第一章-高速铁路概论
(2)路基防护和加固建筑物:它属于路基的附属建筑物,是为确保路集体的 稳固性而采用的必要的经济合理的附属工程措施。
路基防护设备用于防止或削弱风霜雨雪、气温变化及流水冲刷等各种自然因素对 路基体所造成的直接或间接的有害影响。常用的防护设备是坡面防护和冲刷防护。 路基加固设备是用于加固路集体或地基的工程设施。 (3)路基排水设备:它属于路基的附属建筑物,路基的排水设备分地面排水设 备。
一、 高速铁路轨道 (一)高速铁路对轨道的要求 1、稳定的轨道结构:高速铁路对轨道结构的设备和材质都有 比较大的加强,轨道各部件的静力强度已不是对轨道整体结构承载 能力起控制作用的因素。 2、平顺的运行表面:为保证列车高速运行的需要,要求轨道 必须提供平顺的运行表面。 3、良好的轨道弹性:高速铁路轨道结构能否具有良好的弹性 十分重要,轨道具有良好的弹性,不仅可以使轨道具有较强的抗振 动与抗冲击能力,而且有利于减少噪声干扰,因此,轨道结构具有 良好的弹性是各国高速铁路追求的目标。 4、可靠的轨道理选用。 区间正线的最大坡度应根据地形条件和动车组功率,经牵引计算 验算并经技术经济比选分析后确定。 竖向离心力和竖向离心加速度对列车运行的安全性和旅客舒适性 有影响,因而,竖曲线半径决定于列车运行的安全性和旅客乘坐的 安全性和旅客乘坐的舒适性要求。
台湾高速铁路上的700T电联车
三、高速铁路的概念 一条铁路是否能称为高速铁路,即高速铁路的定义,它有一个产生、 发展、形成的过程。 定义:列车在主要区间能以200KM/H以上速度运行的干线铁道称为高速 铁路。
1985年,联合国欧洲经济委员会将高速铁路的列车最高运行速度规定 为:客运专线300KM/H,客货混线250KM/H。
第二节 高速铁路的技术经济特征
铁路运输包括机车车辆、线路桥隧、通信信号、牵引供电、运输组织及安全保 障等系统。 一、高速铁路是当代高新技术的集成
高速铁路的诞生是继航天事业之后,世界上最庞大、最复杂的现代系统工程。 二、高速铁路的主要技术经济特点:
(一)速度快 (二)安全性好 (三)运能大 (四)能耗低 (五)污染轻 (六)占地少 (七)造价低 (八)舒适度高 (九)效益好
铁路线路是机车车辆和列车运行的基础。
铁路线路是由路基、桥隧建筑物和轨道组成的一个整体工程结构。
道床是轨道的重要组成部分,是轨道框架的基础。道床通常指的是铁路轨 枕下面,路基面上铺设的石碴(道碴)垫层。主要作用是支撑轨枕,把轨 枕上部的巨大压力均匀地传递给路基面,并固定轨枕的位置,阻止轨枕纵 向或横向移动,大大减少路基变形的同时还缓和了机车车辆轮对对钢轨的 冲击,便于排水。
第一章 高速铁路概论
第一节 高速铁路的产生及发展
一、高速铁路的产生
1825年,英国人修建了世界上第一条铁路。铁路运输的特点:运量大、 可靠性高、全天候。 提高列车速度是铁路赖以生存和适应社会经济发展的唯一出路。 1903年,德国 时速210KM/H 1955年,法国 时速331KM/H 1964年10月1日,世界上第一条高速铁路-日本东海道新干线 20世纪80年代,世界铁路进入“第二发展期”-高速铁路的大发展期
1、繁忙干线客货分线,建设大能力客运通道
2、中心城市间建设客运专线,实现旅客运输高速化;
3、繁忙单线客货分线,全面提升旅客运输质量; 三、我国高速铁路的布局原则 四、我国高速铁路的布局规划
改革开放后我国客货列车提速:
第一次:97年4月1日,京沪、京广、京哈三大干线,列车开行最
