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文檔簡介
1、高速鐵路線路設(shè)計 技術(shù)交流主要內(nèi)容 一、高速鐵路、客運專線總體技術(shù)特點 二、線路平縱斷面設(shè)計 三、我國高速鐵路、客運專線設(shè)計概況 四、高速鐵路線路施工要點 一、高速鐵路、客運專線總體技術(shù)特點 高速鐵路實現(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)、先進可靠的列車運行控制系統(tǒng)、高效的運輸組織與運營管理體系等綜合集成。 高速鐵路在實施中,從規(guī)劃設(shè)計開始就把各項基礎(chǔ)設(shè)施、運載裝備、供電、通信信號、運輸組織及經(jīng)營管理等子系統(tǒng)納入整個大系統(tǒng)工程之中統(tǒng)籌運作。(一)高速鐵路是當代高新技術(shù)的集成 為實現(xiàn)總體目標,采用了多項關(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、性能參數(shù)是相互依存、相互制約的,均須經(jīng)詳細研究、反復(fù)論證與修訂,才能保證實現(xiàn)大系統(tǒng)綜合集成特性的要求,達到整個系統(tǒng)的合理優(yōu)化與集成。(一)高速鐵路是當代高新技術(shù)的集成一、高速鐵路、客運專線總體技術(shù)特點計算機應(yīng)用技術(shù)、IT網(wǎng)絡(luò)技術(shù)運輸組織運營管理高速鐵路系統(tǒng)集成RS,GIS,GPS,CAD應(yīng)用新材料新工藝高速線路車站維修基地基礎(chǔ)設(shè)施運行控制行車指揮通信信號計算機微電子器件自控技術(shù)電力設(shè)備運載裝備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 交通運輸?shù)乃俣仁桥c經(jīng)濟、社會發(fā)展水平相適應(yīng)的?,F(xiàn)代交通運輸?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、客運專線總體技術(shù)特點(二)高速度是高速鐵路高新技術(shù)的核心 高速鐵路是一個具有國際性和時代性的概念。1970年5月,日本在第71號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以上速度運行的干線鐵道稱為高速鐵路?!边@是世界上第一個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)濟委員會將高速鐵路的列車最高運行速度規(guī)定為:客運專線300km/h,客貨混線250km/h。1986年1月,國際鐵路聯(lián)盟秘書
4、長勃萊認為,高速列車最高運行速度至少應(yīng)達到200km/h。一、高速鐵路、客運專線總體技術(shù)特點(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型,最高運行速度200km/h,如俄羅斯、英國等;二是新建客貨混運型,最高運行速度250km/h,如德國、意大利等;三是新建客運專線型,最高運行速度可達300km/h及其以上,如日本、法國、德國、西班牙、韓國等。 一、高速鐵路、客運專線總體技術(shù)特點(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)濟優(yōu)勢所在。高速鐵路的速度目標值是由常規(guī)鐵路發(fā)展到高速鐵路最主要的區(qū)別。 列車運行速度是屬
5、第一層次的系統(tǒng)目標,只有將速度目標值確定之后才能選定線路的設(shè)計參數(shù)、列車總體技術(shù)條件、列車運行控制及通信信號系統(tǒng)。一、高速鐵路、客運專線總體技術(shù)特點(二)高速度是高速鐵路高新技術(shù)的核心一、高速鐵路、客運專線總體技術(shù)特點試驗最高速度運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、客運專線總體技術(shù)特點國外高速和快速線路最高運行速度序號國 別列車型號最高速度(km/h)1法 國TGV3202德 國ICE3003日 本500系3004西班牙AVE3005意大利ETR450等2506英 國IC2252017美 國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)化為強作用而須重新認定。系統(tǒng)中某項參數(shù)或標準選擇不慎都將引發(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,還將影響列車運行的平穩(wěn)性及可靠性,也干擾運輸組織、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系統(tǒng)效能的發(fā)揮。系統(tǒng)之間的關(guān)系遠比常規(guī)鐵路復(fù)雜。 所以,在籌劃高速鐵路之初,必須從總體上估計到這一龐大系
