国内外高速铁路轨道不平顺谱对比与思考

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浅谈铁路轨道平顺性问题

浅谈铁路轨道平顺性问题摘要：简介了铁路的特点。

重点论述了轨道平顺性这个在铁路线路中的核心问题。

讨论了影响平顺性的有关因素和一些著作的看法。

希望能对线路的平顺性问题开展我国的试验研究有所助益。

关键词：铁路；线路轨道平顺性；轨道前言：为了满足行驶条件下列车的安全性和旅客的舒适性，要求铁路必须具有非常高的平顺性和精确的几何线性参数。

在线上工程施工阶段，从基桩控制网（CPⅢ）、轨道基准点的测设到轨道板的铺设及精调，都采用了毫米级工程测量技术进行控制并最终为轨道平顺性服务，而轨道精调作业则是保障轨道平顺性的最后一环，在整个施工阶段具有特殊重要意义。

轨道精调的前提是获得准确可靠的轨道静态检测数据，因此轨道静态精密检测居于该阶段的核心地位[1]。

1.铁路的特点当今世界铁路提高行车速度，逐步实现(指列车运行速度在200km/h以上)已成为一个普遍发展趋势，铁路已成为运输能力最大、占地最少、能耗最低、污染最少，速度最快的陆上交通工具。

世界上第一条铁路：日本东海道新干线，始于1964年10月开通运营，最高运营速度210km/h，至今已有运营长达1830km，每年运送旅客1.8亿人次，从1964年以来共运送旅客30多亿人次，未发生过任何人身事故。

法国1976年10月开始运行铁路，最高运行速度270km/h，从技术水平和经济指标上都超过了日本。

80年代在一次试验中创下515.3km/h的世界铁路上的最度记录。

德国、英国等国家都相继开行了运行的客货列车。

从以上国外研究、试验、建设的铁路的情况和取得的效益来看，可以说铁路技术在世界上已经是成熟技术，铁路已经成为各国交通运输工具中的骨干。

我国铁路的研究工作起步较晚，但已列入“九五”计划，成为科技攻关的重点课题。

在我国国民经济发展中铁路客货运输起着大动脉作用，货运量的70%，客运量的60%以上都由铁路所承担，这就给发展铁路提供了必要的条件。

2.铁路的线路铁路线路应保证列车按规定的最度，安全、平稳和不间断的运行。

国内外高速铁路发展对比分析[1]

国内外⾼速铁路发展对⽐分析[1]国内外⾼速铁路发展对⽐分析交通运输学院摘要：分析对⽐国内外⾼速铁路发展现状，按照建设运营模式和轨道结构进⾏对⽐。

分析国内外技术优缺点。

结合⾼速铁路发展趋势对中国⾼速铁路发展进⾏展望。

关键词：⾼速铁路发展对⽐⾼速铁路是指通过改造原有线路（直线化、轨距标准化），使营运速率达到每⼩时200公⾥以上，或者专门修建新的“⾼速新线”，使营运速率达到每⼩时250公⾥以上的铁路系统。

⾼速铁路是⽬前速度最快的陆上交通⼯具，其具有载客量⾼、输送能⼒⼤、速度快、安全性好、正点率⾼、舒适⽅便、能源消耗低、环境影响轻、经济效益好等优势。

世界上许多国家正在修建或计划修建⾼速铁路，其发展前景令⼈瞩⽬。

1国外⾼速铁路发展现状⽬前国外已建成并投⼊运营或正在建设⾼速铁路的国家有法国，德国，意⼤利，⽇本，韩国，印度等。

1.1⽇本新⼲线⽇本的⾼速铁路“新⼲线”诞⽣于1964年。

当时的东京⾄新⼤阪“东海道”新⼲线仅⽤8年时间就收回全部投资。

⽇本1964年10⽉1⽇正式开通的东海道新⼲线全长515.4公⾥，运营速度⾼达210公⾥/⼩时，从东京到⼤阪间旅⾏时间由6⼩时30分缩短到3⼩时。

[1]隼”号列车可以⽤３⼩时１０分钟完成东京与青森之间⼤约713公⾥⾏程，负责运营东北新⼲线的ＪＲ东⽇本司准备在2012年底将“隼”号的最⾼时速提升⾄320公⾥。

