客專線路交流(武廣.ppt

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)專線總體技術(shù)特點(diǎn) 二、線路平縱斷面設(shè)計(jì) 三、我國高速鐵路、客運(yùn)專線設(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、受電效能穩(wěn)定的弓網(wǎng)供電系統(tǒng)、先進(jìn)可靠的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)、高效的運(yùn)輸組織與運(yùn)營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)，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)專線總體技術(shù)特點(diǎn),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。現(xiàn)代交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展史在一定意義上就是以提高速度為核心的技術(shù)開發(fā)史。國內(nèi)外鐵路的發(fā)展歷史和趨勢都說明速度是參與市場競爭的主要手段，是交通企業(yè)賴以生存和發(fā)展的最基本的因素。,一、高速鐵路、客運(yùn)專線總體技術(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)法律全國新干線鐵路整備法中規(guī)定：“列車在主要區(qū)間能以200km/h以上速度運(yùn)行的干線鐵道稱為高速鐵路?！边@是世界上第一個(gè)以國家法律條文的形式給高速鐵路下的定義。1985年5月，聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)將高速鐵路的列車最高運(yùn)行速度規(guī)定為：客運(yùn)專線300km/h，客貨混線250km/h。1986年1月，國際鐵路聯(lián)盟秘書長勃萊認(rèn)為，高速列車最高運(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、英國等；二是新建客貨混運(yùn)型，最高運(yùn)行速度250km/h，如德國、意大利等；三是新建客運(yùn)專線型，最高運(yùn)行速度可達(dá)300km/h及其以上，如日本、法國、德國、西班牙、韓國等。,一、高速鐵路、客運(yùn)專線總體技術(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。 列車運(yùn)行速度是屬第一層次的系統(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)、列車總體技術(shù)條件、列車運(yùn)行控制及通信信號(hào)系統(tǒng)。,一、高速鐵路、客運(yùn)專線總體技術(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)專線總體技術(shù)特點(diǎn),試驗(yàn)最高速度,運(yùn)營最高速度,最高速度增長的情況,（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)專線總體技術(shù)特點(diǎn),國外高速和快速線路最高運(yùn)行速度,注：表中前5個(gè)國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)量問題，還將影響列車運(yùn)行的平穩(wěn)性及可靠性，也干擾運(yùn)輸組織、行車指揮。反之，確定列車主要參數(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)專線總體技術(shù)特點(diǎn),（四）系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問題更加突出,世界各國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)問題是這一切的根由。,一、高速鐵路、客運(yùn)專線總體技術(shù)特點(diǎn),高速列車速度越高，激勵(lì)車線橋系統(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對速度越高，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成反比。,一、高速鐵路、客運(yùn)專線總體技術(shù)特點(diǎn),1、高速列車的振動(dòng)與沖擊問題,（四）系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問題更加突出,由此可見，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。對于高速鐵路來說，最重要的是確保列車持續(xù)、安全、平穩(wěn)運(yùn)行。因此，必須預(yù)見在各種速度工況下系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)。 