7、統(tǒng)更加復(fù)雜的綜合特性,認真研究并協(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)的強耦聯(lián)特性。一、高速鐵路、客運專線總體技術(shù)特點(四)系統(tǒng)動力學(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,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,進行必要的理論研究與試驗分析。 其中,高速鐵路系統(tǒng)動力學(xué)問題是這一切的根由。一、高速鐵路、客運專線總體技術(shù)特點 高速列車速度越高,激勵車線橋系統(tǒng)發(fā)生的振動與沖擊越強,致振的敏感因素越寛。振動與沖擊的頻響函數(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、對速度越高,在研究動載作用時應(yīng)考察的截止頻率越高,而可能發(fā)生的強作用點就越多。 振動與沖擊動力響應(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、客運專線總體技術(shù)特點1、高速列車的振動與沖擊問題(四)系統(tǒng)動力學(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則。 系統(tǒng)振動與沖擊力學(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)運行。因此,必須預(yù)見在各種速度工況下系統(tǒng)的動力響應(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的實現(xiàn)、輪軌的磨損與疲勞、運行的安全指標;車線橋系統(tǒng)的動力反應(yīng),將影響結(jié)構(gòu)功能與列車平穩(wěn)運行;弓網(wǎng)系統(tǒng)的振動,將影響授電效能及安全。所以動力響應(yīng)是涉及高速行車技術(shù)深層次的基本問題,須認真處理。一、高速鐵路、客運專線總體技術(shù)特點1、高速列車的振動與沖擊問題(四)系統(tǒng)動力學(xué)問題更加突出 在系統(tǒng)振動與沖擊的動力學(xué)分析中,主要著重于研究列車以常速在直線線路上運行的動力反應(yīng)。實際上對更為復(fù)雜的問題,如列車
10、起動或制動時的變速運行工況,通過平面曲線或變坡段豎曲線上運行及高速過岔等問題,只能簡化為剛體動力學(xué)或彈性聯(lián)接的多體動力學(xué)來分析。 其基本點是在理想狀態(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)研究列車運行中的慣性問題;預(yù)見高速列車運行中可能發(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)計參數(shù)制約。 一、高速鐵路、客運專線總體技術(shù)特點2、高速列車運行中的慣性問題(四)系統(tǒng)動力學(xué)問題更加突出 對于舒適度,人體承受振動的能力與頻率密切相關(guān),根據(jù)試驗結(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看約為0.1g左右。對于這種超低頻振動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、客運專線總體技術(shù)特點2、高速列車運行中的慣性問題(四)系統(tǒng)動力學(xué)問題更加突出1 2 5 10 20 HZ人體對振動反應(yīng)的示意圖1g0.1g0.01g 嚴 重不 適有 感列車運行中旅客不同姿態(tài)舒適度的感受舒適度立 姿坐 姿橫向加速度時變率g/s好0.0850.10.03中0.10.120.045差0.120.150.072、高速列車運行中的慣性問題 另外,共振現(xiàn)象在日、法等國高速鐵路上是有教訓(xùn)的。當行車速度在160km/h以下時,對波長為5
12、6、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,導(dǎo)致車體產(chǎn)生一度稱為“不明原因的強烈振動”,軌檢車測不出,養(yǎng)路機械修不了,較晚時間才認識到此道理,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、客運專線總體技術(shù)特點(四)系統(tǒng)動力學(xué)問題更加突出2、高速列車運行中的慣性問題 例如,幅值為10mm、波長為40m的連續(xù)高低不平順,在速度達300km/h時,可使車體產(chǎn)生頻率為2Hz、半幅值為0.18g的持續(xù)振動加速度。人體承受這種加速度的持續(xù)時間只能5小時。否則,會導(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的橫向振動加速度。乘務(wù)人員在此種振動環(huán)境下僅能工作3小時,司機的判斷、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。 在振動頻率為1-2Hz、累計時間4小時的車體振動環(huán)境下,保持舒適感不減退的振動加速度,橫向為0.017g,垂向為0.035-0.05g。一、高速鐵路、客運專線總體技術(shù)特點(四)系統(tǒng)動力學(xué)問題更加突出2、高速列車運行中的慣性問題 所以,為保證列車行駛時旅客的舒適度必須重視運動中的慣性問題。這應(yīng)從線路基本參數(shù)、列車性能及操縱技術(shù)
14、予以保證。 一、高速鐵路、客運專線總體技術(shù)特點(四)系統(tǒng)動力學(xué)問題更加突出3、高速列車空氣動力學(xué)問題 地面交通系統(tǒng)都有一個難以避免的共性問題,這就是空氣動力學(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。 作為地面交通運載工具的車輛是在稠密的空氣介質(zhì)中運行的。當車輛速度超過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。當速度達到300km/h時,即使采取各種降低空氣阻力的措施,空氣阻力也會占車輛運行阻力的80%以上;速度達到350km/h以上的,空氣阻力將超過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、客運專線總體技術(shù)特點 (1)列車空氣阻力問題(四)系統(tǒng)動力學(xué)問題更加突出3、高速列車空氣動力學(xué)問題 根據(jù)計算,速度由350km/h提高到500km/h,所消耗的功率將增加1.1倍。高速列車時速超過200km/h就必須認真研究這一問題。為減緩空氣動力的影響,通過大比例風洞模型試驗及三維有限元空氣動力學(xué)理論分析,篩選設(shè)計方案,作出技術(shù)經(jīng)濟合理抉擇。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)計及車體設(shè)計中都必須周密處置,使整列車具有良好