“隼”号最与众不同的是它15⽶长的鹰嘴形车头。

由于东北线中⼭洞较多，列车经过⼭洞时产⽣很⼤的噪⾳和振动，这样的设计可以有效减少噪⾳和振动，使列车更加舒适。

“隼”号列车的另外⼀个特⾊就是增加了豪华车厢，配备⽺⽑地毯和真⽪座椅；车厢内专门配有服务员，提供饮料、⾷品、拖鞋、报纸杂志等。

豪华车厢票价不菲，从东京到青森的单程票价约26000⽇元，⽐普通列车⾼出10000⽇元。

另外，⽇本⼀直在研制磁悬浮列车，ＪＲ东⽇本公司将为磁悬浮中央新⼲线商业运营研发新型列车。

磁悬浮中央新⼲线的东京⾄名古屋路段计划于2027年投⼊商业运营，开通后最⾼时速将达到500公⾥。

高铁轨道线路平顺性分析与改善策略研究

高铁轨道线路平顺性分析与改善策略研究随着世界各地高铁网络的不断扩展，高铁的舒适性和平顺性成为了旅客和运营商们关注的焦点之一。

高铁列车的平顺性对于旅客的乘坐体验和列车运营的高效性都有着重要的影响。

本文将分析高铁轨道线路的平顺性问题，并提出一些改善策略。

首先，我们来分析高铁轨道线路平顺性存在的问题。

高铁轨道线路的平顺性问题主要体现在以下几个方面：1. 高铁列车速度的变化：高速行驶的列车速度变化对乘客来说会产生明显的颠簸感，甚至可能引发晕车等不适症状。

2. 轨道线路的弯曲半径：高铁线路在设计时需要考虑弯曲半径，而较小的弯曲半径会导致列车在弯道上产生侧向震动，进一步影响平顺性。

3. 轨道线路的垂直和水平几何状况：轨道在设计和施工过程中，如何控制线路的垂直和水平几何状况对列车平顺性也有着直接的影响。

4. 线路设施和维护：线路设施的损坏和维护不到位也会导致列车的平顺性下降，例如道岔失灵、轨道松动等问题。

为了提高高铁轨道线路的平顺性，可以采取以下改善策略：1. 优化线路布局和设计：在规划和设计阶段，应充分考虑线路的弯曲半径、坡度、缓冲段位置等因素，以降低列车行驶时的颠簸感。

