiàng)主要特征： 1、交會(huì)列車(chē)上的會(huì)車(chē)壓力波值基本上與鄰線迎

51、面駛來(lái)列車(chē)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)通過(guò)列車(chē)）的運(yùn)行速度平方成正比； 2、外形相似的列車(chē)交會(huì)時(shí)，速度較低列車(chē)上受到的會(huì)車(chē)壓力波比速度較高列車(chē)上受到的會(huì)車(chē)壓力波大，而速度相當(dāng)?shù)牧熊?chē)彼此交會(huì)時(shí)其會(huì)車(chē)壓力波大致相當(dāng)； 3、會(huì)車(chē)壓力波值與交會(huì)列車(chē)相鄰側(cè)壁間的凈距Y成反比。Y=D-（B1+B2）/2，式中D為線間距，B1為被交會(huì)列車(chē)寬度，B2為通過(guò)列車(chē)車(chē)頭寬度；二、線路平縱斷面設(shè)計(jì) （八）區(qū)間直線地段線間距 4、會(huì)車(chē)壓力波值與列車(chē)外形（列車(chē)頭部的流線程度、列車(chē)車(chē)寬、列車(chē)長(zhǎng)度和車(chē)體流線形程度）密切相關(guān)，其中列車(chē)頭部的流線形程度影響最為顯著； 5、會(huì)車(chē)壓力波與測(cè)點(diǎn)高度有關(guān)，高度越低壓力波越大； 6、一節(jié)車(chē)廂同一高度處會(huì)車(chē)壓

52、力波平均值與最大值之間存在一定的差別，表明會(huì)車(chē)壓力波具有非定常性。二、線路平縱斷面設(shè)計(jì) 世界上已建及在建、籌建中高速鐵路線路平、縱斷面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 日 本法 國(guó)德 國(guó)澳大利亞韓國(guó)中國(guó)臺(tái)灣東海道山陽(yáng)東北上越北陸(長(zhǎng)野)東南大西洋北方地中海曼海姆斯圖加特漢諾威維爾茨堡科隆法蘭克福悉尼墨爾本漢城釜山臺(tái)北高雄最高設(shè)計(jì)速度(km/h)220260260260270300300350客250貨120同左300350350350最高運(yùn)營(yíng)速度(km/h)270(提速后)300(提速后)275(提速后)260270300320(提速后)350客280(提速)貨120同左300350300300最小曲線半徑(m)25

53、004000400040004000(個(gè)別3250)40006000(個(gè)別4000)推薦70007700(個(gè)別6140)7000(個(gè)別5100)同左32507000(個(gè)別6000)70005500最大超高(mm)200180200180180180(個(gè)別200)180180180150同左180180180180最大欠超高(mm)60(個(gè)別100)60606090(個(gè)別130)86655560同左15040(個(gè)別80)3040(個(gè)別90)60緩和曲線線形半波正弦同左同左同左三次拋物線改善形同左同左同左三次拋物線同左同左三次拋物線同左三次拋物線改善形允許超高時(shí)變率(mm/s)4245同左同左同左

54、452525292835同左352842夾直線、圓曲線最小長(zhǎng)度(m)100同左同左同左0.5Vmax0.5Vmax0.5Vmax0.5Vmax2000.5Vmax線間距(m)4.24.3 同左同左4.24.34.54.84.7同左4.55.25.04.5最大坡度()2015(個(gè)別18)15303525253512.5同左4035(個(gè)別50)2535豎曲線半徑(m)1000015000同左同左2500025000250002500025000同左同左22200200004000025000(個(gè)別19000)三、我國(guó)高速鐵路、客運(yùn)專(zhuān)線設(shè)計(jì)概況（一）高速正線主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1.正線數(shù)目：雙線2.設(shè)計(jì)速度

55、：本線列車(chē)設(shè)計(jì)運(yùn)行速度350km/h，跨線車(chē)運(yùn)行速度200km/h及以上；3.最小曲線半徑： 7000m，引入樞紐減、加速地段的高速正線，可采用與行車(chē)速度相適應(yīng)的線路平面標(biāo)準(zhǔn)；4.最大坡度：12、局部地段不大于205.線間距：5.0m6.牽引種類(lèi)：電力7.機(jī)車(chē)類(lèi)型：動(dòng)車(chē)組8.到發(fā)線有效長(zhǎng)度：700m9.列車(chē)運(yùn)行控制方式：自動(dòng)控制10.行車(chē)指揮方式：綜合調(diào)度集中（二）主要工程特點(diǎn)1、工程地質(zhì)條件復(fù)雜、工點(diǎn)類(lèi)型多2、橋梁比重大、特殊橋跨結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工點(diǎn)多3、高架站上無(wú)縫道岔、橋梁結(jié)構(gòu)，國(guó)內(nèi)沒(méi)有工程實(shí)例、國(guó)外沒(méi)有相同工程的成熟經(jīng)驗(yàn)，需專(zhuān)題研究攻關(guān)。4、技術(shù)裝備博采眾長(zhǎng)，采取引進(jìn)、消化、吸收技術(shù)路線，最終