16、的氣動性能。一、高速鐵路、客運專線總體技術(shù)特點 (1)列車空氣阻力問題(四)系統(tǒng)動力學(xué)問題更加突出3、高速列車空氣動力學(xué)問題 高速運行的列車,由于各種氣動效應(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)風擋都要求具有良好的密封性。一、高速鐵路、客運專線總體技術(shù)特點(2)列車內(nèi)部空氣密封問題(四)系統(tǒng)動力學(xué)問題更加突出3、高速列車空氣動力學(xué)問題 兩列相對行馳的高速列車在線路上會車時各種空氣動力作用比單列車行馳時強烈,并將影響列車運行的平穩(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
17、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行,應(yīng)顧及性能較差列車的承受能力。一、高速鐵路、客運專線總體技術(shù)特點(3)線間距問題(四)系統(tǒng)動力學(xué)問題更加突出3、高速列車空氣動力學(xué)問題 對于有限界面的隧道而言,高速鐵路的空氣動力學(xué)作用將比在明線環(huán)境條件強烈,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)流途徑以緩解其動力效應(yīng)。一、高速鐵路、客運專線總體技術(shù)特點(4)隧道斷面選擇問題(四)系統(tǒng)動力學(xué)問題更加突出 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動學(xué)、動力學(xué)、空氣動力學(xué)及運輸質(zhì)量方面各項技術(shù)指標。 一、高速鐵路、客運專線總體技術(shù)特點(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,引起列車振動越強烈。輕則使
19、旅客舒適度降低,重則影響列車運行安全。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、客運專線總體技術(shù)特點二、線路設(shè)計 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)境保護等等。也只有這樣的線路才能保證列車高速、不間斷運行的安全、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 高平順性是設(shè)計、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。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 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,一個微小的0.2mm的迎輪臺階形焊縫不平順,在300km/h行車速度下,引起的沖擊性輪軌高頻動作用
21、力P1達720kN,低頻輪軌附加力P2達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 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“強度”控制普速鐵路的路基和橋梁的設(shè)計與施工,而為以“變形”控制高速鐵路路基的設(shè)計與施工,以“剛度”和“整體性與耐久性”控制高速鐵路橋梁的設(shè)計與施工;一改普速鐵路軌道結(jié)構(gòu)的全套技術(shù)標準和施工工藝,從鋼軌的材質(zhì)到幾何公差,從道碴的材質(zhì)到各項標準,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
22、大號碼道岔的設(shè)計與運鋪等等,都以保證高平順、高穩(wěn)定的軌道結(jié)構(gòu)為目標,采取多種多樣的適應(yīng)高速的技術(shù)。二、線路設(shè)計 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測點不得大于25mm。 嚴格控制軌道鋪設(shè)精度是實現(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 嚴格控制軌道的鋪設(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
23、,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標準及國外高速鐵路鋼軌標準的差距很大。 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技術(shù)經(jīng)濟效益顯著的成功經(jīng)驗,既保證了高速鐵路在開通運營之日列車即按設(shè)計速度運行,并降低了輪軌噪聲,又延長了鋼軌和道碴的使