2. 定期检查和维护：高铁线路的设施需要定期检查和维护，及时修复因损坏或老化而引起的不平顺问题。

同时，加强轨道的维护和保养，确保其水平和垂直几何状况。

3. 运用先进的技术和材料：引入先进的轨道技术和材料，如弹性轨道衬垫、减振设备等，可以有效减少列车运行时的震动和颠簸感。

4. 加强培训和管理：为列车驾驶员和维护人员提供专业的培训，提高其对平顺性问题的认识和处理能力。

同时，加强对高铁线路的管理，确保按照规定进行维护和检查。

5. 进行仿真和实验研究：利用仿真和实验手段，模拟高铁车辆在不同运行条件下的平顺性，以便针对性地确定改善策略。

通过以上改善策略的应用，我们可以有效地提高高铁轨道线路的平顺性，为乘客提供更加舒适的乘坐体验，同时也有助于提高高铁线路的运营效率。

高速铁路钢轨的轨面形状与平顺性研究

高速铁路钢轨的轨面形状与平顺性研究高速铁路作为现代交通运输的重要组成部分，对铁路建设和运行质量提出了更高的要求。

在高速铁路运行中，轨道系统是承载列车载荷、提供车轮支撑力和保证行车安全的重要部分。

而钢轨作为轨道系统的关键组成部分，其轨面形状与平顺性对高速铁路的运行稳定性和运输能力具有重要影响。

钢轨的轨面形状是指钢轨上长轴线截面在水平和垂直方向上的几何形状。

正确的轨面形状能够提供良好的车辆运行环境，降低破坏性力量的产生，减少垂直载荷增大的反弹力以及减小弯曲差等，从而提高铁路运输的效率和安全性。

而轨面形状的不良或偏差则会影响列车的行驶稳定性、动车组垂向振动和姿态，甚至引发轨道交通事故。

高速铁路钢轨的轨面形状主要包括：横向轨向不平顺、纵向轨向不平顺、翘曲和挠度等。

横向轨向不平顺是指轨道横断面上的纵向不平顺，可能由钢轨合理性设计、铺轨施工、轨道维护等方面的因素所引起。

横向轨向不平顺会导致列车与轨道之间的相对运动，增加垂向载荷和侧向载荷，引起车辆的不稳定运动。

纵向轨向不平顺是指钢轨长轴线上的不规则波动，其主要影响有垂向振动、噪声、车体动态应力等。

翘曲是指钢轨沿轨向出现弓形变形，使钢轨高低波动产生不均匀垂向载荷，增大列车斜移力和弯矩载荷。

挠度是指钢轨横断面上的竖直变形，会引起轨道几何形状发生偏差，增加了列车的辗压损失。

通过对高速铁路钢轨轨面形状与平顺性的研究，可以采取一系列措施来改善轨道系统的设计、施工和维护，保证铁路运输的安全与高效。

首先，钢轨的轨面形状应符合国家标准和规范要求，通过优化设计和合理选材，减少不规则变形的发生。

其次，加强轨道施工过程的监督和质量控制，确保轨道的平整度和精度。

同时，加强对地基的加固和轨道基床的保护，减少负荷和温度变化对轨道的影响。

此外，定期开展轨道的维护检修，及时修复损坏和磨损部位，保持轨道的几何形状和平顺性。

为了实现高速铁路钢轨轨面形状与平顺性的研究，需要开展一系列的技术研究和实验。

高速铁路(京沪、沪宁、沪杭线)轨道不平顺谱分析

京沪、沪杭高铁轨道高低不平顺与车体垂向加速度相干函数如图3(a)所示。从图3(a)可见:在波长6．54 m处，有十分显著的尖峰相干点，相干值达到0．782，结合前文分析得出的轨道不平顺周期性波长，可知周期性的高低不平顺能十分显著的影响车体的垂向振动加速度。相干函数值在0．6以上波段如下:长波段为29．26～37．24 m;中波段:6．38～7.64 m，12．26～14．68 m 和19．93～21．64 m;短波长为2．74 m和3．25 m;同时可以发现左、右两股钢轨的高低不平顺对车体垂向加速度相干影响大致相同，表明左、右轨不平顺性相差不大。轨向不平顺与车体振动加速度相干函数如图3(b)所示，轨向不平顺主要在中、长波段与车体水平振动加速度相干性较强，中波段22．74～24．08 m对车体水平激扰影响较大，局部周期性短波不平顺与车体水平加速度亦有较高的相干程度，如波长2.84 m;同时注意到在长波长51．20 m处，轨道轨向、高低不平顺对车体均有强烈的激扰作用，故此波长需要重点关注。水平和扭曲不平顺与车体振动相干函数如图3(c)和(d)所示，其对车体振动不利波长主要集中在中短波长部分，在轨道不平顺中存在的周期性短波对车体激扰作用显著，如2．5～3 m波长范围;在中波段10．67～13．74 m范围，存在对车体水平振动影响较大的局部波长，如12.72 m;同时发现水平和扭曲不平顺对车体振动的不利波长(段)基本一致。由图3可以看出，车体垂向振动加速度受轨道高低不平顺影响最为显著，而车体水平加速度受到各单项不平顺的综合作用。
(2)京沪高铁和沪宁高铁高低、水平不平顺谱存在32～33 m和24～25 m波长的谱峰。资料表明，京沪、沪宁高铁线路中，桥梁的长度分别占线路总长度的80．7%和71．8%，其中，京沪高铁常用跨度桥梁长度占桥梁总长的90%，常用桥梁跨度以32 m跨度为主，辅以24 m配跨。由此可见，轨道高低、水平不平顺谱中存在的33 m和25 m的周期成分与桥梁所选用的梁型长度是非常接近的。

