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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
高速铁路线路设施(平纵断面)课件
纵断面设计应遵循线路坡度平缓、坡长适中、排水通畅的原则，同时考虑地质、 气候等自然条件的影响。
曲线与直线的组合设计
组合方式
曲线与直线的组合设计应考虑行车速度、曲线半径和超高设 置等因素，采用合理的曲线半径和缓和曲线长度，以保持行 车的平稳性和安全性。
设计原则
曲线与直线的组合设计应遵循行车速度与曲线半径匹配、超 高顺适、排水通畅的原则，同时考虑地质、气候等自然条件 的影响。
特点
高速铁路具有高速度、高安全、高舒 适性、大载客量、低能耗和环保等特 点，是现代交通运输的重要发展方向 。
高速铁路线路设施的重要性
保障列车安全运行
提升乘客出行体验
高速铁路线路设施是列车安全运行的 基础，其质量和状态直接关系到列车 的安全和乘客的生命财产安全。
优质的线路设施可以提供更加稳定、 舒适、快速的列车服务，提升乘客的 出行体验。
检修制度
制定完善的检修制度，对设施进行定期检修 和更换，及时发现和解决潜在问题。
05
平纵断面设计与优化
平纵断面设计原则与标准
安全性原则
确保线路在各种工况下的安全 稳定，防止因设计缺陷导致的
事故。
经济性原则
在满足安全性和功能性的前提 下，尽量降低工程投资和运营 成本。
环保性原则
线路设计应尽量减少对环境的 破坏和污染，合理利用土地资 源。
隧道类型与选型
总结词
隧道是高速铁路线路的重要组成部分，其类型与选型需考虑地质条件、线路走向和施工难度等因素。
详细描述
山岭隧道需采用加强支护和防水排水措施，以确保结构安全和运营顺畅；城市隧道需特别注意环境保 护和交通疏导，以确保城市正常运转。
04
线路设施施工与维护
线路平面和纵断面
第一章 线路平面和纵断面运行列车和机车车辆的线路称为铁路线路，简称线路。
线路是机车车辆和列车运行的基础，它是由路基、桥隧建筑物、轨道组成的一个整体的工程结构。
为使列车按规定的最高速度安全、平稳和不间断地运行，铁路线路必须经常保持完好状态。
铁路线路的平面与纵断面不但确定了其在空间的位置，同时也为路基、桥涵、隧道及站场等其他设备的设置提供依据，对铁路通过能力及输送能力都有直接影响。
从运营的观点来看，最理想的线路是既平又直，但是天然地面情况复杂多变，有山、水、沙漠、森林、矿区、城镇等障碍物和建筑物，如果把铁路修得过于平直，就会造成工程数量和工程费用的增加，并且将会延长工期。
所以，铁路线路平面与纵断面必须按线路等级和《铁路线路设计规范》规定的技术标准，结合具体情况设置。
第一节 线路平面铁路线路在空间的位置用它的中心线表示。
线路中心线在水平面上的投影，叫做铁路线路的平面。
线路平面能够表明线路的直、曲变化状态。
在线路平面设计时，为缩短线路长度和改善运营条件，应尽可能设计较长的直线段，但当线路遇到地形、地物等障碍时，为减少工程造价和运营支出，还应适当设置曲线。
为使列车由曲线到直线或由直线到曲线运行平稳，还应设置缓和曲线。
所以线路平面由直线、圆曲线以及连接直线与圆曲线的缓和曲线组成。
一、圆曲线铁道线路在转向处所设的曲线为圆曲线，如图1-1所示，其基本要素有：曲线半径R ，曲线转角α，曲线长度L ，切线长度T 。
在线路设计时，一般是先设计出α和R ，再按下式算出T 及L ：tan2T R α=⨯ （m ） （1-1）π180L R α=⋅⋅（m ） （1-2）图1-1 圆曲线要素图曲线转角 的大小由线路走向、绕过障碍物的需要等确定。
圆曲线半径的大小，反映了曲线弯曲度的大小。
圆曲线半径愈小，弯曲度愈大，行车速度愈低，工程费用愈低。
反之，圆曲线半径愈大，弯曲度愈小，行车速度愈高，工程费用愈高。
因此，正确地选用曲线半径就显得十分重要。
高速铁路基础设施
高速铁路技术就是当今世界铁路得一项重大技术成果，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、高速运输组织与经营管理等方面得技术进步，也体现了一个国家得科技与工业得水平。
高速铁路在经济发达、人口密集地区得经济效益与社会效益尤为突出。