突出的問題如：輪軌間接觸力的變化將影響列車牽引與制動(dòng)的實(shí)現(xiàn)、輪軌的磨損與疲勞、運(yùn)行的安全指標(biāo)；車線橋系統(tǒng)的動(dòng)力反應(yīng)，將影響結(jié)構(gòu)功能與列車平穩(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)是涉及高速行車技術(shù)深層次的基本問題，須認(rèn)真處理。,一、高速鐵路、客運(yùn)專線總體技術(shù)特點(diǎn),1、高速列車的振動(dòng)與沖擊問題,（四）系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問題更加突出,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以常速在直線線路上運(yùn)行的動(dòng)力反應(yīng)。實(shí)際上對更為復(fù)雜的問題，如列車起動(dòng)或制動(dòng)時(shí)的變速運(yùn)行工況，通過平面曲線或變坡段豎曲線上運(yùn)行及高速過岔等問題，只能簡化為剛體動(dòng)力學(xué)或彈性聯(lián)接的多體動(dòng)力學(xué)來分析。 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，對更復(fù)雜的某些非穩(wěn)態(tài)問題著重研究列車的走行性能，限定在低頻域內(nèi)研究列車運(yùn)行中的慣性問題；預(yù)見高速列車運(yùn)行中可能發(fā)生的縱向及橫向加速度；前者與列車的牽引制動(dòng)性能、列車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)專線總體技術(shù)特點(diǎn),2、高速列車運(yùn)行中的慣性問題,（四）系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問題更加突出,對于舒適度，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，承受能力較低，從感到不適的加速度幅值來看約為0.1g左右。對于這種超低頻振動(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)專線總體技術(shù)特點(diǎn),2、高速列車運(yùn)行中的慣性問題,（四）系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問題更加突出,列車運(yùn)行中旅客不同姿態(tài)舒適度的感受,2、高速列車運(yùn)行中的慣性問題,另外，共振現(xiàn)象在日、法等國高速鐵路上是有教訓(xùn)的。當(dāng)行車速度在160km/h以下時(shí)，對波長為56、70、83、97m的中長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、法高速車輛的車體垂向自振頻率1Hz相當(dāng)，導(dǎo)致車體產(chǎn)生一度稱為“不明原因的強(qiáng)烈振動(dòng)”，軌檢車測不出，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題。,一、高速鐵路、客運(yùn)專線總體技術(shù)特點(diǎn),（四）系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問題更加突出,2、高速列車運(yùn)行中的慣性問題,例如，幅值為10mm、波長為40m的連續(xù)高低不平順，在速度達(dá)300km/h時(shí)，可使車體產(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、脈搏、消化等生理現(xiàn)象不正常。 又如，幅值5mm、波長40m的方向不平順，在300km/h速度下，車體將產(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)專線總體技術(shù)特點(diǎn),（四）系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問題更加突出,2、高速列車運(yùn)行中的慣性問題,所以，為保證列車行駛時(shí)旅客的舒適度必須重視運(yùn)動(dòng)中的慣性問題。這應(yīng)從線路基本參數(shù)、列車性能及操縱技術(shù)予以保證。,一、高速鐵路、客運(yùn)專線總體技術(shù)特點(diǎn),（四）系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問題更加突出,3、高速列車空氣動(dòng)力學(xué)問題,地面交通系統(tǒng)都有一個(gè)難以避免的共性問題，這就是空氣動(dòng)力學(xué)問題。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)載工具的車輛是在稠密的空氣介質(zhì)中運(yùn)行的。當(dāng)車輛速度超過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90%。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)專線總體技術(shù)特點(diǎn),（1）列車空氣阻力問題,（四）系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問題更加突出,3、高速列車空氣動(dòng)力學(xué)問題,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。