高速铁路概论

. . . . 1 / 11 一、绪论+高速铁路线路 高速铁路的定义：最高行驶速度在200km/h以上、旅行速度超过150km/h的铁路系统。 高速列车：以最高速度200km／h以上运行的列车。它不但包括轮轨式列车，还应包括磁悬浮列车等。 高速铁路运营特征：概括为高速度、高舒适性、高安全性、节能环保和高密度。 要求高速线路具有高平顺性、高稳定性、高可靠性与一定的耐久性。 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。 高速铁路线路平面标准：包括超高（欠超高,过超高）、最小曲线半径、缓和曲线长度等。 线路纵断面标准：包括最大坡度值和竖曲线等。 外轨超高：为了平衡离心力，使外两股钢轨受力均匀，垂直磨耗均等，旅客不因离心加速度而感到不适，将外轨抬高一定程度。 轨距加宽：为防止轮对被轨道楔住或挤翻钢轨，对于小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。 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列车的偏压而外轨磨耗不均。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。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。高、低速列车共线允许时欠、过超高之和的允许值[hq+hg]。 最小曲线半径与运输组织模式、速度目标值、旅客乘坐舒适度和列车运行平稳度等有关。 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。 缓和曲线：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。 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，即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。 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比选分析后确定。 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。 相邻坡段的坡度差大于1‰时，应采用圆曲线形竖曲线连接。 高速铁路的基本组成：由钢轨、轨枕、扣件、道床、道岔等部分组成。 高速铁路（分为有砟和无砟轨道） 钢轨的作用：钢轨是轨道的主要结构之一，用于支承并引导机车车辆的车轮，直接承受来自车轮和其他方面的力并传递给轨枕，同时为车轮的滚动提供阻力最小的表面。 钢轨的要求： （1）高稳定的轨道结构； （2）平顺的运行表面； （3）良好的轨道弹性； （4）可靠的轨道部件； （5）便利的养护与维修。 道床：是轨道结构的重要组成部分。散粒体道床（碎石道床）不仅要承受轨枕传递的各种力的作用，保持轨道结构的稳定性，而且要便于进行养护。 道岔：是机车车辆从一股轨道转入或越过另一股轨道的线路设备，是铁路轨道的重要组成部分。 . . . . 2 / 11 路基：是轨道的基础，也叫线路下部结构，承受轨道和机辆荷载。 高速铁路路基的特点: 1、高速铁路路基的多层结构系统； 2、严格控制路基变形； 3、保证路基刚度的均匀性； 4、在列车运行与自然条件下的稳定性。 高速铁路路基的结构： 1、路基本体--直接铺设轨道结构并承受列车荷载的部分，有路堤、路堑等形式。由路基顶面、路肩、基床、边坡、基底几部分构成。 由基床表层、基床底层、路堤下部和地基组成。 2、路基防护和加固建筑--坡面防护、冲刷防护；挡土墙、抗滑桩等。 3、路基排水设施 路基面形状与宽度：由路基面中心向两侧设置不小于4％的横向排水坡，有砟轨道路基两侧的路肩宽度，双线不应小于1.4m，单线不应小于1.5m。路基面在无砟轨道正线曲线地段一般不加宽。 桥隧建筑物：是铁路跨越河流、山谷或穿过山岭与其他障碍的建筑物，是铁路线路的组成部分。 高速铁路桥梁的类型：高架桥、跨谷桥；跨河桥 高速铁路桥梁的特点： 1、桥梁所占比例大、高架长桥多 2、以中小跨度为主 3、刚度大、整体性好 4、具有良好的动力特性； 5、重视改善结构耐久性，便于检查维修 6、强调结构与环境的协调 高速铁路隧道空气动力学问题，影响因素： 1)机车车辆方面：行车速度，车头和车尾形状，列车横断面，列车长度，列车外表面形状和粗糙度，车辆的密封性等。 (2)隧道方面:隧道净空断面面积，双线单洞还是单线双洞，隧道壁面的粗糙度，洞口与辅助结构物形式，竖井、斜井和横洞，道床类型等。 (3)其他方面，列车在隧道中的交会等。 习题 1、简要概述高速铁路线路应具有那些特点？ 答：高平顺性，高稳定性，高可靠性，与一定的耐久性。 2、高速铁路线路平/纵断面有那些重要的技术参数？ 