高速铁路线路应能保证列车按规定得最高速度，安全、平稳与不间断地运行。
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，都应当具有一定得坚固性与稳定性。
一、线形高速列车有先要满足安全与纾适得要求。
影响列车安全与纾适得因素有很多, 虽然机车车辆性能及运营方式超着很大作用，但高速铁路得线路参数也就是重要得影响因素，在设计高速铁路时必须予以重视。
（一）线路平面平面曲线半径正线得线路平面曲线半径应因地制宜，合理选用。
与设计速度匹配得平面曲线半径，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得并行取线设计，并宜设计为同心圆。
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得标准，曲线地段可不加宽。
速度及其技术要求与相邻线得路基高程关系，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得作业通道等有关技术条件综合研究确定，最小不应小于5. Omo3)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)隧道双洞地段两线问距应根据地质条件.隧道结构及防灾与救援要求，综合分析研究确定。
3、缓与曲线直线与圆曲线间应釆用缓与曲线连接。
缓与曲线釆用三次抛物线线形。
纟爰与曲线长度应根据设计速度、曲线半径与地形条件按表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。
表1、3缓与曲线长度(m)度一般条件值。
2、、*号标志，表示为曲线设计超高175mm时得取值。
4、夹直线、圆曲线或缓与曲线与道岔间得直线段最小长度相邻两曲线间得矣直线与两缓与曲线间得圆曲线最小长度应根携下列公式计算确定，并不得小于表1、4得规定。
铁路选线线路平面和纵断面设计PPT课件
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成昆线双福峨边 间不同限坡方案
• 对运营的影响
• Ix越大则Gx越小，运营支出增加，行车 设备投资增加；
• 困难地区， ix自然纵坡相适应，从而缩 短线路长度，节省工程投资，并减少运 营投入。
• 一般来说，限制坡度大，对工程有利， 对运营不利。
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2、影响限制坡度选择因素 • 铁路等级
四、缓和曲线
1、设置缓和曲线的作用 • 连接直线和半径为R的曲线；曲率由直线上的0渐变为1/R； • 在缓和曲线范围内，外轨超高由直线上的0值逐渐增加到圆曲线的超高度； • 当缓和曲线与半径小于350m的圆曲线相连接时，在整个缓和曲线范围内，轨距加
宽值由零逐渐增加到圆曲线的加宽值。
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l02
h ·Vmax 3.6 f
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• 欠超高时变率不致影响旅客舒适 旅客列车以最高速度通过缓和曲线时，欠超高时变率不应大于保证旅客舒适
的容许值b（mm/s），即
hq
hq
hq ·Vmax b
t l03 /(Vmax / 3.6) 3.6l03
l 03
hq ·Vmax 3.6 b
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加力坡度的起讫站，宜有一个为区段站或其他有机务设备的车站，困难时也应尽量 与这类车站接近，以利用其机务设备。
与起讫站邻接的加力牵引区间的往返行车时分，要相应减少，以免限制通过能力。 加力牵引是采用重联牵引或补机推送，与牵引质量及车钩强度有关。
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加力坡度最大值
力争节约资金 综合考虑工程和运营的影响，力争达到达到最佳投 资效益。
