第2章高速铁路基础设施线路分析
第2章-高速铁路线路设施(平纵断面)
高 铁 设 备
§2.2 高速铁路线路的平面和纵断面
一、高速铁路线路平面的主要技术参数及要求 4、最大曲线半径
最大曲线半径标准关系到线路的铺设、养护、维修能否达到要 求的精度。当曲线半径大到一定程度后，正矢值将很小，测设和 检测精度均难于保证极小的正矢值的准确性，可能反而成为轨道 不平顺的因素。因此，对圆曲线的最大半径加以限制：
F 0
直线
F m
v2
v2 F m R
缓和曲线
圆曲线
ρ=∞
ρ=R
为了使列车安全、平顺地由直线运行到圆曲线 (或由圆曲线运行到直线） 而在直线与圆曲线之间设置一个曲率半径逐渐变化的曲线称为缓和曲线。
高 铁 设 备
§2.2 高速铁路线路的平面和纵断面
一、高速铁路线路平面的主要技术参数及要求 5、缓和曲线线型和长度
高 铁 设 备
§2.2 高速铁路线路的平面和纵断面
一、高速铁路线路平面的主要技术参数及要求
v v平 h h 11.8 R 一条铁路的实设 h 既定，当 v v平 时存在未被平衡的 离心加速度，即外轨超高度不足(欠超高hq)；当 v v平 时， 又会产生多余的向心加速度，外轨超高度过大(过超高hg)。
2 v平 理论超高度： h 11.8 R
式中 : h——超高，mm, v平 ——过曲线各列车的平均速度，km/h, R——曲线半径，m。
最大超高允许值[h]主要取决于列车在曲线上停车时的安全、 稳定和旅客乘坐舒适度要求。（我国新建客专最大超高采用170mm）
确定设计速度及运行速度 确定实设超高 （影响舒适度的参数） 与欠(过)超高
G v2 cos G sin g R v2 tan gR
高速铁路线路优化设计分析
高速铁路线路优化设计分析高速铁路是一种运输速度很快的交通工具，对于现代化城市和交通体系的发展起到了极其重要的作用。
而优化设计正是让高速铁路线路更加高效、稳定、安全，将运输的时间和成本降到最低的关键。
一、高速铁路线路设计的目标及要求1、速度要求：高速铁路的运行速度越快，能够运输的人员和物资就越多，路线设计必须符合运营方案，使各个车站间在最短时间内达到最大运输量，从而降低运输成本。
2、安全性要求：高速铁路行车速度快，而行车安全性是至关重要的。
路线设计需要考虑风险，避免对人员和物资造成危险。
3、建设和运营成本要求：高速铁路线路建设和运营的成本颇高，路线设计需要高效利用资源，减少成本开支，提高效益。
二、高速铁路线路优化设计的方法1、设计起点和终点，确定适当的间隔距离：高速铁路的间隔距离需根据实际状况确定，既要考虑到经济效益，也要考虑到安全性。
2、设计坡度和曲线半径：高速铁路线路的坡度和曲线半径与列车的运行速度、运行时间、乘坐舒适度有直接关系。
坡度要求较小，曲线半径要求较大，以保证高速铁路列车的顺畅运行。
3、选择合适的货运车和乘客车：高速铁路适用于不同类型的列车，需要根据运输需求选择合适的车型。
考虑到不同的客源需求，车站也应当提供不同类型的服务设施。
4、建设高质量的支撑设施：高速铁路需要建设高质量的支撑设施，以保障行车安全，增加列车运行的稳定性。
建设高质量的设施是保障高速铁路运营成功的必要条件。
5、注重环保和人性化：高速铁路线路建设应注重环保和人性化，采取尽可能少的水资源，减少建设噪音，设计合理的车站布局和站内景观。
三、高速铁路线路优化设计的实践案例1、中国7条高速铁路线路：中国的高速铁路建设得到了国家的大力支持，发展势头非常迅猛。
中国的7条高速铁路线路，全长超过4,000公里，是全世界最长的高速铁路网。