24、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 第三,要求給高速列車提供一個寬大、獨行的線路空間 列車沿地面高速運行時,將帶動列車周圍的空氣隨之運動,形成一種特定的非定常流場,稱為“列車繞流”,俗稱“列車風”。這種列車風形成的列車氣動力將威脅沿線工作人員和站臺旅客的安全,對沿線建筑物也有破壞作用。列車風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行交會時,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,甚至影響列車運行的平穩(wěn)性。所以高速鐵路要求有一個寬大的行車空間,即增大兩線間的距離和加寬站臺上旅客的安全退避距離。在有高速列車通過的車站站臺上,除加寬臨近站臺的安全
25、退避距離外,還需在安全線上設(shè)置手扶安全護欄,留出可供旅客上下車的活門。二、線路設(shè)計 此外,由于高速列車動能和慣性力都很大,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獨行的空間,即采用全封閉形式,沿線路兩側(cè)設(shè)全長護欄。同時,在高速鐵路與道路或既有鐵路相交時,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 第四,要求建立嚴格的線路狀態(tài)檢測和保障軌道持久高平順及嚴密地防災(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,是會發(fā)生變形和位移的。當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
26、限值時,將失去軌道的高平順性,從而惡化輪軌間的相互作用,影響列車運行的舒適性、安全性。因此,對運營中的高速線路要實行嚴格的軌道狀態(tài)檢測和科學(xué)的軌道管理制度,及時掌握鐵路運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),以保證高速列車運行的安全、平穩(wěn)、舒適。二、線路設(shè)計 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、強風、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)備的運用狀態(tài)、故障等要實時監(jiān)測,并根據(jù)這些監(jiān)測信息,對列車的運行進行嚴
27、格的管理,如限速、停車等。二、線路設(shè)計 第五,開通運營之日列車即以設(shè)計速度運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)計最高速度運營。東海道新干線因是第一條高速鐵路,沒有修建經(jīng)驗,開通運營第一年因路基問題列車未能達到設(shè)計速度目標值,經(jīng)過一年多的整修后,最高運營速度才達到210km/h。法國高速鐵路在鋪軌完成后,一般經(jīng)過56個月的調(diào)試后驗交,列車即以最高速度運行。 我國目前新建鐵路通車之時某些地段允許速度僅達5060km/h,半年后也僅允許7080km/h,通車一年后還不一定能達到設(shè)計速度。這對于高速鐵路來說是絕不允許的。因為,由于線路初始
28、狀態(tài)達不到設(shè)計標準而限速運行,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到高速運行的目標。這正是高速鐵路與普速鐵路在工程驗交時的重要差別。二、線路設(shè)計 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營之日列車即能以設(shè)計速度運行,才能保證曠日持久地、良好地當好“載體”的“基礎(chǔ)”。二、線路設(shè)計 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。因為,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,列車在曲線上運行,產(chǎn)
29、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 此外,列車通過緩和曲線時產(chǎn)生的超高時變率和欠超高時變率,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,以保證列車運行平穩(wěn)和旅客乘坐的舒適。 同時,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、緩直各變化點產(chǎn)生的沖擊振動發(fā)生疊加,影響列車運行的平穩(wěn)和舒適。 二、線路平縱斷面設(shè)計 (一)平面最小圓曲線半徑標準 最小圓曲線半徑標準與鐵路運輸模式、列車運行速度等條件以及旅客乘坐舒適度和列車
30、運行平穩(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、中速共線運行的要求。 實設(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 (一)平面最小圓曲線半徑標準 h:最大超高允許值h由列車在曲線上停車時的旅客乘坐舒適度條件所決定。我國鐵道科學(xué)研究院1980年的試驗研究表明,當列車停在超高為200mm的曲線上時,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
31、取用180mm;在運營初期高、中速混運模式下,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 (一)平面最小圓曲線半徑標準 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)(某一實測未被平衡離心加速度下各舒適度評價指數(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。實設(shè)超高、欠超高、過超高的允許值h、hq、hg 二、線路平
