高速鐵路基礎設施

1、高速鐵路技術是當今世界鐵路的一項重大技術成果，它集中反映了一個國家鐵路鐵路牽引動力、線路結構、高速運行控制、高速運輸組織和經營管理等方面的技術進步，也體現(xiàn)了一個國家的科技和工業(yè)的水平。高速鐵路在經濟發(fā)達、人口密集地區(qū)的經濟效益和社會效益尤為突出。高速鐵路線路應能保證列車按規(guī)定的最高速度，安全、平穩(wěn)和不間斷地運行。因此，鐵路線路，無論就其整體來說，或者就其各個組成部分來說，都應當具有一定的堅固性與穩(wěn)定性。一、線形高速列車首先要滿足安全與舒適的要求。影響列車安全和舒適的因素有很多，雖然機車車輛性能及運營方式起著很大作用，但高速鐵路的線路參數也是重要的影響因素，在設計高速鐵路時必須予以重視。（一）

2、線路平面1. 平面曲線半徑正線的線路平面曲線半徑應因地制宜，合理選用。與設計速度匹配的平面曲線半徑，如表1.1所示。正線不應設計復曲線。區(qū)間正線宜按線間距不變的并行雙線設計，并宜設計為同心圓。表1.1平面曲線半徑表（m）設計行車速度（km/h）350/250300/200250/200250/160有砟軌道推薦800010000；一般最小7000；個別最小6000；推薦60008000；一般最小5000；個別最小4500；推薦45007000；一般最小3500；個別最小3000；推薦45007000；一般最小4000；個別最小3500；無砟軌道推薦800010000；一般最小7000；個別最小

3、5500；推薦60008000；一般最小5000；個別最小4000；推薦45007000；一般最小3200；個別最小2800；推薦45007000；一般最小4000；個別最小3500；最大半徑12000120001200012000注：個別最小半徑值需進行技術經濟比選，報部批準后方可采用。2. 線間距線間距設計應符合下列規(guī)定：1）區(qū)間及站內正線線間距不應小于表1.2的標準，曲線地段可不加寬。表1.2正線線間距設計行車速度（km/h）350300250線間距（m）5.04.84.62）正線與聯(lián)絡線、動車組走行線并行地段的線間距，應根據相鄰一側線路的行車速度及其技術要求和相鄰線的路基高程關系，考慮

4、站后設備、路基排水設備、聲屏障、橋涵等建筑物以及保障技術作業(yè)人員安全的作業(yè)通道等有關技術條件綜合研究確定，最小不應小于5.0m。3）正線與既有鐵路或客貨共線鐵路并行地段線間距不應小于5.3m。當兩線不等高或線間設置其它設備時，最小線間距應根據相關技術要求計算確定。4）隧道雙洞地段兩線間距應根據地質條件、隧道結構及防災與救援要求，綜合分析研究確定。 3. 緩和曲線直線與圓曲線間應采用緩和曲線連接。緩和曲線采用三次拋物線線形。緩和曲線長度應根據設計速度、曲線半徑和地形條件按表1.3合理選用，應選用（1）欄值，困難條件下可選用（2）欄或（3）欄值。表1.3緩和曲線長度（m）設計行車速度（km/h）曲

5、線半徑（m）350300250（1）（2）（3）（1）（2）（3）（1）（2）（3）120003703303002202001801401301201100041037033024021019016014013010000470420380270240220170150140900053047043030027025019017015080005905304703403002702101901707000670590540390350310240220190680*610*550*6000670590540450410370280250230680*610*550*55006705905404

6、90440390310280250680*610*550*50005404804303403002704500570510460380340310585*520*470*4000570510460420380340585*520*470*350048043038032004804303803000480430380490*440*400*2800480430380490*440*400*注：1表中（1）欄為舒適度優(yōu)秀條件值，（2）欄為舒適度良好條件值，（3）欄為舒適度一般條件值。2. .*號標志，表示為曲線設計超高175mm時的取值。4. 夾直線、圓曲線或緩和曲線與道岔間的直線段最小長度相鄰兩

7、曲線間的夾直線和兩緩和曲線間的圓曲線最小長度應根據下列公式計算確定，并不得小于表1.4的規(guī)定。表1.4 圓曲線或夾直線最小長度設計行車速度（km/h）350300250圓曲線或夾直線最小長度（m）280（210）240（180）200（150）注：括號內為困難條件下采用的最小值。一般條件下：L0.8V 困難條件下：L0.6V 式中 L夾直線和圓曲線長度（m）； V設計速度數值（km/h）。正線上緩和曲線與道岔間的直線段長度應根據下列公式計算確定，并不得小于表1.5的規(guī)定。一般條件下：L0.6 V 困難條件下：L0.5 V 式中：L 直線段長度（m）；V設計速度數值（km/h）。表1.5正線緩和

