既有線提速200公里技術(shù)概述

既有線提速200公里技術(shù)概述

概述根據(jù)我國《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，到2020年我國將建成10萬公里鐵路，其中客運(yùn)專線1.2萬公里，同時加強(qiáng)對既有線的改造，有條件的繁忙干線旅客列車提速到200km/h，貨物列車提速到120km/h。一、既有線提速200km/h的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析二、時速200公里鐵路的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

三、第六次提速初步方案一、既有線提速200km/h的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析（一）、經(jīng)濟(jì)合理（二）、技術(shù)可行根據(jù)國務(wù)院審議通過的《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，我國將建設(shè)“四縱四橫”客運(yùn)專線。但受建設(shè)工期和資金（9000萬元～1億元/km）的限制，客運(yùn)專線只能分線、分段建設(shè)，難以很快達(dá)到規(guī)模效益。(目前，國家計委已經(jīng)審批通過的客運(yùn)專線共有9條：武廣（967km）、鄭西（458km，時速300～350km/h）、石太（205km，太青的一部分）、京津城際（115km，300km/h）、甬溫（268.4km）、溫福（280.3km）、福廈（276.7km）、合寧、合武線（483km），總計3000km。)因此，將一些客流量較大、線路條件較好、并與客運(yùn)專線相連接的既有線進(jìn)一步實施提速，能夠達(dá)到投資省、見效快的效果，可以盡快適應(yīng)當(dāng)前旅客運(yùn)輸?shù)男枰?。同時又可與逐步建成的客運(yùn)專線連網(wǎng)，實施跨線運(yùn)輸，發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)規(guī)模效應(yīng)，實現(xiàn)效益最大化。為了盡快滿足不斷增長的客運(yùn)需求，將有條件的既有線通過適當(dāng)改造和加強(qiáng)，將最高速度提高到200km/h，是構(gòu)建我國鐵路快速客運(yùn)網(wǎng)的必由之路和捷徑。建設(shè)我國鐵路的快速客運(yùn)網(wǎng)必須采取加快建設(shè)客運(yùn)專線和既有線提速改造相結(jié)合的方針。1、五次大提速提高了鐵路技術(shù)裝備水平2、時速200公里的秦沈客運(yùn)專線建設(shè)成功3、京秦線200km/h的提速改造順利完成1995年鐵路開始實施既有線提速戰(zhàn)略，五次大提速優(yōu)化了資源配置，調(diào)整了運(yùn)輸結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化了線路基礎(chǔ)，提高了列車速度，增強(qiáng)了競爭能力，取得了明顯的社會效益與經(jīng)濟(jì)效益。并且，掌握了時速160公里鐵路的成套技術(shù)（線橋、機(jī)車、車輛、供電、通信等），使我國鐵路技術(shù)裝備水平得到很大提高，為進(jìn)一步提速打下了堅實的基礎(chǔ)。秦沈線是我國建設(shè)的第一條客運(yùn)專線，全線的基礎(chǔ)設(shè)施按200km/h速度設(shè)計，是我國鐵路速度最高的線路，表明我國已初步掌握了建設(shè)時速200公里速度等級鐵路的技術(shù)。2002年11月至12月第三次綜合試驗中，采用動力集中型動車組“中華之星”進(jìn)行了綏中北～皇姑屯的全線拉通試驗。試驗中，“中華之星”2M+9T全編組，試驗速度達(dá)到了306km/h；采用2M+3T編組，創(chuàng)造了321.5km/h的中國鐵路最高運(yùn)行速度。在秦沈客運(yùn)專線建設(shè)的同時，鐵道部決定對298.7公里的京秦線進(jìn)行提速改造，以形成進(jìn)出關(guān)的京沈快速客運(yùn)通道。京秦線是既有線第一條進(jìn)行200km/h改造的線路，整個改造工程已經(jīng)順利完成，從而與秦沈客運(yùn)專線構(gòu)成京沈快速客運(yùn)通道，可以開行200km/h的旅客列車。此外，廣深線自1998年開始，陸續(xù)采用引進(jìn)的X2000擺式列車（瑞典）和國產(chǎn)動車組成功實現(xiàn)了200km/h旅客列車的運(yùn)營。通過五次大提速、秦沈線的建設(shè)、京秦線的改造和廣深線的運(yùn)營經(jīng)驗，我國對200km/h鐵路的技術(shù)條件或標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了較深的研究，解決了提速200km/h的關(guān)鍵技術(shù)問題，因此，既有線進(jìn)一步提速到200km/h，在技術(shù)上是可行的。（一）、線路平縱斷面