2、德国汉堡至柏林铁路线：由于德国人口密度大，交通拥堵严重，德国在2005年开始规划建设高速铁路。
德国的汉堡至柏林铁路线，全长360公里，是全球第一条支持超过300公里/时列车速度的高速铁路线路。
交通运输概论 第二章01 铁路线路基本构成、铁路线路主要技术标准 图文
路基
隧道
桥梁
轨道
2.1.2 铁路等级
划分等级的意义
国家对铁路不同要求，有区别规划不同铁路能力，经济合理的制定技 术标准，达到资金合理利用。
铁路等级划分
客运专线 铁路
高速铁路 城际铁路
客、Ⅳ级铁路
客货共线铁路：铁路网中客货列车共线运行、旅客列车设
计行车速度等于或小于160km/h、货物列车设计行车速度等 于或小于120km/h的标准轨距铁路。
等级 Ⅰ级铁路
Ⅱ级铁路
Ⅲ级铁路 Ⅳ级铁路
铁路在路网中的意义 在路网中起骨干作用的铁路 在路网中起骨干作用的铁路 在路网中起联络、辅助的铁路 为某一区域服务，具有地区运输性质的铁路 为某一地区或企业服务的铁路
近期年客货运量 ≥20Mt <20Mt ≥10Mt <10Mt <5Mt
货运量：一年单方向需要运输的货物吨数 客运量：一年单方向需要运输旅客人数
第二章交通运输基础设施工程1铁路线路基本构成铁路主要技术标准目录2铁路线路平纵断面contents3铁路线桥隧建筑物4铁路轨道5限界6铁路车站7城市轨道交通结构工程8其他交通运输概述21铁路线路基本构成和主要技术标准211铁路线路基本构成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
第二章 交通运输基础设施工程
目录
CONTENTS
1 铁路线路基本构成、铁路主要技术标准 2 铁路线路平纵断面 3 铁路线桥隧建筑物 4 铁路轨道 5 限界 6 铁路车站 7 城市轨道交通结构工程 8 其他交通运输概述
2.1铁路线路基本构成和主要技术标准
2.1.1 铁路线路基本构成 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。
重载铁路
高速铁路基础设施
高速铁路技术是当今世界铁路的一项重大技术成果，它集中反映了一个国家铁路铁路牵引动力、线路结构、高速运行控制、高速运输组织和经营管理等方面的技术进步，也体现了一个国家的科技和工业的水平。
高速铁路在经济发达、人口密集地区的经济效益和社会效益尤为突出。
高速铁路线路应能保证列车按规定的最高速度，安全、平稳和不间断地运行。
因此，铁路线路，无论就其整体来说，或者就其各个组成部分来说，都应当具有一定的坚固性与稳定性。
一、线形高速列车首先要满足安全与舒适的要求。
影响列车安全和舒适的因素有很多，虽然机车车辆性能及运营方式起着很大作用，但高速铁路的线路参数也是重要的影响因素，在设计高速铁路时必须予以重视。
（一）线路平面1. 平面曲线半径正线的线路平面曲线半径应因地制宜，合理选用。
与设计速度匹配的平面曲线半径，如表1.1所示。
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，并宜设计为同心圆。
表1.1平面曲线半径表（m）注：个别最小半径值需进行技术经济比选，报部批准后方可采用。
2. 线间距线间距设计应符合下列规定：1）区间及站内正线线间距不应小于表1.2的标准，曲线地段可不加宽。
表1.2正线线间距2）正线与联络线、动车组走行线并行地段的线间距，应根据相邻一侧线路的行车速度及其技术要求和相邻线的路基高程关系，考虑站后设备、路基排水设备、声屏障、桥涵等建筑物以及保障技术作业人员安全的作业通道等有关技术条件综合研究确定，最小不应小于5.0m。