8、曲線與道岔間的直線段最小長度設計行車速度（km/h）350300250直線段最小長度（m）210（170）180（150）150（120）注：括號內為困難條件下采用的最小值。5. 其他連續(xù)梁、鋼梁及較大跨度的橋梁宜設在直線上。困難條件下，經技術經濟比選，也可設在曲線上。隧道宜設在直線上。因地形、地質等條件限制可設在曲線上，但不宜設在反向曲線上。站坪長度應根據遠期車站布置要求確定。車站應設在直線上。鋼軌伸縮調節(jié)器不應設在曲線上。（二）線路縱斷面1. 最大坡度區(qū)間正線的最大坡度，不宜大于20，困難條件下，經技術經濟比較，不應大于30。動車組走行線的最大坡度不應大于35。2. 最小坡度長度 正線宜設

9、計為較長的坡段，最小坡段長度按表1.6選用。一般條件的最小坡段長度不宜連續(xù)采用。困難條件的最小坡段長度不得連續(xù)采用。表1.6 最小坡段長度設計行車速度（km/h）350300250一般條件（m）200012001200困難條件(m)900900900注：困難條件的最小坡段長度需進行技術經濟比選，報部批準后方可采用。3. 坡段連接坡段間的連接應符合下列規(guī)定：1）正線相鄰坡段的坡度差大于或等于1時，應采用圓曲線型豎曲線連接，最小豎曲線半徑應根據所處區(qū)段遠期設計速度按表1.6選用，最大豎曲線半徑不應大于30000m。最小豎曲線長度不得小于25m。表1.6 最小豎曲線半徑設計行車速度（km/h）350

10、300250Rsh (m)2500025000200002）豎曲線（或變坡點）與緩和曲線、道岔及鋼軌伸縮調節(jié)器均不得重疊設置。3）豎曲線與平面圓曲線不宜重疊設置，困難條件下，不應小于表1.7的要求。表1.7 豎曲線與平面圓曲線重疊設置的曲線半徑最小值設計行車速度（km/h）350300250平面最小圓曲線半徑(m)有砟軌道700050003500無砟軌道600045003000最小豎曲線半徑(m)2500025000200004）動車組走行線相鄰坡段坡度差大于3時設置圓曲線型豎曲線，豎曲線半徑一般5000m，困難條件3000m。4.其他正線兩線并行時，兩線軌面高程宜按等高（曲線地段為內軌面等高

11、）設計。正線與聯(lián)絡線、動車組走行線、既有線并行時，其軌面設計高程應根據路基橫斷面設計情況綜合研究確定。連續(xù)梁、鋼梁及較大跨度梁的橋上縱斷面設計應滿足橋梁設計的技術要求。隧道內的坡道可設置為單面坡道或人字坡道，地下水發(fā)育的長隧道宜采用人字坡，其坡度不應小于3。路塹地段線路坡度不宜小于2?？缭脚藕楹拥赖奶卮髽蚝痛笾袠虻臉蝾^路基、水庫和濱河地段、行洪及滯洪區(qū)的浸水路堤，其路肩設計高程應按有關設計規(guī)范結合國家防洪標準設計。站坪宜設在平道上，困難條件下，可設在不大于1的坡道上；特別困難條件下，可設在不大于2.5的坡道上；越行站可設在不大于6的坡道上。到發(fā)線有效長度范圍內宜采用一個坡段。車站咽喉區(qū)的正線坡

12、度宜與站坪坡度一致，困難條件下可適當加大，但不宜大于2.5，特別困難條件下不應大于6。二、路基和軌道（一）路基路基是軌道的基礎，也叫線路下部結構。高速鐵路的出現(xiàn)對傳統(tǒng)鐵路的設計施工和保養(yǎng)維護提出了新的挑戰(zhàn)，在許多方面深化和改變了傳統(tǒng)的設計方法和觀念。高速鐵路路基主體結構應按土工結構物進行設計，其地基處理、路堤填筑、邊坡支擋防護以及排水設計等必須具有足夠的強度、穩(wěn)定性和耐久性，使之能抵抗各種自然因素作用的影響，確保列車高、速安全和平穩(wěn)運行。高速鐵路路基設計有以下規(guī)定：1）路基工程應加強地質調繪和勘探、試驗工作，查明基底、路塹邊坡、支擋結構基礎等的巖土結構及其物理力學性質，查明不良地質情況，查明填