32、縱斷面設(shè)計 (一)平面最小圓曲線半徑標準 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 (一)平面最小圓曲線半徑標準 hg:過超高允許值hg在既有客貨混運干線上遠小于欠超高允許值,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
33、均勻和線路穩(wěn)定,較嚴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較貨物列車為小,因此客運高速鐵路高、中速旅客列車共線時的過超高允許值可以適當放寬。但中速旅客列車的走行性能及其從普速線進入高速線時走行部件的狀態(tài),較高速列車要差得多,對線路的破壞作用也會較大。因此,高、中速列車共線運行線路的過超高允許值又不宜過大。實設(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 (一)平面最小圓曲線半徑標準 根據(jù)英、日等國六十年代的試驗結(jié)果,認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)系的評價如下:hq=30mm,感覺良好;hq=55mm,感覺較好
34、;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 (一)平面最小圓曲線半徑標準 欠、過超高允許值 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過超高允許值hg4080110實設(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 (一)平面最小圓曲線半徑標準2.高、中速共線運行時hq+hg允許值 本線與跨線列車共線運行在某一半徑的曲線上,按本線與跨線列車均衡速度計算的超高值與按均方根速度確定的實設(shè)超高值,往往有差值h,由此造成列車實際運行中高速列車產(chǎn)生的欠超高hq和跨線列車產(chǎn)生的過超高hg,往往超出限值hq、hg,故
35、在確定設(shè)計超高時,要為現(xiàn)場適應(yīng)運輸條件變化而預(yù)留調(diào)整實設(shè)超高的幅度h,即對hq+hg要留有一定的余量:hq+hg=hq+hg-hh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 (一)平面最小圓曲線半徑標準2.高、中速共線運行時hq+hg允許值跨線列車共線時欠、過超高之和允許值 (mm)欠、過超高之和允許值一 般困 難hq+hg110140二、線路平縱斷面設(shè)計 (一)平面最小圓曲線半徑標準3、高速列車運行時實設(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。因為即使是全高速列車運行的線路,也會因列車開行方案不同有一定
36、的速差,同樣也會產(chǎn)生h的效應(yīng)。因此h +hq亦應(yīng)小于h+hq。高速列車運行條件下實設(shè)超高與欠超高之和允許值(mm)實設(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 (一)平面最小圓曲線半徑標準4、最小曲線半徑Rmin的確定(1)高速鐵路設(shè)計速度要求的最小曲線半徑Rmin 為了滿足高速鐵路的設(shè)計速度要求,其最小曲線半徑應(yīng)按下式計算確定:Rmin=11.8 Vmax2/h +hq 二、線路平縱斷面設(shè)計 (一)平面最小圓曲線半徑標準4、最小曲線半徑Rmin的確定(2)初期本線與跨線列車共線運行條件下最小曲線半徑Rmin初期本線與跨線列車共線運行在半徑為R的圓曲線上,
37、其實設(shè)超高h與其相應(yīng)的欠、過超高hq、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 (一)平面最小圓曲線半徑標準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行條件下存在h關(guān)系,最小曲線半徑Rmin應(yīng)按下式計算確定: Rmin =11.8 (VG2- VK2)/hg +hq式中:VG、VK分別為本線與跨線列車設(shè)計速度。高速鐵路初期本線與跨線列車共線運營,考慮按300km/h與200km/h匹配,按上式計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 (一)平面最小圓曲線半徑標準4、最小曲線半徑Rmin的確定(3)遠期高速列車運行不同速度匹配條件下最小曲線半徑Rmin 考慮遠期高速鐵路上的高速列車運行速度以350km/h250km/h為主,同時可能存在少量運行速度為200km/h的列車。根據(jù)高速列車運行不同速度匹配條件計算最小曲線半徑: 如果VG、VK設(shè)計速度按350km/h與250km/h匹配,則計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)計速度按350km/h與200km/h匹配,則計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組合運行條件下的舒適性,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 (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)計方便,平立面有效長度長、現(xiàn)場運用、養(yǎng)護經(jīng)驗豐富等特點,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)計的主要參數(shù)之一。為保證列車運行的安全和旅客乘坐舒適度的要