高速列車時(shí)速超過200km/h就必須認(rèn)真研究這一問題。為減緩空氣動(dòng)力的影響，通過大比例風(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。其主要問題如下： 在一定速度下，高速列車空氣阻力及其它空氣動(dòng)力作用取決于列車的外流型、列車的截面及外表面的光滑平順度。所以，在列車的總體設(shè)計(jì)及車體設(shè)計(jì)中都必須周密處置，使整列車具有良好的氣動(dòng)性能。,一、高速鐵路、客運(yùn)專線總體技術(shù)特點(diǎn),（1）列車空氣阻力問題,（四）系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問題更加突出,3、高速列車空氣動(dòng)力學(xué)問題,高速運(yùn)行的列車，由于各種氣動(dòng)效應(yīng)影響使列車內(nèi)外壓差增大。若列車密封性差，則必將引起車內(nèi)氣壓的變化；超過一定范圍，將引起人體各種不適感。所以，對車窗、車門、車輛間聯(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)專線總體技術(shù)特點(diǎn),（2）列車內(nèi)部空氣密封問題,（四）系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問題更加突出,3、高速列車空氣動(dòng)力學(xué)問題,兩列相對行馳的高速列車在線路上會(huì)車時(shí)各種空氣動(dòng)力作用比單列車行馳時(shí)強(qiáng)烈，并將影響列車運(yùn)行的平穩(wěn)性與車內(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成反比。 高速鐵路的線間距應(yīng)根據(jù)車速、車寬、列車頭型系數(shù)、車體密封程度、車窗玻璃承壓能力等因素來考慮。若在高速線上有各種不同類型式列車運(yùn)行，應(yīng)顧及性能較差列車的承受能力。,一、高速鐵路、客運(yùn)專線總體技術(shù)特點(diǎn),（3）線間距問題,（四）系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問題更加突出,3、高速列車空氣動(dòng)力學(xué)問題,對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，列車速度越高，隧道斷面應(yīng)越大。對長隧道來說還必須考慮隧道內(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)專線總體技術(shù)特點(diǎn),（4）隧道斷面選擇問題,（四）系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問題更加突出,高速鐵路與常規(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，無論軌道是在路基上或在橋梁上，也無論是何種類型的軌道，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)專線總體技術(shù)特點(diǎn),(五) 高速鐵路對基礎(chǔ)設(shè)施主要子系統(tǒng)的基本要求,(五) 高速鐵路對基礎(chǔ)設(shè)施主要子系統(tǒng)的基本要求,列車速度越高，剛度變化越劇烈，引起列車振動(dòng)越強(qiáng)烈。輕則使旅客舒適度降低，重則影響列車運(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)專線總體技術(shù)特點(diǎn),二、線路設(shè)計(jì),列車與線路是相互依存、相互適應(yīng)的關(guān)系，列車是載體，線路是基礎(chǔ)。高速運(yùn)行的列車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、書寫、餐飲等不受干擾，不受到驚嚇，不產(chǎn)生反感，日、法、德等國規(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行車速度下，引起的沖擊性輪軌高頻動(dòng)作用力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，從無縫線路的焊接到鋪設(shè)以及大號(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，韓國高速鐵路規(guī)定為7cm。日、法等國對路基頂面不平順規(guī)定為：每20m測點(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，可長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量精度。日、法等國在建設(shè)高速鐵路時(shí)，線路放線測量要求每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)及國外高速鐵路鋼軌標(biāo)準(zhǔn)的差距很大。 因此，我國目前生產(chǎn)的60kg/m軌不能用于京滬高速鐵路。