（二）、軌道

（三）、路基

（四）、站場

（一）、線路平縱斷面

1、曲線半徑（1）最小曲線半徑線路的最小曲線半徑是根據(jù)線路的設(shè)計速度(最高和最低或貨物列車平均速度)和超高參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)確定的。計算公式為：Rmin=11.8（v2max-v2h）/[hq+hg]（m）

式中vmax---旅客列車最高速度，km/h；vh---貨物列車平均速度，km/h；[hq+hg]---欠、過超高之和的允許值，mm，[hq+hg]=[hq]+[hg]–△h我國鐵路現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定：最大實設(shè)超高雙線為150mm、單線為125mm；允許欠超高一般為70mm、困難90mm、既有線改造為llOmm；允許過超高一般30mm、困難50mm?！熬盼濉逼陂g，實施既有線提速戰(zhàn)略，制定了適用于160km/h的提速技術(shù)條件，規(guī)定允許過超高個別情況可為70mm?！短崴?00技術(shù)條件》規(guī)定最大超高150mm，允許欠超高一般為90mm、困難110mm，允許過超高一般為50mm、困難70mm；確定最小曲線半徑時，采用的允許的過、欠超高之和[hg+hq]一般為110mm、困難為140mm、個別情況為160mm。根據(jù)最高速度200km/h和貨物平均速度80km/h進(jìn)行計算，改建或新建地段最小曲線半徑3500m、困難條件下2800m；既有線保留地段半徑2500m的曲線通過速度可為200km/h。亦即，只要改造就按新標(biāo)準(zhǔn)；保留地段即個別情況，可按較低標(biāo)準(zhǔn)，以節(jié)約投資。

（2）推薦曲線半徑在近些年所編制的線路設(shè)計規(guī)范中，建立了“推薦曲線半徑”的概念，主要是希望設(shè)計單位在設(shè)計時，“以人為本”，優(yōu)先采用所推薦的曲線半徑，防止大量采用最小曲線半徑。推薦曲線半徑的欠、過超高值都較小，與客、貨列車運(yùn)行品質(zhì)有良好的匹配關(guān)系，能夠保證良好的旅客舒適度。《客運(yùn)200暫規(guī)》的推薦曲線半徑為3500～6000m，《客貨200暫規(guī)》因其速差比客運(yùn)專線大，推薦曲線半徑為4500～7000m。

（3）最大半徑最大半徑的建議值取決于線路鋪設(shè)、檢測、養(yǎng)護(hù)維修能力能否達(dá)到所要求的精度。我國鐵路軌檢車在通過大于8000m半徑的曲線時，軌檢車記錄常會自動打印出“F”標(biāo)記，表明對所檢測結(jié)果有疑問。根據(jù)專家研究，適當(dāng)提高檢測系統(tǒng)的處理功能，可以準(zhǔn)確檢測12000m左右半徑曲線的方向和曲率。但更大的半徑曲線，由于曲率太小，外界干擾信號可能大于測試信號，不能準(zhǔn)確得到真實信號。因此，時速200公里鐵路的設(shè)計暫規(guī)都規(guī)定最大曲線半徑為10000m，困難條件下為12000m。

2、線間距

(1)影響會車壓力的主要因素如果線間距過小，則交會時的兩列列車的車廂側(cè)壁間凈距就變小，會車壓力波將增大，有可能造成車廂側(cè)壁的車窗玻璃破碎，危及人身安全。線間距過大，則會增加路基、橋梁的工程量和用地，造成浪費。因此，必須科學(xué)合理地確定線間距標(biāo)準(zhǔn)。首先應(yīng)根據(jù)運(yùn)行的各種列車車窗結(jié)構(gòu)的情況，確定允許的會車壓力波值，以保證交會時的列車安全；其次，根據(jù)允許的會車壓力波值和各種列車的形狀、寬度，再確定合理的線間距標(biāo)準(zhǔn)。