13、料性質和分布等，在取得可靠地質資料的基礎上開展設計。2）路基主體工程應按土工結構物進行設計，設計使用年限應為100年。3）基床表層的強度應能承受列車荷載的長期作用，剛度應滿足列車運行時產生的彈性變形控制在一定范圍內的要求，厚度應使擴散到其底層面上的動應力不超出基床底層土的承載能力?；脖韺犹盍蠎哂休^高的強度及良好的水穩(wěn)性和壓實性能，能夠防止道砟壓入基床及基床土進入道床，防止地表水侵入導致基床軟化及產生翻漿冒泥、凍脹等基床病害。4）路基填料的材質、級配、水穩(wěn)性等應滿足高速鐵路的要求，填筑壓實應符合相關標準。5）路基填料最大粒徑在基床底層內應小于60mm，在基床以下路堤內應小于75mm。6）路堤

14、填筑前應進行現(xiàn)場填筑試驗。7）路基與橋臺、橫向結構物、隧道及路堤與路塹、有砟軌道與無砟軌道等連接處均應設置過渡段，保證剛度及變形在線路縱向的均勻變化。8）路基工后沉降值應控制在允許范圍內，地基處理措施應根據地形和地質條件、路堤高度、填料及工期等進行計算分析確定。對路基與橋臺及路基與橫向結構物過渡段、地層變化較大處和不同地基處理措施連接處，應采取逐漸過渡的地基處理方法，減少不均勻沉降。路基施工應進行系統(tǒng)的沉降觀測，鋪軌前應根據沉降觀測資料進行分析評估，確定路基工后沉降滿足要求后方可進行軌道鋪設。9）路基支擋加固防護工程應滿足高速鐵路路基安全穩(wěn)定的要求，路基邊坡宜采用綠色植物防護，并兼顧景觀與環(huán)境

15、保護、水土保持、節(jié)約土地等要求。10）路基排水工程應系統(tǒng)規(guī)劃，滿足防、排水要求，并及時實施。11）路基設計應重視防災減災，提高路基抵抗連續(xù)強降雨、洪水及地震等自然災害的能力。12）路基上的軌道及列車荷載換算土柱高度和分布寬度應符合表2.1的規(guī)定。表2.1 軌道和列車荷載換算土柱高度及分布寬度列車活載種類設計軸重(kN)軌道形式分布寬度(m)計算高度（m）土的重度（kN/m3）1819202122ZK活載200CRTS型板式無砟軌道3.03.12.92.82.62.5CRTS型雙塊式無砟軌道3.42.82.72.62.42.3CRTS型板式無砟軌道3.252.92.72.62.52.3有砟軌道3

16、.43.02.82.72.62.413）車站兩端正線、利用既有鐵路地段、聯(lián)絡線、動車組走行線和養(yǎng)護維修列車走行線等路基設計標準按其設計最高速度確定，路基基床結構變化處應設置長度不小于10m的漸變段。14）路基工程應加強接口設計，合理設置電纜槽、電纜過軌、接觸網支柱基礎、聲屏障基礎及綜合接地等相關工程，避免因相關工程破壞路基排水系統(tǒng)、影響路基強度及穩(wěn)定。（二）軌道高速鐵路軌道設計規(guī)定1. 正線及到發(fā)線軌道應按一次鋪設跨區(qū)間無縫線路設計。2. 正線應根據線路速度等級和線下工程條件，經技術經濟論證后合理選擇軌道結構類型，軌道結構宜采用無砟軌道。無砟軌道與有砟軌道應集中成段鋪設，無砟軌道與有砟軌道之間

17、應設置軌道結構過渡段。3. 砟軌道的結構型式應根據線下工程、環(huán)境條件等具體情況，經技術經濟比較后合理選擇。同一線路可采用不同無砟軌道結構型式，同一型式的無砟軌道結構宜集中鋪設。4. 軌道結構部件及所用工程材料應符合國家和行業(yè)的相關標準要求。5. 無砟軌道主體結構應不少于60年設計使用年限的要求。6. 軌道結構設計應考慮減振降噪要求。7. 軌道結構應設置性能良好的排水系統(tǒng)。三、橋涵（一）高速鐵路橋涵具有以下特點：1）高度大。除控制撓度，梁端轉角，扭轉變形，結構自振頻率，還要限制預應力徐變、不均勻溫差引起的結構變形，使其滿足軌道穩(wěn)定性、平順性要求，符合高速列車運行安全性和旅客乘坐舒適度的要求。2）