三是在完成鋪軌后、開通運(yùn)營前，打磨鋼軌，去掉鋼軌在軋制和施工過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通運(yùn)營之日列車即按設(shè)計(jì)速度運(yùn)行，并降低了輪軌噪聲，又延長了鋼軌和道碴的使用壽命，大大減少了維修工作量，延長了維修周期。,二、線路設(shè)計(jì),第三，要求給高速列車提供一個(gè)寬大、獨(dú)行的線路空間 列車沿地面高速運(yùn)行時(shí)，將帶動(dòng)列車周圍的空氣隨之運(yùn)動(dòng)，形成一種特定的非定常流場，稱為“列車?yán)@流”，俗稱“列車風(fēng)”。這種列車風(fēng)形成的列車氣動(dòng)力將威脅沿線工作人員和站臺(tái)旅客的安全，對沿線建筑物也有破壞作用。列車風(fēng)卷起的雜物也可能危及行車安全。相鄰線路兩列車相向高速運(yùn)行交會(huì)時(shí)，產(chǎn)生的空氣壓力沖擊波易震碎車窗玻璃，使旅客耳朵感到不適，甚至影響列車運(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。在有高速列車通過的車站站臺(tái)上，除加寬臨近站臺(tái)的安全退避距離外，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的活門。,二、線路設(shè)計(jì),此外，由于高速列車動(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。這樣可避免列車在平交道口與汽車等物體相撞的可能，也避免出現(xiàn)列車頻繁加減速的可能。,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)展的速度超過一定限值時(shí)，將失去軌道的高平順性，從而惡化輪軌間的相互作用，影響列車運(yùn)行的舒適性、安全性。因此，對運(yùn)營中的高速線路要實(shí)行嚴(yán)格的軌道狀態(tài)檢測和科學(xué)的軌道管理制度，及時(shí)掌握鐵路運(yùn)營過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)，以保證高速列車運(yùn)行的安全、平穩(wěn)、舒適。,二、線路設(shè)計(jì),安全對于任何交通工具都是第一位的技術(shù)條件，對于高速鐵路來說就更為重要。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，并根據(jù)這些監(jiān)測信息，對列車的運(yùn)行進(jìn)行嚴(yán)格的管理，如限速、停車等。,二、線路設(shè)計(jì),第五，開通運(yùn)營之日列車即以設(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，均在通車之日列車即按設(shè)計(jì)最高速度運(yùn)營。東海道新干線因是第一條高速鐵路，沒有修建經(jīng)驗(yàn)，開通運(yùn)營第一年因路基問題列車未能達(dá)到設(shè)計(jì)速度目標(biāo)值，經(jīng)過一年多的整修后，最高運(yùn)營速度才達(dá)到210km/h。法國高速鐵路在鋪軌完成后，一般經(jīng)過56個(gè)月的調(diào)試后驗(yàn)交，列車即以最高速度運(yùn)行。 我國目前新建鐵路通車之時(shí)某些地段允許速度僅達(dá)5060km/h,半年后也僅允許7080km/h，通車一年后還不一定能達(dá)到設(shè)計(jì)速度。這對于高速鐵路來說是絕不允許的。因?yàn)椋捎诰€路初始狀態(tài)達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)而限速運(yùn)行，列車雖以低速通過這些不合格地段，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通運(yùn)營之日列車即能以設(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)，列車在曲線上運(yùn)行，產(chǎn)生的離心加速度與列車速度的平方成正比，該值影響列車運(yùn)行的舒適、平穩(wěn)和安全。因此，行車速度越高，平面曲線和豎曲線的半徑增幅越大。,二、線路設(shè)計(jì),此外，列車通過緩和曲線時(shí)產(chǎn)生的超高時(shí)變率和欠超高時(shí)變率，也隨列車速度成正比增加，影響乘車的舒適性。因此，直線與曲線間過渡的緩和曲線要有足夠的長度，使線形過渡平緩，以保證列車運(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度，以免列車通過直緩、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、列車運(yùn)行速度等條件以及旅客乘坐舒適度和列車運(yùn)行平穩(wěn)性等要求有關(guān)。對于高速鐵路而言，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由列車在曲線上停車時(shí)的旅客乘坐舒適度條件所決定。我國鐵道科學(xué)研究院1980年的試驗(yàn)研究表明，當(dāng)列車停在超高為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。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TGV線最大超高亦為180mm。