廣深線和四次大提速的經(jīng)驗表明，在4.0m線間距下，列車以140km/h的速度交會時，未見客車的門、窗玻璃破損，以及傷及旅客和貨車因會車出現(xiàn)安全、破損等報導(dǎo)。但當(dāng)DF11或SS8牽引的客車速度大于150km/h時，車窗玻璃時有破損，且有傷及旅客的事情發(fā)生。據(jù)廣州鐵路集團(tuán)公司統(tǒng)計，廣深準(zhǔn)高速鐵路開通四年間，共破損678塊玻璃，平均每兩天一塊。據(jù)天津客運(yùn)段上報部、局材料，京津間部分地區(qū)行車速度按155km/h鋪圖，在1999年11月20日至2000年5月28日之間的20次交會運(yùn)行中，22型綠皮客車共破損190塊玻璃，平均每次達(dá)10塊之多，且其中幾次的破碎玻璃傷及旅客，共計7名。又如，1998年鄭武線綜合試驗時，當(dāng)日SS8型電力機(jī)車牽引試驗列車按計劃進(jìn)行第一次160km/h運(yùn)行試驗時，與運(yùn)營的普速客車交會時，造成普速客車中3個車廂接連出現(xiàn)車窗玻璃破碎。（2）線間距《鐵路主要技術(shù)政策》明確規(guī)定不同速度鐵路的線間距，見下表：

速度（km/h）

120160200250300350線間距（m）

4.04.24.44.64.85.0

3、緩和曲線長度緩和曲線長度主要根據(jù)超高時變率或超高順坡來確定，緩和曲線長度計算公式、超高順坡率計算公式如下：l=hv/3.6ff---超高時變率（mm/s）i=h/l=3.6f/v《提速200技術(shù)條件》規(guī)定緩和曲線最小長度、困難最小長度對應(yīng)的超高時變率分別為28mm/s、35mm/s。

4、夾直線及圓曲線最小長度為了提高旅客舒適度、便于養(yǎng)護(hù)維修，兩相鄰曲線間夾直線和兩緩和曲線間圓曲線宜采用較長的長度，最小長度為0.7Vmax，困難條件下為0.5Vmax，既有線改造時，保留地段則允許不小于0.4Vmax。正線上緩和曲線與道岔基本軌接縫間的直線段長度車站兩端不小于70m，困難條件下不小于30m。

5、最小坡段長度縱斷面宜設(shè)計為較長的坡度。《提速200技術(shù)條件》規(guī)定最小坡段長度一般不應(yīng)小于600m，困難條件下不宜小于400m，且不得連續(xù)使用2個以上。坡度代數(shù)差大于1‰時，應(yīng)以圓曲線形豎曲線連接，半徑不得小于15000m。（二）、軌道

1、鋼軌正線采用60kg/m鋼軌，鋪設(shè)跨區(qū)間無縫線路。根據(jù)實際運(yùn)輸情況，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后再確定是否采用淬火軌（非淬火軌利于進(jìn)行鋼軌打磨，保持軌道的良好平順度），應(yīng)積極采用一次鋪設(shè)跨區(qū)間無縫線路技術(shù)，避免二次鋪設(shè)短軌過渡期所造成的鋼軌接頭的路基病害。

2、軌枕及扣件區(qū)間正線上應(yīng)采用Ⅲ型預(yù)應(yīng)力混凝土軌枕，岔區(qū)鋪設(shè)混凝土岔枕，既有Ⅱ型軌枕應(yīng)逐步更換為Ⅲ型枕。彈條Ⅱ型扣件與Ⅲ型有擋肩混凝土軌枕配套使用。3、道床道碴材料應(yīng)采用I級道碴；正線道床枕下厚度為30cm，單線道床頂面寬度350cm，碴肩堆高15cm，道床邊坡1：1.75，雙線道床頂面寬度應(yīng)分別按單線設(shè)計；橋上枕下道床厚度為35cm。國內(nèi)外經(jīng)驗表明當(dāng)?shù)来布訅|層的總厚度超過60cm時，線路良好，路基病害的發(fā)生概率很小。

4、道岔正線道岔采用直向通過速度為200km/h的道岔，即可動心軌道岔；正線與到發(fā)線連接用道岔，側(cè)向允許通過速度宜為80km/h，采用18號道岔。相鄰道岔間插入的鋼軌長度當(dāng)?shù)啦韺ο蛟O(shè)置，且當(dāng)正規(guī)列車同時通過兩側(cè)線時，插入鋼軌長度不應(yīng)小于50m；困難條件下不小于33m；當(dāng)無正規(guī)列車同時通過兩側(cè)線或道岔順向設(shè)置時，插入短軌長度不應(yīng)小于25m，困難條件下不小于12.5m。

《技規(guī)》第41條規(guī)定：1.用于側(cè)向通過列車，速度超過80km/h的單開道岔，不得小于30號；2．用于側(cè)向通過列車，速度超過50km/h的單開道岔，不得小于18號；3．用于側(cè)向通過列車，速度不超過50km/h的單開道岔，不得小于12號(非AT彈性可彎尖軌為45km/h)；4.用于側(cè)向接發(fā)停車旅客列車的單開道岔，不得小于12號；

