第2章 高速铁路线

5) 半波正弦型
平面：
x x y (1 cos ) 2 4 R 2 R l0
立面：
2
l 02
h0 x h (1 cos ) 2 l0
6) 一波正弦型
平面：
x 2 y x 3 sin x 2 6 Rl0 4 R l0 8 R
3
l0
l 02
立面：
h0 h0 2 h x sin x l0 2 l0
对于客运专线高速铁路，要考虑更高 的旅客舒适条件要求，建议：
一般条件
困难条件
未 0.015 g/s
未 0.025 g/s
l0 12 .4 10 vmax hq
• Vmax=350km/h。 • 初期，高中速混合运输，300 与 200km/h匹配；
• 远期，以高速车为主，最高350km/h，同时兼顾 跨线旅客列车（250km/h）和不同速度列车组合 运行。
• Rmin首先要满足Vmax的要求，其次还要满足 不同V匹配条件下的要求。
1.2 实设超高、欠超高、过超高的允许值
（1）实设超高允许值[h] • 普通线路： 单线125mm，双线150mm。 • 影响因素： （1）列车在曲线上停车时的安全稳定性
（2）旅客舒适度。
• 客运专线：170mm
①试验研究： h=200mm停车时，部 分旅客站立不稳、行 走困难、头晕等。 ②国外资料：日；德 和法均为180mm。
（2）欠超高允许值[hq]
1993，铁科院
（3）过超高允许值[hg]
普通线路:
[hg]=50mm
货物列车轴重大，对曲线内轨磨耗及线路的破 坏作用较大。
京沪高速： 同[hq]
①客运专线； ② 跨线客车的走行性能比货车好。 ③以高速为主，重点应保证高速车的舒适度
4）本线、跨线旅客列车共线运行时欠超高 和过超高之和的允许值[hq+hg]
l0 h0 / imax 0.5h0
式中，h0—实设超高(mm)；
l0—缓和曲线长度(m)； imax—最大超高顺坡率(2‰)
（2）按未被平衡的横向加速度时变率 (欠超高时变率)确定缓和曲线长度
未 max
[ 未 ]
g dhqx gv dhqx ( ) max ( ) max [ 未 ] s1 dt s1 dl
x3 y 6Rl0
4) 七次四项式型
平面：
l 02 x 4 x 5 x 6 x 7 y [35( ) 42( ) 28( ) 8( ) ] 84 R l0 l0 l0 l0
立面：
x 2 x 3 x 4 x 5 h h0 [5( ) 10( ) 10( ) 4( ) ] l0 l0 l0 l0
• 影响舒适度的因素:
平面：曲线半径，缓和曲 • 1)线路设计参数 线、夹直线、线间距等。 纵段面：坡度代数差、坡 主要体现在桥梁等结 减振、密闭性等 • 2)车辆性能 段的连接、竖曲线等。 构物与路堤、路堤与 路堑的协调，应避免 • 3)线路的整体刚度 频繁交替设置，减少 不同刚度的变化。不 同刚度之间应设置过 渡段，避免突变。
第二章
• 2-1 • 2-2 • 2-3
高速铁路线路
高速铁路选线的基本原则 高速铁路线路平面设计 高速铁路线路纵断面设计
2-1
高速铁路选线的基本原则
效益原则 兼容原则
速度原则 安全原则 舒适原则
•1
效益原则
• 企业财务效益:财务评价和偿还投资能力;
• 国民经济效益:促进、激发沿线社会经济的 进一步发展，减少依赖于能耗高和污染严重 的客运量.