故我國高速鐵路最大超高的允許值取用180mm；在運(yùn)營初期高、中速混運(yùn)模式下，考慮與中速列車的相互適應(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，對于不同的未被平衡離心加速度，給予相應(yīng)舒適度評定的概率呈正態(tài)分布，平均舒適度指數(shù)(某一實(shí)測未被平衡離心加速度下各舒適度評價(jià)指數(shù)對應(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),分別選擇“0.5”、“1.0”、“1.5”為相應(yīng)的“沒有感覺”、“輕微感覺”、“明顯感覺”區(qū)域的平均舒適度指數(shù)上限，對應(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的軸重及通過總重大于旅客列車的，貨車車輛轉(zhuǎn)向架的垂向及橫向剛度也大于客車車輛的，因而對曲線鋼軌的磨耗及線路的破壞作用較大。為使內(nèi)外軌磨耗均勻和線路穩(wěn)定，較嚴(yán)格的限定了過超高值。而中速旅客列車對線路的破壞作用及對鋼軌的磨耗遠(yuǎn)較貨物列車為小，因此客運(yùn)高速鐵路高、中速旅客列車共線時(shí)的過超高允許值可以適當(dāng)放寬。但中速旅客列車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)，較高速列車要差得多，對線路的破壞作用也會(huì)較大。因此，高、中速列車共線運(yùn)行線路的過超高允許值又不宜過大。,實(shí)設(shè)超高、欠超高、過超高的允許值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、日等國六十年代的試驗(yàn)結(jié)果，認(rèn)為過超高與欠超高對旅客乘坐舒適度的影響是同等的。對舒適度和欠超高關(guān)系的評價(jià)如下：hq=30mm，感覺良好；hq=55mm，感覺較好；hq=80mm，感覺尚可；hq=108mm，感覺輕微不舒適。,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、過超高允許值 單位：mm,實(shí)設(shè)超高、欠超高、過超高的允許值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,本線與跨線列車共線運(yùn)行在某一半徑的曲線上，按本線與跨線列車均衡速度計(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，由此造成列車實(shí)際運(yùn)行中高速列車產(chǎn)生的欠超高h(yuǎn)q和跨線列車產(chǎn)生的過超高h(yuǎn)g，往往超出限值hq、hg，故在確定設(shè)計(jì)超高時(shí)，要為現(xiàn)場適應(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hq+hg要留有一定的余量： hq+hg=hq+hg-h h與本線和跨線列車對數(shù)、重量、速度有關(guān)，對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,跨線列車共線時(shí)欠、過超高之和允許值 （mm）,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hq+hg的分析。因?yàn)榧词故侨咚倭熊囘\(yùn)行的線路，也會(huì)因列車開行方案不同有一定的速差，同樣也會(huì)產(chǎn)生h的效應(yīng)。因此h +hq亦應(yīng)小于h+hq。,高速列車運(yùn)行條件下實(shí)設(shè)超高與欠超高之和允許值（mm）,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共線運(yùn)行條件下最小曲線半徑Rmin 初期本線與跨線列車共線運(yùn)行在半徑為R的圓曲線上，其實(shí)設(shè)超高h(yuǎn)與其相應(yīng)的欠、過超高h(yuǎn)q、hg及其允許值hq、hg之間滿足下式：,h=11.8VK2/R-hg11.8VK2/R-hg,h=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設(shè)計(jì)速度。 高速鐵路初期本線與跨線列車共線運(yùn)營，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。根據(jù)高速列車運(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6960m。 另外，考慮滿足各種不同速度列車組合運(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）緩和曲線的長度,為使列車安全、平穩(wěn)、舒適地由直線過渡到圓曲線或由圓曲線過渡到直線，在直線與圓曲線間必須設(shè)置一定長度的緩和曲線。在高速行車條件下，旅客對乘坐舒適度比較敏感，因而對緩和曲線的設(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單、設(shè)計(jì)方便，平立面有效長度長、現(xiàn)場運(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。