高时速达140公里。 第二次:98年10月1日,京广、京沪、京哈三大干线,区段最高时
3、高精度、小残变、少维修:严格控制轨道铺设精度是实现轨道初始高平顺 的保证。
4、宽大、独行的线路空间
5、高标准的环境保护
6、开通运营之日,列车即以设计速度运行 7、运营中,实行科学的轨道管及严密的防灾安全监控
(二)高速铁路对线路平面的要求 线路平面是由直线和曲线组成。曲线一般能较好的适应地形变 化,减少施工工作量。 轨道的高平顺性,要求其空间线路曲线尽可能平滑,即线路平 纵断面的变化尽可能平缓。 正线线路的平面圆曲线半径应因地制宜,合理选用。优先选用常 用曲线半径,慎用最小和最大曲线半径。必要时刻采用最大与最小 曲线半径间100m整倍数的曲线半径。 注解:因列车在高速通过弯道时由于离心力作用向弯道的外侧产生横向力,会
日本新干线上的300及700系高速列车
二、高速铁路的发展
高速铁路是现代世界铁路的一项重大技术成就,它集中反映了一个国 家铁路牵引动力、线路结构、车辆技术、制造工艺、列车运行控制、运输 组织和经营管理水平等方面的发展和进步,也集中体现了一个国家科技和 工业化发展的水平以及铁路运输组织管理的水平。 在亚洲,日本,高速铁路被誉为日本“经济起飞的脊梁”。 在亚洲,台湾,2003年,台北-高雄(345KM/H)。 在亚洲,韩国,2004年,汉城-釜山(300KM/H)。 在欧洲,高速铁路建设始于法国。
高速铁路要求严格控制路基工后沉降,不均匀沉降和路基的初始不平顺。
高速铁路的高速度、高舒适性、高安全性、高密度连续运营等特点对高速铁路桥 梁结构的刚度和整体性提出了严格的要求。
二、 高速铁路线路的平面及纵断面
(一)高速铁路线路的特征
1、高平顺性:是设计、建设高速铁路的控制性条件,也是高速铁路有别于中、 低速铁路的最主要特点之一。因此,必须从线形、路基、道床、钢轨、桥梁等各 方面采取保证措施,才能实现高平顺性要求。 2、高稳定性:稳定、沉降小且沉降均匀的平顺路基是高平顺性轨道的基础。 路基的稳定性主要靠控制路基工后沉降、不均匀沉降以及路基顶面的初始不平顺 来保证。
速达到140-160公里。
第三次:2000年10月21日,重点是陇海、兰新线、京九线和浙赣 线。
第四次:2001年10月21日,重点京广通道(南段)、京九通道、
武昌-成都、重庆通道、浙赣线、哈大线。 第五次:2004年4月18日,全国铁路实施第五次大面积提速,时速 160公里及以上提速线路达到7700多公里。 第六次:2007年4月18日,中国铁路第六次大面积提速在京哈、京 沪、京广、京九、陇海、浙赣、兰新、广深、胶济等干线展开。
对钢轨产生挤压,外翻。(参看:2008年胶济铁路列车相撞事故),为了保证列 车的行驶安全,在铁路的设计和建造时,国家《修规》对不同速度等级的铁路规 定了车辆可以安全通过的圆曲线的最小半径,就是线路的最小曲线半径。高速铁 路和平原地区干线铁路一般比较平直,用较大的曲线半径;山区铁路、工厂支线、 车辆段道岔的咽喉区、编组站、城市地铁等受地形的制约较大的地段,只能使用 较小的曲线半径,列车必须限速通过。
(二)高速铁路轨道结构 高速铁路轨道结构的主要类型有有砟轨道和无砟轨道。 有砟轨道具有弹性良好、价格低廉、更换与维修方便、吸噪特性 好等优点。 无砟轨道具有维修费用少、使用寿命长、线路状况良好、不易胀 轨跑到、高速行车时不会有石砟飞溅等优点。 无砟轨道由钢轨、道岔、扣件和轨下基础组成。