高速铁路无砟轨道不平顺谱的比较分析

ｓｔａｔｅｎｔｅｒｍｓｏｆＰＳＤ，ａｍｐｌｉｔｕｄｅｏｆｔｉｍｅｄｏｍａｉｎｓａｍｐｌｅｓａｎｄｄｙｎａｍｉｃｅｆｆｅｃｔ．Ｔｈｅｙｗｅｒｅｃｏｎ—
Ａｕｇｕｓｔ２０１５
高速铁路无砟轨道不平顺谱的比较分析
高建敏（西南交通大学牵引动力国家重点实验室，四川成都６１００３１）
摘要：从功率谱密度、时间样本和动力影响角度，对中国高速铁路无砟轨道不平顺谱进行分析，并与德国高速铁路轨道谱
ｈｉｇｈ —ｓｐｅｅｄｒａｉｌｗａｙａｎｄｉｔｓｄｙｎａｍｉｃｅｆｆｅｃｔ，ｔｈｅＰＳＤｓｏｆＣｈｉｎｅｓｅｂａｌｌａｓｔｌｅｓｓｔｒａｃｋｉｒｒｅｇｕｌａｉｔｒｉｅｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｒａｃｋ
ｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅＧｅｍａｒｎｈｉｇｈ —ｓｐｅｅｄｒａｉｌｗａｙｓｐｅｃｔｒｕｍ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅＰＳＤｓｏｆｖｅｒｔｉｃａｌｐｒｏｆｉｌｅｉｒｒｅｇｕｌａｒ－
进行比较。结果表明：中国高速铁路无砟轨道高低和方向不平顺谱均明显优于德国高速铁路低干扰轨道谱，更优于其高干

铁路线路——轨道不平顺管理及分析

道床/路基残余变形、道床密实差异等形成的以轨长为基波的复杂周
s ( i ,1 )
( )
2
S 1 1 ( )
11
轨道不平顺的危害：车辆/轨道相互作用关系
车辆安全性指标之脱轨系数
脱轨安全性指标之一脱轨系数：又称车轮爬轨安全系数，它反映的是
横向力与垂直力的相对大小比例关系
危险限度允许限度
H
P
1 .2
H
P
1 .0
上述限度指标适用于低速脱轨的情况高速客车：
轨道不平顺的分类：按激扰方向划分
复合轨道不平顺
在轨道同一位置上，垂向和横向不平顺共存而形成复合不平顺。
方向水平逆相复合不平顺：轨道同一位置既有方向不平顺又有水平不平顺，并且轨道臌曲方向与高轨位置形成反超高状态。
严重时易引起脱轨
21
轨道不平顺的分类：按激扰方向划分
复合轨道不平顺在轨道同一位置上，垂向和横向不平顺共存而形成复合不平顺。
19
轨道不平顺的分类：按激扰方向划分
横向轨道不平顺轨向不平顺：轨道中心线在水平面上的平顺性。（左、右轨平均）轨排横向残余变形积累和轨头侧面磨耗不均匀、扣件失效、轨道横向弹性不一致等。
轨距偏差：在轨道同一横截面、钢轨顶面以下16mm处、左右钢轨
之间的最小内侧距与标准轨距的偏差。
20
P 1 2
为轮重减载率危险限度
P P
P P
P
0 . 65
0 .6
P1
P2
P
1 2
P2
P1
允许限度
上述限度指标适用于低速脱轨的情况，高速时
P 0.8
13

