高速铁路概论

高速铁路概论

The document was finally revised on 2021

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，使内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内外轨磨耗不均。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。

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、在列车运行及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

路基面形状及宽度：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，单线不应小于。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、山谷或穿过山岭及其他障碍的建筑物，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，洞口及辅助结构物形式，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，及一定的耐久性。

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=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，超高度的设置是否合适，很大的取决于平均速度选择是否恰当，以及高平顺性和旅客舒适度。