為保證列車運(yùn)行的安全和旅客乘坐舒適度的要求，緩和曲線應(yīng)有足夠的長度。但過長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、緩和曲線長度,二、線路平縱斷面設(shè)計(jì),（二）緩和曲線的長度,乘坐舒適度允許的車體傾斜角速度（即超高時(shí)變率限值）要求的緩和曲線長度L3為 L3Vmax*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、緩和曲線長度,二、線路平縱斷面設(shè)計(jì),（二）緩和曲線的長度,緩和曲線長度（m）,二、線路平縱斷面設(shè)計(jì),（二）緩和曲線的長度,二、線路平縱斷面設(shè)計(jì),（三）兩相鄰曲線間的夾直線長度和兩緩和曲線間的圓曲線長度,緩和曲線間夾直線和圓曲線的最小長度主要受列車運(yùn)行平穩(wěn)性和旅客乘坐舒適條件的控制。 理論上列車運(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度，通常按“列車在緩和曲線出入口（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，與列車振動(dòng)、衰減特性和列車運(yùn)行速度有關(guān)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，車輛振動(dòng)的周期約為1.0sec，列車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度應(yīng)為：,兩相鄰曲線間的夾直線長度和兩緩和曲線間的圓曲線長度，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，線路的最大坡度對線路的走向、長度、工程投資、運(yùn)營費(fèi)用、牽引重量及輸送能力，都有較大的影響。 正線的最大坡度，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）坡段長度,二、線路平縱斷面設(shè)計(jì),法國高速鐵路的最大坡段長度與坡度有關(guān)，坡度正常值應(yīng)隨坡段長度而變化。 對于從最小值3km的長度，其坡度不應(yīng)超過18。 對于3km15km的長度范圍，其坡度逐步從18降至15。 對于大于15km的長度，最大坡度不超過15。并建議在實(shí)際應(yīng)用中，上述坡度再降2。 對于坡度大于25的線路，建議在項(xiàng)目中考慮平均坡度25，最大坡長4km。 正線宜設(shè)計(jì)為較長的坡段，最小坡段長度不宜小于900m，困難條件下不應(yīng)小于600 m，且不得連續(xù)采用。,（五）坡段長度,二、線路平縱斷面設(shè)計(jì),關(guān)于“最大坡度”，國際鐵路聯(lián)盟提到STI(實(shí)用技術(shù)規(guī)范)對于基礎(chǔ)設(shè)施的建議，即35的坡度最長連續(xù)6km，在10公里長度上的平均坡度不超過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制約。由于旅客列車質(zhì)量遠(yuǎn)低于貨物列車，又國外高速鐵路對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),為保證列車在高速正線變坡點(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)國外高速鐵路對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)國內(nèi)外養(yǎng)護(hù)維修經(jīng)驗(yàn)，建議最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),2、 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)置問題,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，測設(shè)工作也非常困難。目前各國的標(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)線路的測設(shè)工作要求更加嚴(yán)格。 （2）對行車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，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，其曲率及其變化率均甚微，軌道檢測精度已難于保證其檢測結(jié)果的真實(shí)性，若加上豎曲線的重疊設(shè)置，檢測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)，由于高速道岔總長度較長，一方面道岔全長不在一個(gè)坡度上，列車通過道岔過程中，車輪對尖軌及導(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車體將產(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)的測設(shè)工作及養(yǎng)護(hù)維修時(shí)的檢測工作都更加困難，增加了測設(shè)和檢測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，要滿足列車承受會(huì)車壓力波的允許值Pmax；另一方面，要分析研究區(qū)間各種客運(yùn)列車交會(huì)運(yùn)行時(shí)，作用在列車上的會(huì)車壓力波最大值Pmax，會(huì)車壓力波時(shí)變率Pmax /t，以及與交會(huì)列車相鄰側(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)大的問題。