答：线路平面主要技术参数：最大超高；欠（过）超高；最小曲线半径；缓和曲线线型和长度；缓和曲线间的夹直线与圆曲线最小长度；线间距； 线路纵断面：最大坡度；竖曲线半径；最小坡段长度 3、如何确定曲线地段的欠超高、过超高的允许值？ 答：最大超高h=11.8V2平/R主要取决于列车在曲线上停车时的高平顺性，安全/稳定和旅客乘坐的舒适度。h与V平关系密切，超高度的设置是否适宜，很大的取决于平均速度选择是否恰当，以与高平顺性和旅客舒适度。 4、确定路基顶面宽度时需要考虑那些因素？ 答：路基的宽度主要取决于线路间距，轨枕的长度，轨枕端部至道床肩部的距离，以与道床 . . . . 3 / 11 边坡坡度和路肩宽度。 路基中心向两侧设置不小于4%0的横向排水坡，有砟道路两侧的路肩宽度双线不小于1.4m，单线不小于1.5m。 5、高速铁路曲线半径应考虑哪些要素？ 答：行车速度，地形条件，机车牵引种类，钢轨磨耗 。最重要的是速度。 6、设置高速铁路缓和曲线长度时，应考虑哪些因素？ 答：课本：1.外轨超高递增坡度不致使轮轮缘脱轨；2.外轮升高速度不致影响旅客的舒适；3.未被平衡离心加速度的增长率不致影响旅客的舒适 PPt：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的倾斜角速度确定，即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长度。 7、与有砟轨道相比，无砟轨道有何特点？ 答：无砟轨道具有结构连续，平顺性和稳定性较好，后期维护工作小，维护费用低。舒适性较好；使用寿命长；节约用地，保护环境；列车高速运行没有道渣飞溅。整体综合效益好等优点，但是弹性较有砟轨道差，初期投资建设费用高。 8、简述高速铁路桥梁的特点 答：（1）桥梁所占比例大，高驾长桥多；（2）以中小跨度为主； （3）刚度大，整体性好； （4）具有良好的动力特性，限制纵向力作用下结构产生的位移，避免桥上无缝线路钢轨的受力出现过大的附加应力； （5）桥梁上部结构全采用混凝土材料强调结构与环境协调； （6）重视改善结构耐久性，便于检查维修。 9、建设高速铁路隧道主要考虑什么问题？ 1. 净空有效面积；2.安全空间；3，,救援通道；4.工程技术作业空间；5.运营通讯；6..照明设备；7.防灾救援; 主要是列车的空气动力学性能

二、高速铁路车站 高速铁路车站的特点 1.高速铁路车站的业务（功能）特点 (1)车站作业单一，只办客运业务，不办货运业务 。 (2)在运行途中高速车站不办理行包、邮政托运业务，列车停站时间短。 2. 高速铁路车站的设计特点 (1)突出“以人为本，安全第一”的设计思想； (2)充分表达“以人为本、方便旅客”的宗旨，提倡旅客流程立体化、进出站自由化和多样化的设计。 (2)做好与其他交通方式的协调。 3. 高速铁路车站的作业组织特点 (1)客运组织特点(2)行车组织特点。 高速铁路车站的类型 按技术作业性质分，高速铁路车站可分为越行站、中间站、始发终到站与通过站（枢纽站）。 1．越行站 越行站是为办理高等级本线高速旅客列车越行跨线的低等级高速旅客列车而设置的车站。 2．中间站 是位于高速铁路线上主要办理客运业务的车站。 3. 始发终到站 始发(终到)站主要位于高速铁路线的起点和终点与有大量客流出发和到达的大城市。 . . . . 4 / 11 4. 通过站（枢纽站） 新建的通过兼始发、终到站办理以下作业。 高速铁路车站的分布 1. 分布的依据 高速铁路车站的分布主要取决于城市的分布、高速铁路沿线人口密度、客运市场需求、站间距、运输组织模式等因素。 2. 我国客专车站分布的基本原则 应最大限度满足沿线各城市的旅客出行需求和促进沿线地区经济发展的需要; 应满足高速客运专线的运输需要; 不仅要便于高速客运专线与其他运输方式的衔接，而且要增强客运专线在各种交通运输方式中的竞争力; 在满足运输需求的基础上应考虑远期发展的需要，高速客运专线车站设置应充分合理利用既有车站，尽可能做到投入最少、效益最高并避免以后的废弃工程; 应充分考虑便于客运专线与既有路网的连接，同时在与既有枢纽衔接的高速车站与既有车站有明确的作业分工; 应考虑国家的政治需要和国防需求。 高速铁路车站的设计原则 1. 功能性 (1)注重流线组织，缩小换乘距离； (2)为旅客提供舒适的站空间； (3)为旅客提供良好的站服务。 2、系统性 （1）与城市规划相协调 （2）客站各组成部分形成统一整体 （3）铁路客运站专业系统应事先整体最优 3、先进性 （1）前瞻性的规模、布局与标准 （2）完善的公共安全技术 （3）先进的节能环保技术 4、文化性 （1）表达地域特征与人文特征 （2）表达时代特征 （3）表达交通建筑特征 5、经济型 （1）合理把握客站规模与标准 （2）充分考虑近远期结合 （3）兼顾建设投入与维护成本 高速铁路车站技术设备 各站的技术设备主要包括：线路设备、客运服务设备、信号设备等。 1、线路设备 站正线；到发线；辅助线路（安全线，渡线，联络线，走行线，其他线路） 2、客运服务设备 1）旅客站房（售票、候车设施） 2）旅客站台