40、求,緩和曲線應(yīng)有足夠的長度。但過長的緩和曲線將影響平面選線和縱斷面設(shè)計的靈活性,引起工程投資的增大。 緩和曲線長度的計算,取決于超高順坡率允許值、未被平衡的橫向加速度時變率允許值(欠超高時變率允許值)、車體傾斜角度允許值(超高時變率允許值)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 (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)計最高速度(或該曲線限制速度)(km/h);h圓曲線設(shè)計超高(mm);f超高時變率允許值(mm/s),一般條件下取25mm/s,困難條件下取31mm/s。 2
41、、緩和曲線長度二、線路平縱斷面設(shè)計 (二)緩和曲線的長度緩和曲線長度(m)曲線半徑緩和曲線長度一般長度最小長度個別最小長度14000280250220120003302702501100037030028010000430350330900049040036080005704704107000670540460二、線路平縱斷面設(shè)計 (二)緩和曲線的長度二、線路平縱斷面設(shè)計 (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行平穩(wěn)性和旅客乘坐舒適條件的控制。 理論上列車運行平穩(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
42、曲線出入口(即夾直線或圓曲線的起終點)產(chǎn)生的振動不致疊加考慮,與列車振動、衰減特性和列車運行速度有關(guān)。根據(jù)實驗結(jié)果,車輛振動的周期約為1.0sec,列車在緩和曲線出入口產(chǎn)生的振動在一個半至兩個周期內(nèi)基本衰減完,按兩個周期計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 (四)正線設(shè)計坡度 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、運營費用、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)濟比較,不大于20。 根據(jù)高速客運專線特點,結(jié)合項目具體條件并經(jīng)牽引計算檢算,對于一定的縱斷面和初速條件,個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 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,建議在項目中考慮平均坡度25,最大坡長4
44、km。 正線宜設(shè)計為較長的坡段,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 關(guān)于“最大坡度”,國際鐵路聯(lián)盟提到STI(實用技術(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 (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 為保
45、證列車在高速正線變坡點處的運行安全、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,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,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,由于當豎曲線半徑增大到一定程度,養(yǎng)護維修很難達到其設(shè)置要求,因此,根據(jù)國內(nèi)外養(yǎng)護維修經(jīng)驗,建議最
46、大豎曲線半徑不大于40000m。 當相鄰坡段的坡度差大于或等于1時,區(qū)間正線應(yīng)采用圓曲線型豎 曲線連接,其中遠期設(shè)計速度小于160km/h的區(qū)段,應(yīng)按相鄰坡段的坡度差大于3時設(shè)置豎曲線。最小豎曲線半徑應(yīng)根據(jù)所處區(qū)段遠期設(shè)計速度按下表選用,但最大豎曲線半徑不大于40000m。二、線路平縱斷面設(shè)計 2、 豎曲線半徑(六)坡段間的連接二、線路平縱斷面設(shè)計 豎曲線半徑采用標準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、問題二、線路平縱斷面設(shè)計 相鄰的兩個豎曲線重疊設(shè)置時,豎曲線很難達到各自的形狀,測設(shè)工作也非常困難。目前各國的標準也都不允許豎曲線重疊設(shè)置。 1、相鄰的兩個豎曲線重疊設(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),而外軌又要疊加進緩和曲線超高的變化量,這時線路的測設(shè)工作要求更加嚴格。 (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)果既不是標準的緩和曲線線形,也不是標準的豎曲線線形。 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,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 2、豎曲線與緩和曲線重疊 (3)增加了養(yǎng)護維修工作的難度: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 3、豎曲線與道岔重疊設(shè)置 豎曲線與道岔重疊設(shè)置時,由于高速道岔總長度較長,一方面道岔全長不在一個坡度上,列車通過道岔過
49、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)時的測設(shè)工作及養(yǎng)護維修時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 (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 二、線路平縱斷面設(shè)計 (八)區(qū)間直線地段線間距 高速鐵路的線間距標準,主要受列車交會運行時的氣動力作用控制。一方面,要滿足列車承受會車壓力波的允許值Pmax;