铁路轨道复合不平顺的分析与整治

轨道复合不平顺的分析与整治轨道复合不平顺是指铁路轨道同一地点存在多种病害或相邻地点存在连续多处同一种病害。

轨道复合不平顺比轨道单项不平顺对行车安全威胁性更大，对于此类病害应引起高度重视，特别是在铁路第六次提速区段，建议将此类病害提级处理，即一级病害按二级及以上病害处理；二级病害按三级及以上病害处理。

迄今为止，我国铁路尚未对轨道复合不平顺规定过安全标准值，但是因其对行车安全威胁性大，有必要对其加以探讨。

轨道复合不平顺的形式很多，按照引起机车车辆横向力、垂向力复合方式不同，分为逆相位复合不平顺、顺相位复合不平顺、谐波振动复合不平顺等主要三种形式。

一、轨向、水平逆相位复合不平顺当存在轨道方向不平顺引起的车辆横向力与轨道水平不平顺引起的车辆横向力作用一致时（如图1所示：方向为正，水平为负），为轨道轨向、水平逆相位复合不平顺，对列车运行安全威胁最大。

图1 轨向与水平逆相位复合不平顺示意图1、轨道方向复合复合不平顺的计算公式如下：△y = ∣y―1.4△ h∣（公式1）式中：△y ---方向不平顺复合值y ----- 方向不平顺值△h --- 水平不平顺值2、轨道轨向、水平逆相位复合不平顺对行车安全指标的影响我们直接引用西南交通大学翟婉明教授著《车辆—轨道耦合动力学》对此项病害的计算结果（见表1）。

需要说明的是，这里选用的是一个波长为10米的方向不平顺，对应波长为12.5米的水平不平顺的逆相位复合不平顺。

表1：轨道复合不平顺对行车安全指标的影响表中：△h ----水平不平顺值y ----- 方向不平顺值P ------ 轮轨垂向作用力Q ------ 轮轴横向水平力Q/P ------ 脱轨系数△P/P ----轮重减载率a cy--------- 方向不平顺引起的水平加速度a c△h ------- 水平不平顺引起的水平加速度从表中可以看出，对轨道水平和方向逆相位复合不平顺安全限值起主控作用的动力学系数是轮重减载率，将轮重减载率静态指标控制为≤0.60，准静态指标控制为≤0.65，动态指标控制为≤0.80，脱轨系数动态指标控制为≤0.80。