dx
• 轮轨高速铁路的速度目标值最大以 300km/h较为经济合理； • 由于350km/h与300km/h基础设施标准 相同，工程造价相差小，故对长大高速铁 路地形适合地段基础设施按350km/h设 计是合适的； • 德国铁路(DB)根据分析结果认为280— 300km/h是最佳运营速度。)
京沪铁路:
1.3
最小曲线半径的确定
1）客专设计速度要求Rmin
Rmin
v 11.8 [h hq ]
2 max
式中， vmax—设计速度目标值，300，350km/h。
2）高低速列车共线运行条件下Rmin
Rmin
v v 11 .8 [ hq hg ]
2 G 2 D
式中， vG—高速列车速度值； vD —跨线旅客列车正常运行速度值；
2-2
高速铁路线路平面设计
1.最小曲线半径
线路设计的重要任务之一。
限制列车最高速度的主要因素；
对工程费和运营费都有很大影响； 与运输模式、速度目标值、旅客乘坐舒适
度和列车运行平稳有关。
影响因素：
• 高速列车设计最高速度vmax、
• 实设超高与欠超高之和的允许值[h+hq]；
• 高速列车最高运行速度vG﹑
x3 y 6Rl0
l1 ( x ) 2 ] h0 [1 cos l0 l1 h0 x h l0 l (l0 1 x) 2 h0 cos l0 l1
l1 l1 - x 2 2 l1 l1 x l0 2 2 l0 l1 l x l0 1 2 2
[hq+hg]= [hq]+ [hg]－△h
其中
△h=hjx-hjh=
v jx v jh
2
2 2
vG v K
2
([ hq ] [h g ])
△h 为线路开通后实设超高的调整值，与
本线与跨线旅客列车的对数、质量、速度有关， 一般取20~50mm，但无碴轨道不考虑。
欠超高和过超高之和的允许值[hq+hg]
• 2 兼容原则
线路走向 车站
：宜靠近既有线；
：与接轨客运站应尽量靠近； 困难情况下距离较远时应设联络线。
区间线路
：应尽量取直、短捷，可远离 既有线，也可靠近既有线。
•3
速度原则
主要考虑V平均/ Vmax的值
合理范围：
一般 地段> 0.9 困难地段宜>0.85 以避免标准的不合理和工程投资浪费。 因此， Vmax必须综合研究地形条件和工 程情况确定。
l f 8R
2
• 3. 曲线半径的选用
曲线半径系列
V设计 推荐R 最小R 350 8000~10000 7000（5500） 最大R
无 300
碴
5500~8000
4500（4000） 12000 3200（2800） （14000） 2000（1800） 7000 有碴轨道 110 100 一般 140 120 困难 200 150
（5）单一高速列车运行时实设超高与欠 超高之和的允许值[h+hq] [h+ hq]= [h]+[hq]-△h
• 其理由同[hq+hg]的分析。 良好 一般 困难
无碴轨道
有碴轨道
220
200
240
220
270
240
国外取值见下页
• 普通线路：
一般 75mm，困难90mm； V>120km/h线路个别 特殊情况不大于110mm.
• 影响因素：乘客舒适度；线路养护维修。 • 高速：
舒适度良好： 40mm
较好：60mm
一般： 70 mm 较差： 100 mm
30mm，良好； 55mm，较好； 80mm，略有不适； 108mm，不舒适。
2800-5000 9000~11000
有 350 碴 300
6000~9000
5000（4500）
• 选用原则
• 优先选用推荐半径，慎用最小和最大半径。 • 因地制宜、由大到小、合理选用。
• 必要时可采用以上数列间100m整倍数的曲线 半径。 • 正线不应设计复曲线，区间正线宜按线间距 不变的并行双线设计，两线设计为同心圆。
—允许的未被平衡横向加速度时变率(m/s3) g—重力加速度(9.81m/s2)； v—设计最高速度(m/s)； s1 —一轮对两轮接触点间距(m)。
• 对于直线型超高顺坡的三次抛物线及其改善 型缓和曲线，
(
dhqx dl
) max
hq l0
gvmax hq gv hq l0 s1 [ 未 ] 3.6s1[ 未 ]
• 2. 最大曲线半径
• 一般不宜大于12000m，个别不大于14000m 。 • 依据：线路的铺设、养护、维修精度(1mm )。 • 曲线的线形平顺主要是依据基桩控制曲线的正矢 值来保持。正矢值
l f 8R
• 当R=12000, l=10m时, f≈1mm。
2
f l/2 l/2
l2 f 8R
国外高速客运铁路上[h+hq]的取值情况：
• 日本
东海道新干线一般条件下为210 mm，个别条件 下为240mm； 山阳及其后的新干线一般为180mm，个别为 210mm。
• 法国
TGV-SE线一般为215mm，个别为269mm； TGV-A线一般为177mm，个别为266mm； TGV-N线为214mm。
• 我国高速铁路采用三次抛物线形； • 当曲线半径采用困难条件标准或缓和曲 线不能保证足够长度时，可采用三次抛 物线改善型缓和曲线。
4.4 最小长度
• 影响缓和曲线最小长度的因素： ①车辆脱轨； ②未被平衡的横向离心加速度时变率 (欠过超高时变率)； ③车体倾斜角速度(超高时变率)。
（1）按车辆脱轨条件确定缓和曲线长度
3) 三次抛物线圆改善型 平面： 立面：
l ( x 1 )2 2 h0 2l0l1 h0 x h l0 l (l0 1 x) 2 2 ] h0 [1 2l0l1 l1 l1 - x 2 2 l1 l1 x l0 2 2 l1 l1 l0 - x l0 2 2