3）正线与既有铁路或客货共线铁路并行地段线间距不应小于5.3m。
当两线不等高或线间设置其它设备时，最小线间距应根据相关技术要求计算确定。
4）隧道双洞地段两线间距应根据地质条件、隧道结构及防灾与救援要求，综合分析研究确定。
3. 缓和曲线直线与圆曲线间应采用缓和曲线连接。
缓和曲线采用三次抛物线线形。
缓和曲线长度应根据设计速度、曲线半径和地形条件按表1.3合理选用，应选用（1）栏值，困难条件下可选用（2）栏或（3）栏值。
高速铁路线路设施平纵断面
列车风的存在，要求宽大的行车空间 动能和惯性力的大幅增加，线路采用全封闭形式
高标准的环境保护
高铁设备
（1）高速铁路文化
（2）防止噪声污染
严格的轨道状态检测和严密的防灾安全监控 （1）及时校正位移、变形 （2）实时监测灾害信息
开通运营之日列车即可以设计速度运行
§2.2 高速铁路线路的平面和纵断面 高 铁 设 备2.2.2线路平面
4、最大曲线半径
最大曲线半径标准关系到线路的铺设、养护、维修能否达到要 求的精度。当曲线半径大到一定程度后，正矢值将很小，测设和 检测精度均难于保证极小的正矢值的准确性，可能反而成为轨道 不平顺的因素。因此，对圆曲线的最大半径加以限制：
设计行车速度 （ km/h ） 有砟轨道
无砟轨道 最大半径
350/250
§2.2 高速铁路线路的平面和纵断面
高铁设备
一、高速铁路线路平面的主要技术参数及要求
5、缓和曲线线型和长度
缓和曲线长度由车辆脱轨加速度、未被平衡横向离心加
速度时变率和车体倾斜角速度确定，主要是由超高时变率 和欠超高时变率两项因素确定缓和曲线的长度：
• 要求高速线路具有高平顺性、 高稳定性、高可靠性及一定的 耐久性。
高铁设备
§2.1 概述
• 高速铁路的平纵断面设计的标准 要以提高线路的平顺性为主。
• 高技术要求、高标准地建设高速 铁路路基、桥梁、隧道、轨道结 构等重要基础设施设备。
高铁设备
§2.1 概述
（1）广义的线路概念
指除供电、接触网、通信信号以外的所有基础设施。 包括：平纵断面、路基、轨道、桥隧以及建筑材料
离心加速度，即外轨超高度不足(欠超高hq)；当v v平 时， 又会产生多余的向心加速度，外轨超高度过大(过超高hg)。
高速铁路概论-第二讲-高铁基础设施及车站
1）实设超高允许值[h]
实设超高允许值[h]主要取决于：列车在曲线 上车时的安全、稳定和旅客乘坐舒适度要求。
根据铁道科学研究院和国外高速铁路的研究资 料，京沪高速铁路最大实设超高定位：180mm
19
第一章 高速铁路基础设施 1.1.2 高速铁路线路平面设计
2）欠超高允许值[hq] 高速铁路欠超高的允许值[hq]主要取决于：
其中，主要受列车交会运行时气动作用力控
制。
34
第一章 高速铁路基础设施 1.1.3 高速铁路线路纵断面设计
• 纵断面设计的主要因素： • （1）最大坡度 • （2）坡段长度 • （3）竖曲线与缓和曲线、圆曲线和道岔重
叠设置问题
35
第一章 高速铁路基础设施
1.1.3 高速铁路线路纵断面设计
（1）最大坡度
25
第一章 高速铁路基础设施 1.1.2 高速铁路线路平面设计
（3）缓和曲线 为使列车安全、平稳、舒适地由直线过渡到圆
曲线或由圆曲线过渡到直线，在直线与圆曲线间必 须设置一定长度的缓和曲线。缓和曲线是在直线与 圆曲线的一段变曲率、变超高线段。
对于高速铁路的缓和曲线研究的重点是缓和曲 线线型和缓和曲线的长度。
在一定自然条件下，线路的最大坡度与设计 线的输送能力、前因质量、工程数量和运营质量 有着密切的关系，有时甚至影响线路走向。
最大坡度主要取决于机车的牵引功率、牵引特 性和制动特性。