5、線路的養(yǎng)護(hù)維修方式《提速200技術(shù)條件》明確提出采用大型養(yǎng)路機(jī)械進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修，規(guī)定線路的養(yǎng)護(hù)維修應(yīng)采用綜合維修天窗進(jìn)行，時間不少于180min。（三）、路基

1、路基橫斷面路肩寬度應(yīng)不小于0.8m。路基面寬度應(yīng)根據(jù)線間距、道床實際厚度以及曲線軌道超高等參數(shù)計算確定。2、基床既有路基的基床表層應(yīng)設(shè)有厚度不小于0.2m、孔隙率小于18%的級配砂礫石或級配碎石填筑的面層。

3、過渡段

（1）、設(shè)置過渡段的必要性由于橋臺與路堤的動靜剛度相差懸殊，列車通過時，橋臺與路堤之間就會出現(xiàn)變位差，雖然其數(shù)值很小，但因車速很高，會對軌道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的沖擊，同時反過來軌道結(jié)構(gòu)對列車也會產(chǎn)生沖擊，從而降低列車運(yùn)行的平穩(wěn)性、舒適度，加快結(jié)構(gòu)物和車輛的損壞。為此，三個暫規(guī)都要求軌道剛度變化處在的一定距離之內(nèi)設(shè)置過渡段，以減小沖擊。

（2）過渡段的結(jié)構(gòu)形式和長度●每過渡段的結(jié)構(gòu)形式。(客運(yùn)200暫規(guī))規(guī)定路橋過渡段的兩種形式：正梯形和倒梯形。通過總結(jié)秦沈客運(yùn)專線的經(jīng)驗，《客貨200暫規(guī)》規(guī)定采用正梯形，如圖3--8。該過渡方式結(jié)構(gòu)簡單。根據(jù)理論分析，該過渡方式可使軌道基礎(chǔ)的動態(tài)不平順減小到lmm以內(nèi)，動力不平順坡度降低到0.01％以下。

●過渡段長度過渡段長度的計算公式L=2(H-h)+A式中L---過渡段長度，m；H---路堤高度，m；h---基床表層厚度，m；A---常數(shù)，可取3～5m。根據(jù)秦沈線試驗的結(jié)果，動應(yīng)力、動位移及加速度的極大值，均出現(xiàn)在設(shè)計范圍內(nèi)。因此，所規(guī)定的長度是合適的。在廣深線有部分臺后填土采用級配良好的礫石，并加入3％的水泥。廣州局認(rèn)為效果良好，可參考使用。

4、既有線路基改造既有線提速改造的路基技術(shù)和處理措施與新建線路不同（1）路基橫斷面：路基應(yīng)設(shè)計為三角形，由中心線向兩側(cè)設(shè)4％的橫向排水坡。曲線加寬時，路基面應(yīng)保持三角形。路肩寬度不應(yīng)小于1.Om，路基面寬度雙線不應(yīng)小于12.1m，單線不應(yīng)小于7.7m。考慮建線標(biāo)準(zhǔn)，加寬路肩，護(hù)欄至鋼軌外緣4.1米。（2）基床：基床由表層與底層組成。表層厚度為0.6m，底層厚度為1.9m?；脖韺討?yīng)采用級配沙礫石或級配碎石等材料。基床底層應(yīng)采用A、B組填料或改良土。

（3）坡面防護(hù)：路堤邊坡應(yīng)設(shè)置防護(hù)工程。填料及氣候條件合適時應(yīng)優(yōu)先采用植物防護(hù)。（4）既有路基加固：路基基床加固以采用水泥土擠密樁加固為主。它是利用復(fù)合地基原理的一種加固方法，該方法主要是通過在軌枕問挖洞并夯入水泥土，利用水泥土的高強(qiáng)度和成樁過程中的擠密作用，達(dá)到提高路基基床承載力的要求。（5）、根據(jù)國內(nèi)外的試驗，過渡段對行車的舒適度有較大影響，既有線有許多未經(jīng)專門設(shè)計和特殊填筑施上的過渡段，應(yīng)作加固處理。（四）站場

1、站間距一般地認(rèn)為，對于客運(yùn)專線來說，站間距應(yīng)在30km以上，客貨共線提速200km/h站間距應(yīng)在15km以上，樞紐內(nèi)車站可根據(jù)需要設(shè)置較多的衛(wèi)星站辦理旅客乘降任務(wù)。我國的秦沈客運(yùn)專線最大站間距68.6km，平均站間距44.95km。