合理布置建筑物 既要满足各类建筑物的技术要求，还要保证它们协 调配合、总体布置合理
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)。
高铁平面和纵断面
接触网承力索的作用是通过吊弦将接触 线悬挂起来。承力索还可承载一定电流来 减小牵引网阻抗，降低电压损耗和能耗。
承力索根据材质可分为铜承力索、钢承 力索、铝包钢承力索。
钢承力索需采取防腐措施。
吊弦
在链形悬挂中，接触线通过吊弦悬挂在承力索上。按其使 用位置是在跨距中、软横跨上或隧道内有不同的吊弦类型， 吊弦是链形悬挂中的重要组成部件之一。固定作用
高铁平面和纵断面
1.什么是中国高铁？
铁路2014年底发布、2015年2月1日起实施的《 高速铁路设计规范2014》是中国正式发布的首部 高铁规范：新建设计开行250公里/小时及以上动 车组列车，初期运营速度不小于200公里/小时的 客运专线铁路
2、有砟轨道和无砟轨道
（1）有砟轨道：有 砟轨道，路轨下铺设 道砟（也就是石子） 作为基础；
线路的最大坡度应根据地形条件、 动车组功率、运输组织模式、设计线 的输送能力、牵引质量、工程数量和 运营质量等，经过牵引计算验算并经 技术经济我国比《选高分速析铁路后设确计定规范。（试行）》规定
正线的最大坡度，不宜大于20‰，困难条件下， 经技术经济比较，不应大于30‰。动车组走行 线的最大坡度不应大于35‰。
（2）无砟轨道指采 用混凝土、沥青混合 料等整体基础取代散 粒碎石道床的轨道结 构，又称作无碴轨道， 是当今世界先进的轨 道技术。
2、有砟轨道和无砟轨道
（3）有砟轨道的优缺点 优点：建设费用低、噪声传播范围小、
建设周期短、破坏时修复时间短、自动化及机 械化维修效率高、轨道超高和几何状态调整简 单等优点。
2、相邻坡段的坡 度差
相邻坡段的坡度差允许的最大值，主 要由保证运行列车不断钩这一安全条件 确定，常规铁路相邻坡段的坡度差主要 受货物列车制约。由于旅客列车质量远 低于货物列车，《高速铁路设计规范 （试行）》对相邻坡段的坡度差未做规 定。
铁路线路平面和纵断面
1.1线路平面
根据中国铁路总公司《铁路技术管理规程》的规定，新建客货共线铁路区间正线的最小曲线 半径如表所示。
1.1线路平面
客运专线铁路区间线路的最小曲线半径为2 800 m，在困难情况下为2 200 m。
高速铁路的最小曲线半径应保证满足旅客列车最高行车速度300 km/h以上的要求。世界几个 主要国家高速铁路的最小曲线半径为：法国的TGV大西洋干线6 000 m；德国的 ICE 7 000 m； 日本的东海道干线2 500 m，其他干线4 000 m。
铁路运输设备
铁路线路平面 和纵断面
铁路线路平面和纵断面
在进行工程设计时，铁路线路在空间的位置是以其中心线来表示的。线路中心线是指过距外 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，如图所示。线路中心线 在水平面上投影的轨迹称为线路平面，由直线和曲线组成，表明线路的直、曲变化状态。线 路中心线纵向展直后，其路肩标高在垂直面上投影的轨迹称为线路纵断面，由不同坡度的坡 道组成，表明线路的坡度变化。
1.1线路平面
线路平面标准包括最小曲线半径、夹直线、缓和曲线、超高、欠超高、过超高等。 1.最小曲线半径
1.1线路平面
最小曲线半径是线路平面设计时允许选用的曲线半径最小值，是限制列车最高速度的主要因 素之一，对工程费和运营费都有很大影响。因此，合理选择最小曲线半径是线路设计的重要 任务之一，它与铁路运输模式、速度目标值、旅客乘坐舒适度和列车运行平稳度有关。 铁路线路的曲线半径应根据地形、铁路等级、列车通过曲线时最大允许速度等因素，由大到 小选用。我国铁路正线的圆曲线半径一般是4 000 m、3 000 m、2 500 m、2 000 m、1 500 m、1 200 m、1 000 m、800 m、700 m、600 m、550 m、500 m、450 m、400 m、 350 m和 300 m 共16种。当地形较平坦、线路位置及曲线半径的选择受地形限制较少时，应 尽量选择较大的半径，以保证良好的运营条件。在地形困难的地段，最小曲线半径应能满足 规定的列车最高行车速度的要求，其关系式为