客货共线的铁路，线路最大坡度是由货物列 车行要求所决定。
高速列车采用大功率、轻型动车组，牵引和
制动性能优良，能适应大坡度运行。
京沪高速铁路设计速度350km/h，初期运营速度
300km/h,跨线旅客列车运营速度200km/h及以上。
高速铁路基础设施
高速铁路技术是当今世界铁路的一项重大技术成果，它集中反映了一个国家铁路铁路牵引动力、线路结构、高速运行控制、高速运输组织和经营管理等方面的技术进步，也体现了一个国家的科技和工业的水平。
高速铁路在经济发达、人口密集地区的经济效益和社会效益尤为突出。
高速铁路线路应能保证列车按规定的最高速度，安全、平稳和不间断地运行。
因此，铁路线路，无论就其整体来说，或者就其各个组成部分来说，都应当具有一定的坚固性与稳定性。
一、线形高速列车首先要满足安全与舒适的要求。
影响列车安全和舒适的因素有很多，虽然机车车辆性能及运营方式起着很大作用，但高速铁路的线路参数也是重要的影响因素，在设计高速铁路时必须予以重视。
（一）线路平面1. 平面曲线半径正线的线路平面曲线半径应因地制宜，合理选用。
与设计速度匹配的平面曲线半径，如表1.1所示。
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，并宜设计为同心圆。
表1.1平面曲线半径表（m）注：个别最小半径值需进行技术经济比选，报部批准后方可采用。
2. 线间距线间距设计应符合下列规定：1）区间及站内正线线间距不应小于表1.2的标准，曲线地段可不加宽。
表1.2正线线间距2）正线与联络线、动车组走行线并行地段的线间距，应根据相邻一侧线路的行车速度及其技术要求和相邻线的路基高程关系，考虑站后设备、路基排水设备、声屏障、桥涵等建筑物以及保障技术作业人员安全的作业通道等有关技术条件综合研究确定，最小不应小于5.0m。
3）正线与既有铁路或客货共线铁路并行地段线间距不应小于5.3m。
当两线不等高或线间设置其它设备时，最小线间距应根据相关技术要求计算确定。
4）隧道双洞地段两线间距应根据地质条件、隧道结构及防灾与救援要求，综合分析研究确定。
3. 缓和曲线直线与圆曲线间应采用缓和曲线连接。
缓和曲线采用三次抛物线线形。
缓和曲线长度应根据设计速度、曲线半径和地形条件按表1.3合理选用，应选用（1）栏值，困难条件下可选用（2）栏或（3）栏值。
高速铁路基础设施
高速铁路技术是当今世界铁路的一项重大技术成果，它集中反映了一个国家铁路铁路牵引动力、线路结构、高速运行控制、高速运输组织和经营管理等方面的技术进步，也体现了一个国家的科技和工业的水平。
高速铁路在经济发达、人口密集地区的经济效益和社会效益尤为突出。
高速铁路线路应能保证列车按规定的最高速度，安全、平稳和不间断地运行。
因此，铁路线路，无论就其整体来说，或者就其各个组成部分来说，都应当具有一定的坚固性与稳定性。
一、线形高速列车首先要满足安全与舒适的要求。
影响列车安全和舒适的因素有很多，虽然机车车辆性能及运营方式起着很大作用，但高速铁路的线路参数也是重要的影响因素，在设计高速铁路时必须予以重视。
（一）线路平面1. 平面曲线半径正线的线路平面曲线半径应因地制宜，合理选用。
与设计速度匹配的平面曲线半径，如表1.1所示。
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，并宜设计为同心圆。
