国外高速铁路建设及发展趋势
图 9 RHEDA-2000 ¨ 型无碴轨道在隧道内的断面图
轨枕 B 355.3 W60M 距离 6 5 0 m m
10%
横向钢筋 ¿20 , 1=2560,a=650
3400
2800 2509
UIC60 轨道 轨道扣件系统 VOSSIOH300
1∶8
HSL FPL
纵向钢筋 20 × ¿20
TOR= ± 0.00
下到既有线按允许速度运行,也允 许普通列车上到高速线运行。调度 方式与既有线一致。
置换土
回填路堤 软土
验速度达 482.4km/h; 1990 年,法国
在速度目标值方面,日本早期
TGV动车组试验速度达到515.3km/h。 高速铁路设计速度为200km/h 以上, 日、法、德、意等技术原创国,高速 实际运行速度为210km/h,近期运行 列车运行速度都达 300km/h,最高达 速度已提高到 270km/h 以上。法国 320km/h,350km/h 动车组正在研制。 早期高速铁路设计速度为 300km/h,
在公路、航空运输方式挤迫下,市场 份额急剧下降。
复 苏
显示技术经济优势是可持续发展战略 的需要。
图 1 世界铁路发展的 3 个阶段
表 1 世界铁路发展模式
入运营,全长 515.4km,最高运行速 度 210km/h。东海道新干线开创了 高速铁路的新纪元,创造了世界上 铁路与航空竞争中首次取胜的实例, 日本誉之为“经济起飞的脊骨”。
路路基结构过渡段的设计,一般采 用增大路基基床的竖向刚度值,控
砾石层压密至 9 5 %
压密至 100% 葡式压实密度
制路基的工后沉降,地基采用复合 地基处理的方法。
图 5 法国高速铁路路桥过渡段结构图
日本和德国通常采用级配碎石
或级配砂砾石掺入 3% 左右的水泥
变形已成为高速铁路的最大特点。 填筑的处理方法。对于过渡段沿线
其次,在不同结构的连接处专
图 4 德国路基表面设置保护层结构图
门设置过渡段。普通铁路路基过渡
盖面层
过渡段结构
段的设计原则是在过渡段较软一侧, 增大路基基床的竖向刚度,增大轨
砾石水泥
道结构的竖向刚度; 在过渡段较硬
滤水层
一侧,减小轨道结构的竖向刚度,减
小桥台结构的竖向刚度。而高速铁
路堤填料
砾石水泥填料或级配砾石填料
-253
10%
-493
-793 混凝土承载层 B35
300 240
3∶1
500
土质路基
混凝土承载层: E=34000N/mm 2 HSL: E ≥ 5000-10000N/mm2 FPL : E ≥ 120N/mm2 土质路基: E ≥ 45N/mm2 运输载荷: UIC71
图 10 RHEDA-2000 ¨ 型无碴轨道在土路基上的断面图
延伸,高速铁路技术也取得了长足发 路实际运行速度为 250~300km/h。 式动力分散和动力集中2种动车组。
展,逐渐形成了以日本、法国、德国
另外,在线路轨道结构方面,日 高速铁路是当代高新技术的集成,
3个高速铁路技术原创国为代表的适 本、德国大量采用无碴轨道,法国主 是依靠计算机、通信、控制技术以及
a=650 横向钢筋 ¿20
纵向钢筋,如 8 × ¿20 (取决于路基情况)
-493
2250
隧道基层
隧道壁
最后,即需重视边坡防护和系 统的防排水设计。 3.2 高速铁路无碴轨道
无碴轨道结构因其高平顺性和 少(免)维修的优点,在国外高速铁 路上获得了越来越广泛的应用。目 前,无碴轨道铺设里程约 4000km; 无碴轨道的铺设范围已从桥梁、隧 道发展到土路基和道岔区。无碴轨 道在高速铁路上的大量铺设已成为 发展趋势。
高速铁路——日本东海道新干线投
第一阶段 1825 年- 20 世纪 30 年代
第二阶段 20 世纪 40 年代后 期 -70 年代
第三阶段 20 世纪 80 年代 -
迅速兴起 和发展
衰 退
20 世纪初, 总里程达 127 万 km 1916 年, 美国铁路 40.8 万 km 1931 年, 中国铁路 1.4 万 km ( 自办铁路仅 2240km)
运行控制和运营调度系统。
轨道板( P C 或 R C )
轨道板
P C 轨道板
C A 砂浆层
3 国外高速铁路工务工程
3.1 高速铁路路基 高速铁路运行速度快、技术标
准高、对路基的要求严格,控制路基
扣件系统
凸型挡台 混凝土基础
C A 砂浆 普通型
扣件系统
凸型挡台 混凝土基础
C A 砂浆
框架型 图 7 日本新干线板式轨道
2.0m
R.L
因此,建设高速铁路路基与普通铁 路纵向的几何布置型式,日本、法国
桥梁
过渡段
R C 路基 一般路堤
15cm
路路基有本质的区别。 首先,它更加强化路基基床结