18、耐久性要求高。主要承重結構按100年使用要求設計，統(tǒng)一考慮合理的結構布局和構造細節(jié)，強調要使結構易于檢查維修以保證橋梁的安全使用（設計、施工、維護三階段共同來保障）。3）墩臺基礎的沉降控制嚴格。4）上部結構宜采用預應力混凝土結構。預應力混凝土結構剛度大噪音低，有溫度變化引起的結構位移對線路結構的影響小。5）大跨度的特殊孔跨結構多，跨越主要交通干線或通航河流大量采用鋼混結合梁、連續(xù)梁、斜拉橋、鋼桁拱等特殊結構的大跨度梁式，技術復雜、施工難度大。6）雙線簡支箱梁制架需特殊的大型施工裝備。32m跨度的雙線簡支箱梁重約900t，制、運、架需專門的大型施工設施與裝備。（二）高速鐵路橋梁設計的一般規(guī)定1）

19、橋涵的洪水頻率標準，應符合現(xiàn)行鐵路橋涵設計基本規(guī)范（TB10002.1）中級鐵路干線的規(guī)定。2）橋涵結構應構造簡潔、美觀、力求標準化、便于施工和養(yǎng)護維修，結構應具有足夠的豎向剛度、橫向剛度和抗扭剛度，并應具有足夠的耐久性和良好的動力特性，滿足軌道穩(wěn)定性、平順性的要求，滿足高速列車安全運行和旅客乘座舒適度的要求。3）橋涵主體結構設計使用壽命應滿足100年。4）橋涵結構所用工程材料應符合現(xiàn)行國家及行業(yè)標準的規(guī)定。5）橋梁上部結構型式的選擇，應根據橋梁的使用功能、河流水文條件、工程地質情況、軌道類型以及施工設備等因素綜合考慮。橋梁上部結構宜采用預應力混凝土結構，也可采用鋼筋混凝土結構、鋼結構和鋼-混

20、凝土結合結構。預應力混凝土簡支梁結構，宜選用箱形截面梁,也可根據具體情況選用整體性好、結構剛度大的其他截面型式。6）橋梁結構應設計為正交。當斜交不可避免時，橋梁軸線與支承線夾角不宜小于60°，斜交橋臺的臺尾邊線應與線路中線垂直，否則應采取特殊的與路基過渡措施。7）橋面布置應滿足軌道類型、橋面設施的設置及其養(yǎng)護維修的要求。8）涵洞宜采用鋼筋混凝土矩形框架涵。9）相鄰橋涵之間路堤長度，要綜合考慮高速列車行車的平順性要求、路橋（涵）過渡段的施工工藝要求以及經濟造價等因素合理確定。兩橋臺尾之間路堤長度不應小于150m，兩涵（框構）之間以及橋臺尾與涵（框構）之間路堤長度不應小于30m，對于特殊

21、情況路堤長度不滿足上述長度要求時，路基應特殊處理。10）橋涵設置應做好和自然水系、地方排灌系統(tǒng)的銜接，并滿足鐵路路基排水的要求。11）當線路位于深切沖溝等特殊地形地貌、地質條件地區(qū)時要進行橋梁、涵洞方案比較確定跨越方式。12）無砟軌道橋涵變形及基礎沉降應設立觀測基準點進行系統(tǒng)觀測與分析，其測點布置、觀測頻次、觀測周期應符合客運專線鐵路無砟軌道鋪設條件評估指南的有關規(guī)定。13）橋涵混凝土結構尚應符合現(xiàn)行鐵路混凝土結構耐久性設計暫行規(guī)定的有關規(guī)定。四、隧道（一） 襯砌內輪廓1. 隧道襯砌內輪廓的確定應考慮下列因素：1） 隧道建筑限界；2） 股道數及線間距；3） 隧道設備空間；4） 空氣動力學效應；