表1.1平面曲线半径表（m）注：个别最小半径值需进行技术经济比选，报部批准后方可采用2. 线间距线间距设计应符合下列规定：1）区间及站内正线线间距不应小于表 1.2的标准，曲线地段可不加宽表1.2正线线间距2）正线与联络线、动车组走行线并行地段的线间距，应根据相邻一侧线路的行车速度及其技术要求和相邻线的路基高程关系，考虑站后设备、路基排水设备、声屏障、桥涵等建筑物以及保障技术作业人员安全的作业通道等有关技术条件综合研究确定，最小不应小于5.0m。
3）正线与既有铁路或客货共线铁路并行地段线间距不应小于 5.3m。
当两线不等高或线间设置其它设备时，最小线间距应根据相关技术要求计算确定。
4）隧道双洞地段两线间距应根据地质条件、隧道结构及防灾与救援要求，综合分析研究确定。
3. 缓和曲线直线与圆曲线间应采用缓和曲线连接。
缓和曲线采用三次抛物线线形。
缓和曲线长度应根据设计速度、曲线半径和地形条件按表1.3合理选用，应选用（1）栏值，困难条件下可选用（2）栏或（3）栏值。
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如何表示这条线路？
何谓线路中心线？
用它的中心线来表示线路在空间的位置。
§2.2 高速铁路线路的平面和纵断面
线路中心线是指距外轨半个轨距的铅垂线AB与两路肩边 缘水平连线CD交点O的纵向连线。如下图所示：
第2章高速铁路基础设施线路分析
L
A
L/2
C
D
O
B
§2.2 高速铁路线路的平面和纵断面
线路中心线在水平面上的投影，叫做铁路线路的平面(俯 视)，表明线路的直、曲变化状态；
线路平面由直线和曲线组成。
第2章高速铁路基础设施线路分析
曲线地段的特点？？？
*外轨超高？
*轨距加宽
F m v2 R
F F cos G sin
为了平衡离心力，使内
外两股钢轨受力均匀，垂
G
直磨耗均等，旅客不因离
心加速度而感到不适，将
外轨抬高一定程度。
§2.2 高速铁路线路的平面和纵断面
一、高速铁路线路平面的主要技术参数及要求
§2.2 高速铁路线路的平面和纵断面
一、高速铁路线路平面的主要技术参数及要求
2、欠(过)超高
h
11.8
2 第2章高速铁路基础设施线路分析
v平 v h 平
R
一条铁路的 h 既定，当 v v平 时存在未被平衡的离心加
速度，即外轨超高度不足(欠超高 )h；q 当 v v时平 ，又会 产生多余的向心加速度，外轨超高度过大(过超高 )h 。g
2、欠(过)超高
h
11.8
2 第2章高速铁路基础设施线路分析
v平 v h 平
R
一条铁路的 h 既定，当 v v平 时存在未被平衡的离心加
速度，即外轨超高度不足(欠超高 )h；q 当 v v时平 ，又会 产生多余的向心加速度，外轨超高度过大(过超高 )h 。g
对跨线旅客列车的过超高允许值[hg]，目前国内没有试验 资料，只能采用类比方法确定。
速度，即外轨超高度不足(欠超高 )h；q 当 v v时平 ，又会 产生多余的向心加速度，外轨超高度过大(过超高 )h 。g
欠超高产生离心加速度从而影响旅客舒适度； 欠超高、过超高都会使钢轨承受走行列车的偏压，使 内外轨因过大偏载而引起严重的不均等磨耗。
限制欠超高、过超高以保证高速铁路线路所要求的 高平顺性和高舒适度。
线路中心线展直后在铅垂面上的投影，叫铁路线路的纵断 面（侧视），表明第线2章路高速的铁路坡基础度设施变线路化分析。
线路平面
线路纵断面
线路平面标准包括最小曲线半径、缓和曲线、超高、欠超高、 过超高等；线路纵断面标准包括坡度值和竖曲线等。
§2.2 高速铁路线路的平面和纵断面
一、高速铁路线路平面的主要技术参数及要求
R — — 曲 线 半 径 ， m 。
最大超高允许值[h]主要取决于列车在曲线上停车时的安 全、稳定和旅客乘坐舒适度要求。
§2.2 高速铁路线路的平面和纵断面