构,重视垫层或基床表层的作用。一
和德国多采用上窄下宽的正梯形。 德国和法国一般不主张采用加筋土 过渡段结构型式。
桥台
阶梯式挖方
图 6 日本新干线级配碎石过渡段结构
2007.03 (上半月刊)
日本板式轨道隧道区间
日本板式轨道非隧道区间
33
本刊特稿
FEATURES
E =120MN/m2 v2
Ev2= 6 0 M N / m 2
50
3.80(4.20) 2.80 (3.20)
-0.29
±0.00
0.7%
28 30 29
1∶9.5
1.4% -0.87
1∶40
HGT 防冻层 (FSS)
无碴轨道有这样的技术特点。 (1) 稳定性好、几何形位能持久保 持、养护维修工作量显著减少; (2) 耐久性好,服务期长; (3) 平顺性 及刚度均匀性好; (4) 自重轻、结 构高度低,可减轻桥梁二期恒载、减 小隧道开挖断面,降低工程总造价;
土质路基 / 岩层 与路基上的标准应用相比,钢筋数量最多可减少 50%(根据路基情况而定)
现在铁路发展模式形成了 3 种 类型(见图1),包括: 客运型,以日 本铁路为代表; 货运型,以美国铁 路为代表,还有加拿大、南非等; 客 货并举型,有俄罗斯、中国、印度及 欧洲铁路等。其中,旅客运输正向高 速、便捷、舒适化方向发展,而货物
运输则向着重载、快捷、物流化方向 发展。铁路在经济社会发展中的重 要基础性作用也日益稳固。
③
始研究新干线路基以来,主要也是
3.路基
11
11.纵向排水设施
研究基床表层的设计施工问题。法
国在研究高速铁路路基中发现,轨
图 3 法国基床垫层及排水设施结构图
枕下道床加垫层的厚度对防止路基路基面保护层 防冻层基床 Nhomakorabea路堤
1∶20
SO PSS FSS
路堑
底碴层 路基层
基础
未扰动土层
病害的产生有重要作用。当总厚度 超过 60cm 时,线路良好,基床病害 的发生概率很小。为了解决高速铁 路路基病害,德国提出了在路基表 面设置保护层的措施。
钻孔桩最大深度 2 5 m,直径 90cm
持力层
地基处理方法: 钻孔桩施工
目前,许多国家新建高速铁路的基础 实际运行速度为 270~300km/h; 近 链。在动车组方面,日本采用独立式
设施设计速度定为 350km/h。
期设计速度为350km/h,实际运行速 动力分散型动车组,法国采用铰接
随着高速铁路在全世界的不断 度达 300km/h 左右。德国的高速铁 式动力集中动车组,德国兼有独立
根据1970 年5 月日本71法令, 列车在主要区间以 200km/h 以上 速度运行,可以被称为高速铁路。 根据 1985 年 5 月联合国欧经会的 标准,客运专线 300km/h,客货混 线 250km/h 可以被称高速铁路。 国际铁路联盟(UIC)给出的标准是 新线 250km/h 以上,既有线改造 200km/h 以上。目前,国际上公认 列车最高运行速度达到 200km/h 及 以上的铁路叫作高速铁路。 2.2 世界高速铁路的发展
新建客货混运型,最高运行速度 客货兼容,采用分时混合运行方式,
地基处理方法: 振捣碎石桩加固(15.160延长米)
250km/h,如德国、意大利等。第三, 昼间为高速列车运行时区,夜间为
新建客运专线型,最高运行速度达 货物列车运行时区,高速列车可以
300km/h 及以上,如日、法、德、西、 韩等。1988年,德国ICE1试验速度达 到 406.9km/h; 1989 年,法国 TGV 试
技术创新成为世界铁路复苏的 重要动力。自 20 世纪中后期,铁路 行业开始复苏。在世界范围内,以信 息技术和高速技术为龙头,带动了 铁路整体技术的迅猛发展,使铁路 这一传统产业面貌焕然一新,铁路 市场竞争能力大大提高。
2 世界高速铁路概况
2.1 高速铁路的出现 1964 年 10 月 1 日,世界第一条
9个国家和中国台湾,高速铁路建设 度的高速列车。法国高速铁路和既
呈现出一派蓬勃发展的态势。
有线相互衔接,运输指挥采用分级
高速铁路的类型有 3 种。第一, 调度方式,高速列车可以在既有线
既有线客货混运型,最高运行速度 上运行,不允许普通列车在高速铁
200km/h,如俄罗斯、英国等。第二, 路上运行。德国高速铁路与既有线
本刊特稿
FEATURES
国外高速铁路建设及发展趋势
王晓刚
1 世界铁路发展历程与趋势
世界铁路总里程呈不断减少趋 势,目前133个国家拥有铁路总里程 约 115 万 km。其中,电气化铁路约 27 万 km,平均电化率 24%。最大的 路网是美国铁路约有 23 万 km,其次 是俄罗斯铁路约为 8.6 万 km。