2、站內(nèi)線間距車站線間距主要考慮200km/h列車對中間站技術(shù)作業(yè)人員的影響（如車輛檢修、上水）和相關(guān)設(shè)備的安裝需要。線間距見下表：

序號名稱

線間距

1正線間

5000

2正線與有摘掛作業(yè)的到發(fā)線間（設(shè)防護(hù)柵欄隔離）6500（困難條件下不小于5500）

3正線與無摘掛作業(yè)的到發(fā)線間（設(shè)防護(hù)柵欄隔離）5000

4正線與到發(fā)線間設(shè)有中間站臺時，正線與到發(fā)線間3500+站臺寬

5正線與牽出線間（設(shè)防護(hù)柵欄隔離）

≥7000

6正線與其他站線間（含機(jī)車走行線）（設(shè)防護(hù)柵欄隔離）

≥5000

注：車站正線與有技術(shù)作業(yè)的到發(fā)線間距6.5m（包括兩側(cè)車輛寬度1.7×2=3.4m，安全距離2m，人員行走寬度0.8m，富余量0.3m），困難條件下不小于5.5m，列車通過時，人員站立不動。3、站臺旅客站臺不宜臨靠正線，站臺高度都統(tǒng)一為1250mm。

第六次提速初步方案

1.曲線改建方案1）K65+621.79～K66+237.31曲線，既有曲線半徑R-2500米，緩長100米，設(shè)計采用曲線半徑R-2500米，緩長210米。2）K68+279.75～K68+937.35曲線，既有曲線半徑R-2400米，緩長100米，設(shè)計采用曲線半徑K-3500米，緩長140米。3）K82+766.84～K83+450.27曲線，既有曲線半徑R-2400米，緩長140米，設(shè)計采用曲線半徑R-2800米，緩長180米。4）K93+901.23～K94+247.73曲線，既有曲線半徑R-2400米，緩長120米，設(shè)計采用曲線半徑R-3500米，緩長140米。

5）K107+412.54～K107+720.13曲線，既有曲線半徑R-2000米，緩長130米，設(shè)計采用曲線半徑R-3500米，緩長140米。6）K112+189.27～K112+805.17曲線，既有曲線半徑R-2350米，緩長120米，設(shè)計采用曲線半徑R-3500米，緩長140米。7）K121+119.93～K121+307.79曲線，既有曲線半徑R-4000米，緩長70米，設(shè)計采用曲線半徑R-7000米，緩長60米。8）K122+743.76～K123+015.62曲線，既有曲線半徑R-2500米，緩長100米，設(shè)計采用曲線半徑R-4500米，緩長120米。

9）K126+645.03～K127+038.31曲線，既有曲線半徑R-2400米，緩長100米，設(shè)計采用曲線半徑R-3500米，緩長140米。10）K130+496.06～K130+984.5曲線，既有曲線半徑R-2400米，緩長120米，設(shè)計采用曲線半徑R-3500米，緩長140米。11）K132+552.98～K133+261.37曲線，既有曲線半徑R-2400米，緩長120米。該段曲線不在本次提速區(qū)段內(nèi)，由于曲線頭前直線地段下行線需要撥道，相應(yīng)引起該段下行曲線局部撥道，既有曲線要素維持不變。

2.區(qū)間撥線方案

K63+200～K65+577撥上行線至5.0米（撥距1.0米）

K65+577～K66+282改曲線（R-2500,L-210）K66+282～K68+131撥上行線至4.4米（撥距0.4米）

K68+131～K69+086改曲線（R-3500,L-140）K69+086～K71／800撥上行線至5.0米（撥距1.0米）

K71+800～K74+000高碑店站改造

K74+000～K79+800撥上行線至5.0米（撥距1.0米）

K79+800～K81+700定興站改造

K81+700～K82+691撥上行線至5.0米（撥距1.0米）

K82+691～K83+525改曲線（R-2800,L-180）

K83+525～K87+300撥下行線至5.0米（撥距1.0米）

K87+300～K89+400北河店站改造

K89+400～K93+839撥下行線至5.0米（撥距1.0米）

K93+839～K94+310改曲線（R-3500,L—140）K94+310～K97+000撥下行線至5.0米（撥距1.0米）

K97+000～K98+800固城站改造

K98+800～K107+330撥下行線至5.0米（撥距1.0米）

K107+330～K107+802改曲線（R-3500,L-140）K107+802～K109+800撥上行線至5.0米（撥距1.0米）

K109+800～K111+700徐水站改造

K111+700～K112+057撥上行線至5.