56、達(dá)到系統(tǒng)集成。 三、我國(guó)高速鐵路、客運(yùn)專(zhuān)線設(shè)計(jì)概況四、高速鐵路線路施工要點(diǎn)（一）線路施工質(zhì)量對(duì)行車(chē)平穩(wěn)、舒適性的影響 高速鐵路線路及高速機(jī)車(chē)車(chē)輛的合理設(shè)計(jì)是保證高速列車(chē)運(yùn)行平穩(wěn)、乘車(chē)舒適的重要條件。在高速鐵路的線路平、縱斷面設(shè)計(jì)中，通過(guò)提高最小曲線半徑標(biāo)準(zhǔn)，采用平緩過(guò)渡的緩和曲線，增加夾直線、夾曲線長(zhǎng)度和增大豎曲線半徑等措施為高速行車(chē)條件的平穩(wěn)、舒適提供了前提條件。但高平穩(wěn)、高舒適性的獲得還要靠線路結(jié)構(gòu)來(lái)保證。具體表現(xiàn)在軌面的平順性，線路結(jié)構(gòu)的連續(xù)和過(guò)渡的平緩性以及基礎(chǔ)彈性的均勻性。而這些又無(wú)不與線路的施工過(guò)程及施工質(zhì)量有關(guān)。 為了提高軌面的平順性，除了要求出廠鋼軌有高的“鋼軌尺寸允許偏差標(biāo)準(zhǔn)

57、”和高的“鋼軌平直度標(biāo)準(zhǔn)”之外，還要求在施工中有高的“基地鋼軌焊接”和“工地鋼軌焊接”接頭幾何質(zhì)量。其次是軌道鋪設(shè)精度，特別是無(wú)碴軌道結(jié)構(gòu)的鋪設(shè)精度。鋪軌時(shí)的幾何精度不高，軌道幾何偏差過(guò)大，會(huì)引起輪軌動(dòng)力附加荷載的增大，進(jìn)而增大軌道的幾何偏差。由此惡性循環(huán)，最終難保高速行車(chē)的平穩(wěn)和舒適。對(duì)於無(wú)碴軌道，由于對(duì)軌道幾何偏差進(jìn)行修理的難度增加，施工中更應(yīng)確保鋪軌精度的要求。四、高速鐵路線路施工要點(diǎn)（一）線路施工質(zhì)量對(duì)行車(chē)平穩(wěn)、舒適性的影響路及別地區(qū)路及別地區(qū)路及別地區(qū)路及別地區(qū)路及別地區(qū)項(xiàng)目京滬 技術(shù)條件UIC860JISE1101TGVEN(A)EN(B)GB2585TB/T2344鋼軌高度0.6

58、0.610.50.60.60.80.5-0.5-0.5軌頭寬度0.50.50.80.50.50.50.50.5-0.5踏面輪廓0.60.60.6-0.3-0.3軌腰厚度11111111-0.5-0.5-0.5-0.5-0.5-0.5-0.5-0.5魚(yú)尾板支承表面0.3510.5外側(cè)10.350.35腰高腰高-0.51.5-0.5魚(yú)尾板安裝高度0.60.6內(nèi)側(cè)0.60.60.60.50.5軌底寬度1.010.80.81.01.011.0-0.5-2-2世界主要高速鐵路鋼軌尺寸允許偏差(mm)路及別地區(qū)路及別地區(qū)路及別地區(qū)路及別地區(qū)路及別地區(qū)軌底邊緣厚度0.750.750.75-0.5-0.5-0

59、.5軌底平整度凹陷0.3不平0.4凹陷0.3凹陷0.3凸出0.5凸出0.5斷面不對(duì)稱(chēng)1.21.5頭對(duì)底偏移0.51.51.21.2頭0.5頭0.5底1.0底1.0距軌底邊緣0.520mm處厚度端面垂直度0.60.60.50.60.60.61.01.0螺栓孔直徑300.50.50.5300.70.70.71.71.01.0螺栓孔位置300.50.50.5300.70.70.70.71.01.0項(xiàng)目京滬 技術(shù)條件UIC860JISE1101TGVEN(A)EN(B)GB2585TB/T2344路及別地區(qū)路及別地區(qū)路及別地區(qū)路及別地區(qū)路及別地區(qū)部位項(xiàng) 目京滬技 術(shù)條件UIC860JISE1101TG

60、VEN(A)EN(B)GB2585TB/T234軌端垂直平直 (向上)0.4/20.3/10.7/1.51.7/1.50.4/20.3/10.4/20.3/10.5/1.50.8/10.5/1 (向下)0.2/2000.2/20.2/20.2/1.50.2/10.2/1水平平直度0.5/20.4/10.7/1.50.5/1.50.5/20.4/10.6/20.4/10.7/1.50.8/10.5/1軌身垂直平直度0.3/30.2/10.3/30.2/10.3/30.2/10.4/30.3/1水平平直度0.45/1.50.45/1.50.45/1.50.6/1.5重疊部位垂直平直度0.3/20.