線間距最窄，它的會(huì)車壓力波最大，對機(jī)車車輛的設(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，雖然對機(jī)車車輛的氣密性、門窗等設(shè)計(jì)要求相對降低，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,列車側(cè)面會(huì)車壓力波的幾項(xiàng)主要特征： 現(xiàn)場試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬計(jì)算研究表明，列車交會(huì)時(shí)產(chǎn)生的會(huì)車壓力波，有以下幾項(xiàng)主要特征： 1、交會(huì)列車上的會(huì)車壓力波值基本上與鄰線迎面駛來列車（以下簡稱通過列車）的運(yùn)行速度平方成正比； 2、外形相似的列車交會(huì)時(shí)，速度較低列車上受到的會(huì)車壓力波比速度較高列車上受到的會(huì)車壓力波大，而速度相當(dāng)?shù)牧熊嚤舜私粫?huì)時(shí)其會(huì)車壓力波大致相當(dāng)； 3、會(huì)車壓力波值與交會(huì)列車相鄰側(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)列車寬度，B2為通過列車車頭寬度；,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)車壓力波值與列車外形（列車頭部的流線程度、列車車寬、列車長度和車體流線形程度）密切相關(guān)，其中列車頭部的流線形程度影響最為顯著； 5、會(huì)車壓力波與測點(diǎn)高度有關(guān)，高度越低壓力波越大； 6、一節(jié)車廂同一高度處會(huì)車壓力波平均值與最大值之間存在一定的差別，表明會(huì)車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),三、我國高速鐵路、客運(yùn)專線設(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：本線列車設(shè)計(jì)運(yùn)行速度350km/h，跨線車運(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20 5.線間距：5.0m 6.牽引種類：電力 7.機(jī)車類型：動(dòng)車組 8.到發(fā)線有效長度：700m 9.列車運(yùn)行控制方式：自動(dòng)控制 10.行車指揮方式：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、高架站上無縫道岔、橋梁結(jié)構(gòu)，國內(nèi)沒有工程實(shí)例、國外沒有相同工程的成熟經(jīng)驗(yàn)，需專題研究攻關(guān)。 4、技術(shù)裝備博采眾長，采取引進(jìn)、消化、吸收技術(shù)路線，最終達(dá)到系統(tǒng)集成。,三、我國高速鐵路、客運(yùn)專線設(shè)計(jì)概況,四、高速鐵路線路施工要點(diǎn),（一）線路施工質(zhì)量對行車平穩(wěn)、舒適性的影響,高速鐵路線路及高速機(jī)車車輛的合理設(shè)計(jì)是保證高速列車運(yùn)行平穩(wěn)、乘車舒適的重要條件。在高速鐵路的線路平、縱斷面設(shè)計(jì)中，通過提高最小曲線半徑標(biāo)準(zhǔn)，采用平緩過渡的緩和曲線，增加夾直線、夾曲線長度和增大豎曲線半徑等措施為高速行車條件的平穩(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)和過渡的平緩性以及基礎(chǔ)彈性的均勻性。而這些又無不與線路的施工過程及施工質(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)”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)，最終難保高速行車的平穩(wěn)和舒適。對於無碴軌道，由于對軌道幾何偏差進(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)量對行車平穩(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),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),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),世界主要高速鐵路鋼軌平、直度規(guī)定(mm/m),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),高速鐵路焊接接頭平、直度標(biāo)準(zhǔn),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),世界主要高速鐵路鋼軌化學(xué)成分(%),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),鋼軌殘留元素上限(%),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),特級碎石道碴標(biāo)準(zhǔn),為了提高軌道結(jié)構(gòu)的連續(xù)性，人們積極推廣跨區(qū)間無縫線路以消除鋼軌接縫。