22、5） 軌道結構形式及其運營維護方式。2. 隧道凈空有效面積應符合下列規(guī)定：1） 設計行車速度目標值為300、350kmh時，雙線隧道不應小于100 m2，單線隧道不應小于70 m2。2） 設計行車速度目標值為250kmh時，雙線隧道不應小于90 m2，單線隧道不應小于58 m2。3. 曲線上的隧道襯砌內輪廓可不加寬。4. 隧道內應設置救援通道和安全空間，并符合下列規(guī)定：1）救援通道（1）隧道內應設置貫通的救援通道。單線隧道單側設置，雙線隧道雙側設置，救援通道距線路中線不應小于2.3m。（2）救援通道的寬度不宜小于1.5m，在裝設專業(yè)設施處可適當減少；高度不應小于2.2m。（3）救援通道走行面不

23、應低于軌面，走行面應平整、鋪設穩(wěn)固；2 ） 安全空間（1）安全空間應設在距線路中線3.0m以外，單線隧道在救援通道一側設置，多線隧道在雙側設置；（2）安全空間的寬度不應小于0.8m，高度不應小于2.2m。5. 雙線、單線隧道襯砌內輪廓如圖4.14.4所示。圖4.1 時速250km/h雙線隧道內輪廓（單位：cm）圖4.2 時速300、350km/h雙線隧道內輪廓（單位：cm）圖4.3時速250km/h單線隧道內輪廓（單位：cm）圖4.4 時速300、350km/h單線隧道內輪廓（單位：cm）（二） 隧道襯砌暗挖隧道應采用復合式襯砌，明挖隧道應采用整體式襯砌。防水型隧道二次襯砌應考慮靜水壓力對結構

24、受力的影響。、級圍巖隧道襯砌宜采用曲墻帶底板的結構形式，級圍巖隧道襯砌應采用曲墻有仰拱的結構形式。隧道襯砌內輪廓宜采用圓形斷面，單線隧道可采用三心圓斷面，邊墻與仰拱應圓順連接。隧道襯砌混凝土強度等級不應低于C30，鋼筋混凝土強度等級不應低于C35。、級圍巖隧道襯砌底板厚度不應小于30cm，混凝土強度等級不應低于C35，并應配置雙層鋼筋。仰拱填充混凝土強度等級不應低于C20。隧道二次襯砌級圍巖地段宜采用鋼筋混凝土；級圍巖地段宜采用混凝土，并可摻加一定比例的纖維，減少混凝土表面裂紋。（三） 洞內附屬構筑物隧道內設備專用洞室應根據相關專業(yè)要求設置?？刹辉O置供維修人員使用的避車洞。隧道內應設置雙側電纜

25、槽，電纜槽蓋板應平整，鋪設穩(wěn)固。水溝或電纜槽結構外緣至同側軌道中線的距離，不應小于2.20m, 靠近道床一側的溝（槽）身應增設構造鋼筋。隧道長度大于500m時，應在洞內設置余長電纜腔，可與專用洞室結合設置。余長電纜腔應沿隧道兩側交錯布置，每側間距宜為500m。長度為5001000m的隧道，可只在其中部設置一處。當隧道長度大于2000m時，可根據接觸網設計要求在洞內設置下錨區(qū)段。下錨區(qū)段宜布置在地質條件較好的地段。當隧道內接觸網固定結構采用預埋滑槽時，隧道襯砌結構應采取必要的加強措施。隧道襯砌結構應按照有關專業(yè)要求預埋綜合接地系統(tǒng)相關的設施。電纜過軌通道宜采用預埋過軌管方式。高速鐵路隧道內附屬構

26、筑物設計應考慮高速列車通過隧道時所產生的壓力變化和列車風對附屬構筑物結構及安裝件的附加受力影響，設計時應按照最不利情況組合考慮。（四）洞口結構1. 隧道洞口設計應結合地形、地質和環(huán)境條件，綜合考慮景觀要求，貫徹執(zhí)行“早進晚出”的設計理念。隧道洞門優(yōu)先選用斜切式和帽檐式結構形式，以減少洞口邊仰坡開挖。2. 當洞口附近有建筑物或特殊環(huán)境要求時，宜設置洞口緩沖結構，并符合表4.5要求。表4.5 洞口緩沖結構設置要求建筑物至洞口距離建筑物有無特殊環(huán)境要求基準點微氣壓波峰值50m有建筑物按要求無20Pa50m有距洞口20m處50Pa3. 隧道洞口緩沖結構設置應考慮列車類型及長度、隧道長度、隧道凈空有效面積、隧道軌道類型、隧道洞口附近地形和居民情況等因素。4. 洞口緩沖結構設計應符合下列規(guī)定：1）緩沖結構形式應從實用美觀角度出發(fā)，結