50、另一方面,要分析研究區(qū)間各種客運列車交會運行時,作用在列車上的會車壓力波最大值Pmax,會車壓力波時變率Pmax /t,以及與交會列車相鄰側(cè)壁凈間距Y(或線間距D)的規(guī)律。 確定線間距標準是一個靈活性相當大的問題。線間距最窄,它的會車壓力波最大,對機車車輛的設(shè)計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,雖然對機車車輛的氣密性、門窗等設(shè)計要求相對降低,但土建投資較高。二、線路平縱斷面設(shè)計 (八)區(qū)間直線地段線間距 列車側(cè)面會車壓力波的幾項主要特征: 現(xiàn)場試驗研究和數(shù)值模擬計算研究表明,列車交會時產(chǎn)生的會車壓力波,有以下幾項主要特征: 1、交會列車上的會車壓力波值基本上與鄰線迎
51、面駛來列車(以下簡稱通過列車)的運行速度平方成正比; 2、外形相似的列車交會時,速度較低列車上受到的會車壓力波比速度較高列車上受到的會車壓力波大,而速度相當?shù)牧熊嚤舜私粫r其會車壓力波大致相當; 3、會車壓力波值與交會列車相鄰側(cè)壁間的凈距Y成反比。Y=D-(B1+B2)/2,式中D為線間距,B1為被交會列車寬度,B2為通過列車車頭寬度;二、線路平縱斷面設(shè)計 (八)區(qū)間直線地段線間距 4、會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、會車壓力波與測點高度有關(guān),高度越低壓力波越大; 6、一節(jié)車廂同一高度處會車壓
52、力波平均值與最大值之間存在一定的差別,表明會車壓力波具有非定常性。二、線路平縱斷面設(shè)計 世界上已建及在建、籌建中高速鐵路線路平、縱斷面設(shè)計標準 日 本法 國德 國澳大利亞韓國中國臺灣東海道山陽東北上越北陸(長野)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北高雄最高設(shè)計速度(km/h)220260260260270300300350客250貨120同左300350350350最高運營速度(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(個別3250)40006000(個別4000)推薦70007700(個別6140)7000(個別5100)同左32507000(個別6000)70005500最大超高(mm)200180200180180180(個別200)180180180150同左180180180180最大欠超高(mm)60(個別100)60606090(個別130)86655560同左15040(個別80)3040(個別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(個別18)15303525253512.5同左4035(個別50)2535豎曲線半徑(m)1000015000同左同左2500025000250002500025000同左同左22200200004000025000(個別19000)三、我國高速鐵路、客運專線設(shè)計概況(一)高速正線主要技術(shù)標準1.正線數(shù)目:雙線2.設(shè)計速度
55、:本線列車設(shè)計運行速度350km/h,跨線車運行速度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)的線路平面標準;4.最大坡度:12、局部地段不大于205.線間距:5.0m6.牽引種類:電力7.機車類型:動車組8.到發(fā)線有效長度:700m9.列車運行控制方式:自動控制10.行車指揮方式:綜合調(diào)度集中(二)主要工程特點1、工程地質(zhì)條件復(fù)雜、工點類型多2、橋梁比重大、特殊橋跨結(jié)構(gòu)設(shè)計工點多3、高架站上無縫道岔、橋梁結(jié)構(gòu),國內(nèi)沒有工程實例、國外沒有相同工程的成熟經(jīng)驗,需專題研究攻關(guān)。4、技術(shù)裝備博采眾長,采取引進、消化、吸收技術(shù)路線,最終
56、達到系統(tǒng)集成。 三、我國高速鐵路、客運專線設(shè)計概況四、高速鐵路線路施工要點(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車車輛的合理設(shè)計是保證高速列車運行平穩(wěn)、乘車舒適的重要條件。在高速鐵路的線路平、縱斷面設(shè)計中,通過提高最小曲線半徑標準,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準
57、”和高的“鋼軌平直度標準”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。鋪軌時的幾何精度不高,軌道幾何偏差過大,會引起輪軌動力附加荷載的增大,進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(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)項目京滬 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斷面不對稱1.21.5頭對底偏移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 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.
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