此外，還要求在施工中保證軌枕間距均勻，扣件扣壓力均一，道床厚度、寬度及道碴材質(zhì)一致。這些措施都會(huì)給改善行車的平穩(wěn)及乘車的舒適提供有利的條件。但軌道結(jié)構(gòu)中的道岔及作為軌道基礎(chǔ)的路堤、路塹、橋梁、隧道必然改變作為列車與線路相互作用一方的線路的連續(xù)性。在列車與線路相互作用體系中，上述不同地段的線路所提供的參振質(zhì)量、彈簧剛度、阻尼特性是不同的，從而有不同的輪軌,四、高速鐵路線路施工要點(diǎn),（一）線路施工質(zhì)量對行車平穩(wěn)、舒適性的影響,動(dòng)力和列車、線路振動(dòng)特性，并影響行車的平穩(wěn)和乘車的舒適。為了改善這種情況，除了在路、橋、隧段內(nèi)，要求自身有良好的連續(xù)性之外，還要求在不同地段的連接處設(shè)置過渡段，以使線路連續(xù)性的變化得到緩和，從而使輪軌動(dòng)力及振動(dòng)特性的變化相對平緩而改善乘車的舒適性。如路橋過渡段，路隧過渡段，路堤路塹過渡段，道岔前、后過渡段，有碴、無碴軌道過渡段等均屬這種情況。在線路、軌道施工中，這些過渡段往往結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對材料性能的要求高，施工難度也比較大，因而必須加以重視。,四、高速鐵路線路施工要點(diǎn),（一）線路施工質(zhì)量對行車平穩(wěn)、舒適性的影響,鐵路線路是一個(gè)長大工程結(jié)構(gòu)，不僅隨著不同地段線路結(jié)構(gòu)形式的不同，其支承結(jié)構(gòu)及支承剛度不同，就是同在路基地段，隨著地質(zhì)、氣候、水文及路基材料和道碴材料的不同，其支承剛度也是不同的?；A(chǔ)彈性的不均勻是造成列車行經(jīng)軌道時(shí)動(dòng)力不平順的主要原因。由于基礎(chǔ)彈性不勻所造成的軌道動(dòng)力不平順，往往有較長的波長，處于車體固有振動(dòng)頻率的敏感激振范圍之內(nèi)。為了保證基礎(chǔ)彈性的均勻性，在高速線路上加強(qiáng)對長波長不平順的管理具有特別重要的意義。在施工過程中加強(qiáng)對路基基底的處理，路基填筑材料、道碴材料合理選用，路基填筑及軌道鋪設(shè)工藝的控制以及有關(guān)材料參數(shù)和施工參數(shù)的科學(xué)檢測和管理，是提高基礎(chǔ)均勻彈性的重要保證。,四、高速鐵路線路施工要點(diǎn),（一）線路施工質(zhì)量對行車平穩(wěn)、舒適性的影響,高速鐵路要求在建成開通運(yùn)營之日起，列車即按設(shè)計(jì)速度商業(yè)運(yùn)行。完全沒有傳統(tǒng)新建鐵路開通后的臨管和限速運(yùn)營期。這就給高速鐵路線路的施工提出了一系列新的要求。,四、高速鐵路線路施工要點(diǎn),（二）在施工期內(nèi)使路基、道床達(dá)到基本密實(shí)、穩(wěn)定狀態(tài),傳統(tǒng)新建鐵路設(shè)置臨管期的目的是讓新建的路基、道床在慢速列車的反復(fù)碾壓下，有一個(gè)逐步密實(shí)、穩(wěn)定、提高其承載能力的過程，使在這個(gè)過程中出現(xiàn)的軌道幾何狀態(tài)的急劇變化，有更充裕的天窗時(shí)間或行車間隔時(shí)間進(jìn)行修理，以確保在新線開通初期行車的安全。因此，傳統(tǒng)上把臨管期視為從新線建成到按設(shè)計(jì)速度正常商業(yè)運(yùn)營的過渡期。高速鐵路的建設(shè)排除了臨管的概念，要求在傳統(tǒng)新建鐵路臨管期內(nèi)完成的任務(wù)，提前到線路開通運(yùn)營前的施工期內(nèi)完成。具體措施有：,1、嚴(yán)格控制路基的工后沉降。鋪碴、鋪軌前路基頂面的高程是可調(diào)整的。在此前所產(chǎn)生的路基沉降，都可通過調(diào)整路基頂面高程加以補(bǔ)償。一經(jīng)鋪碴、鋪軌后，由于路基沉降所引起的路基頂面的高程變化則為永久性變形，它對軌面高程的影響只能通過改變道床的厚度來加以調(diào)整。這種調(diào)整，一方面要求在總量上必須嚴(yán)格限制，因?yàn)榈来埠穸鹊淖兓粌H會(huì)影響道床的穩(wěn)定性，而且還會(huì)由于沿線路道床厚度的不均而影響軌下基礎(chǔ)沿線路縱向的彈性均勻性；同時(shí)還要求在調(diào)整的速度上進(jìn)行嚴(yán)格的管理，因?yàn)槁坊某两邓俾士欤笳{(diào)整道床厚度的速率也快，這就意味著軌道幾何形態(tài)的變化也快，不僅軌道維修工作量大，而且還可能危及行車安全。,四、高速鐵路線路施工要點(diǎn),（二）在施工期內(nèi)使路基、道床達(dá)到基本密實(shí)、穩(wěn)定狀態(tài),人們把鋪碴、鋪軌后路基所產(chǎn)生的沉降稱之為工后沉降。人們不僅需要控制工后沉降的總量，而且需要控制工后沉降的速率。 控制路基工后沉降最有效的方法是提前將路基修好，并進(jìn)行加載預(yù)壓，使在路基完成至鋪碴鋪軌之間有一個(gè)足夠的預(yù)壓