一、高速铁路线路平面的主要技术参数及要求
2、欠(过)超高
h
11.8
2 第2章高速铁路基础设施线路分析
v平 v h 平
R
一条铁路的 Байду номын сангаас 既定，当 v v平 时存在未被平衡的离心加
铁路运输设备Ⅱ（高速）
第2第章1 高速铁路基础设施
2.5
2.4
2.3
2.1 概 述
断 面
2.2 路高 平速 面铁 与路 纵线
结 构
高 速 铁 路 轨 道
高 速 铁 路 路 基
高 速 铁 路 桥 隧
§2.1 概述
高速铁路与普速铁路相比有很大的不同， 其线路特征概括为高速度、高舒适性、高
第2章高速铁路基础设施线路分析
确定实设超高与（影响舒适度的参数） 欠(过)超高
理论超高度： h
11.8
v
2 平
R
§2.2 高速铁路线路的平面和纵断面
Fcos Gsin
v2 G v2 Fm
R gR
Gv2 cos Gsin
gR
ta
n
第2章v 2 高速铁路基础设施线路分析
gR
在 5 时 ， sintan
tan sin h v 2 h S 1v 2
S1 gR
gR
S 1 取 1 5 0 0 m m ,v 由 k m /h m /s ,则
h 11.8 v 2 R
式中:h——超高，mm,
v——平均行驶速度，km/h,
R——曲线半径，m。
F F cos G sin
G
外轨超高
§2.2 高速铁路线路的平面和纵断面
一、高速铁路线路平面的主要技术参数及要求
安全性、节能环保和高密度。
• 要求线路具有高平顺性、高稳定性、高可 靠性及一定的耐久性。
• 高速铁路的平纵断面设计的标准要以提高线 路的平顺性为主。
• 高技术要求、高标准地建设高速铁路路基、 桥梁、隧道、轨道结构等重要基础设施设备。
§2.2 高速铁路线路的平面和纵断面
第2章高速铁路基础设施线路分析
考虑到客运专线铁路的本线与跨线旅客列车共线运营模式
是以高速为主，重点应保证高速列车的旅客乘坐舒适度，因
此取过超高允许值与欠超高允许值一致。
§2.2 高速铁路线路的平面和纵断面
一、高速铁路线路平面的主要技术参数及要求
2、欠(过)超高 第2章高速铁路基础设施线路分析
一条铁路的 h 既定，当 v v平 时存在未被平衡的离心加 速度，即外轨超高度不足(欠超高 )h；q 当 v v时平 ，又会 产生多余的向心加速度，外轨超高度过大(过超高 )h 。g
1、最大超高 第2章高速铁路基础设施线路分析 确定设计速度及运行速度
确定实设超高与（影响舒适度的参数） 欠(过)超高
理论超高度：h
11.8
v
2 平
R
式 中 :h — — 超 高 ， m m （ 我 国 最 大 设 计 超 高 允 许 值 采 用 1 7 5m m ） ,
v平 — — 过 曲 线 各 列 车 的 平 均 速 度 ， k m /h ,
1993年在中国铁道科学院环形铁道进行的广深准高速客车运行
中，专家对舒适度和欠超高关系的评价意见，以及京津城际铁路测
试结果等，欠超高取值如下：
舒适度良好：[hq]=40mm； 舒适度一般：[hq]=80mm； 舒适度较差：[hq]=110mm。
§2.2 高速铁路线路的平面和纵断面
一、高速铁路线路平面的主要技术参数及要求
线路平面由直线和曲线组成。
第2章高速铁路基础设施线路分析
曲线地段的特点？？？
？ *外轨超高 为防止轮对被轨道楔住或挤翻钢轨，对于小
？ *轨距加宽
半径曲线的轨距要适当加宽，以使机车车辆 能顺利通过曲线，减少轮轨间的磨耗。
§2.2 高速铁路线路的平面和纵断面
一、高速铁路线路平面的主要技术参数及要求
1、最大超高 第2章高速铁路基础设施线路分析 确定设计速度及运行速度