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。