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宁迎智
（中国铁道科学研究院标准计量研究所，北京１０００８１）
摘
要：ＴＢ／Ｔ３３５２－２０１４《高速铁路无砟轨道不平顺谱》规定了我国高速铁路无砟轨道不平顺谱。基于
此，从轨道高低、轨向、水平和轨距４个方面，对长吉、汉宜、哈大、京沪、武广等高速铁路的轨道不平顺谱，与国外高速铁路轨道不平顺谱、我国高速铁路无砟轨道不平顺谱进行对比，从轨道状态和谱线特征角度，阐述国内外高速铁路轨道不平顺谱、国内不同结构形式轨道不平顺谱的差异性，提出完善我国轨道不平
ｂｌｌａａｓｔｌｅｓｓｔｒａｃｋｉｒｒｅｇｕｌａｒｉｔｉｅｓＰＳＤｉｎｈｉｇｈｓｐｅｅｄｒａｉｌｗａｙｓ．Ｗｉｔｈａｖｉｅｗｔｏｆｏｕｒａｓｐｅｃｔｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｒａｃｋｖｅｒｔｉｃａｌｐｒｏｉｆｌｅ，
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴＢ厂ｒ３３５２－２０１４ＰＳＤｏｆＢａｌｌａｓｔｌｅｓｓＴｒａｃｋＩｒｒｅｇｕｌａｒｉｔｉｅｓｏｆＨｉｇｈＳｐｅｅｄＲａｉｌｗａｙｓｐｅｃｉｆｉｅｓｔｈｅｄｏｍｅｓｔｉｃ
ＧｕａｎｇｚｈｏｕａｎｄｏｔｈｅｒＬｉｎｅｓ，ｈｉｇｈｓｐｅｅｄｒａｉｌｗａｙｓａｂｏａｒｄａｓｗｅｌｌａｓｄｏｍｅｓｔｉｃｂａｌｌａｓｔｌｅｓｓｔｒａｃｋｉｎｈｊｉｇｈｓｐｅｅｄｒａｉｌｗａｙｓ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｒａｃｋｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｔｈｅｓｐｅｃｔｒａｌｆｅａｔｕｒｅｓ，ｉｔｓｔａｔｅＳｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｔｒａｃｋｉｒｅｕｌｇａｒｉｔｙＰＳＤｓｉｎｄｏｍｅｓｔｉｃ＆ｆｏｒｅｉｇｎｈｉｇｈｓｐｅｅｄｒａｉｌｗａｙｓａｎｄｔｈｅｔｒａｃｋｉｒｅｕｌｇａｒｉｔｙＰＳＤｓｉｎｄｏｍｅｓｔｉｃｒｉｌａｗａｙｓｏｆａｉｏｒｕｓｓｔｒｕｃｔｕｒｌａｆｏｒｍｓ，ｐｕｔｔｉｎｇｆｏｒｗａｒｄｒｅｌｆｅｃｔｉｏｎｓａｎｄｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓｏｒｆｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｓｔｕｄｙｏｎｄｏｍｅｓｔｉｃｔｒａｃｋｉｒｅｇｕｌａｉｒｔｙＰＳＤｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＨｉｇｈＳｐｅｅｄＲａｉｌｗａｙ；ＴｒａｃｋＩｒｒｅｇｕｌｔｙ；ＰＳＤ；ＣｏｍｐａｒａｔｉｖｅＡｎｌｙａｓｉｓ；Ｓｔａｎｄａｒｄ；Ｃｈｉｎａ；Ｇｅｒｍａｎｙ
顺谱研究的思考和建议。
关键词：高速铁路；轨道不平顺；功率谱；对比分析；标准；中国；德国
中图分类号：Ｕ２１３．２５：Ｕ２１３．２１ — ６５
文献标识码：Ａ
文章编号：１００６ — ９１７８（２０１６）０４ — ００１１－０５
第４４卷
）ｌ４４
第４期
Ｎｏ．４
铁道技术监督
ｌ｛ＡＩＩＡＹＱＩ－ＡＩＩＹ（：（）ＩＩ｛（）Ｉ
标准化工作
Ｓ — Ｉ４ＮＩ）ＡＲ１）ＩＺＡＴＩＯＮＷＯＲＫ
国ｈｉｇｈｓｐｅｅｄｒａｉｌｗａｙｓａｓｔｈｅＣｈａｎｇｃｈｕｎ－Ｊｉｌｉｎ，Ｗｕｈａｎ－Ｙｉｃｈａｎｇ，Ｈａｒｂｉｎ－Ｄｌａｉａｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ－Ｓｈａｎｇｈａｉ，Ｗｕｈａｎ —
ｔｒａｃｋａｌｉｇｎｍｅｎｔ，ｔｒａｃｋｃｒｏｓｓｌｅｖｅｌａｎｄｔｒａｃｋｇａｕｇｅ，ｔｈｅａｒｔｉｃｌｅｍａｋｅｓａｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｔｒａｃｋｉｒｒｅｇｕｌａｒｉｔｙＰＳＤｓｉｎ