无砟轨道的优点和缺点: 优点:1、消除了由于散粒体道砟的破碎、粉化、道床的形变而导致轨道几何形 态恶化和日益增加的轨道维修工作量。 2、整体化轨下基础给轨道提供了更为强大的纵、横向阻力,提高了轨道的稳定 性。 3、在刚性整体混凝土底座上,安装橡胶垫板,橡胶靴套或现场浇注的CA砂浆 垫层等弹性元件提供的轨道弹性,比在土路基上的碎石道床提供的轨道弹性更 具均匀性。 缺点:1、散粒体碎石道床可通过起、拨、捣作业,方便地对轨道几何形态的变 化进行整治和修理。 2、无砟轨道为刚性基础,其轨道整体弹性差。 3、无砟轨道的基础一旦出现变形或破坏,其整治和修复相对困难。 4、无砟轨道的工程费用比有砟轨道高。 无砟轨道的类型: 1、板式无砟轨道:由钢轨、扣件,预制混凝土轨道板、乳化沥青水泥砂浆调整 层(简称CA砂浆调整层)、混凝土凸形挡台及混凝土底座等部分组成。 2、双块式无砟轨道:由钢轨、扣件、双块式轨枕、道床板、底座等部分组成。 3、长枕埋入式无砟轨道:由整体式混凝土枕和现场浇注的混凝土道床组成。他 包括钢轨、扣件、穿孔混凝土枕、混凝土道床和混凝土底座。
其他国家 日本:作为世界上最早开始发展高速铁路的国家,日本政 府在1970年发布第71号法令,为制定全国新干线铁路发展的法 律时,对高速铁路的定义是,凡一条铁路的主要区段,列车的 最高运行速度达到200公里/小时或以上者,可以称为高速铁路。 美国:美国联邦铁路管理局对“高速铁路”的官方定义为 最高营运速度高于145公里/小时(90 mph)的铁路。但从社会大 众的角度,“高速铁路”一词在美国通常会被用来指营运速度 高于160公里/小时的铁路服务,这是因为在当地除了阿西乐快 线(最高速度240公里/小时)以外并没有其他营运速度高于128 公里/小时(80mph)的铁路客运服务。 中国:中国铁道部对“高速铁路”的定义分为两部分:既 有线改造达到200公里/小时和新建时速达到200~250公里/小时 的线路,在这部分线路上运营的时速不超过250公里/小时的列 车称为“动车组”;以及新建的时速达到300~350公里/小时的 线路,这部分线路上运营的时速达到300公里/小时及以上的列 车称为“高速动车组”。
区间正线的最小竖曲线半径应根据所处区段设计最高速度按表2-3 选用,但最大竖曲线半径不得大于40000m。
四、高速铁路路基
(一)高速铁路路基的结构和特点
1、高速铁路路基的结构 路基是轨道的基础,也叫线路下部结构,承受轨道和机车车辆荷载,主要由 以下三部分组成。
(1)路基本体:在各种路基形式中,为了能按线路设计要求铺设轨道而构筑 的部分,称为路基本体。路基本体由路基顶面、路肩、基床、边坡、基底几部分 构成,路基本体是直接铺设轨道结构并承受列车荷载的部分,如路堤、路堑等。
第四节 高速铁路线路
一、概述 高速铁路线路是保证高速列车按规定的最高速度安全、平稳和 不间断运行的基础和前提。因此,高速铁路线路都应当具有一定的 坚固性和稳定性。 高速铁路要求轨道具有稳定性、可靠性、良好的弹性和便于维 修等特征,传统的砟轨道结构难以满足这些要求,因此,我国高速 铁路主要采用无砟轨道结构。 有砟轨道是指在路基上面使用石渣作为道床,石渣就是石头子, 其要求是构造均匀,坚硬,耐风化,冲击韧性好,富有弹性,有利 于排水等特点。无砟轨道是指在路基上面没有石子,而采用整体式 道床板,道床板是在后方工厂预制好的。一般是3米宽5米长。钢筋 混凝土结构。预制时会将钢轨的扣件预埋在其中。无砟轨道在中国 一般应用于客运专线。也就是高速铁路。特点是构造时速高,铺设 速度快。列车运行更平稳。但同时造价高 。