单元2-高速铁路的线路和车站1

高速铁路概论1高速铁路概论课程内容安排•绪论：单元1：高速铁路线路、车站单元2：高速铁路车辆单元3：高速铁路供电系统单元4：高速铁路信号、控制、通信单元5：高速铁路运输组织、客运服务单元6：高速铁路安全管理复习与考试2内容提要：•§高速铁路线路•1.1高速铁路线路•1.2高速铁路轨道结构•1.3高速铁路路基•§高速铁路车站•2.1概述•2.2高速铁路车站布置图•2.3高速铁路枢纽3单元1：高速铁路线路、车站•高速铁路与普速铁路相比有很大的不同，为了达到安全运营要求，高速铁路基础设施既要为高速度运行的机车车辆提供高平顺性与高稳定性的轨面条件，又要保证线路各组成部分具有一定的稳定性与耐久性，使其在运营条件下保持良好状态。4单元1：高速铁路线路、车站高速铁路基础设施•高速铁路总体上应符合旅行时间与最高运行速度、旅客舒适度、节能与环保、安全与防灾、旅客列车开行原则与开行方案等目标要求。•主要技术标准包含：设计速度，正线线间距，最小平面曲线半径，最大坡度等。5单元1：高速铁路线路、车站2.1高速铁路线路•2.1.1高速铁路选线的基本原则•2.1.2高速铁路线路平面设计•2.1.3高速铁路线路纵断面设计6单元1：高速铁路线路、车站1.1高速铁路线路高速列车首先要满足安全与舒适的要求。影响列车安全和舒适的因素很多，虽然机车车辆性能及运营方式起着很大的作用，但高速铁路的线路参数也是重要的影响因素，在设计高速铁路时必须予以重视。7单元1：高速铁路线路、车站1.1.1高速铁路选线的基本原则(1)效益原则(2)兼容原则(3)速度原则(4)安全原则(5)舒适原则8单元1：高速铁路线路、车站1.1.1高速铁路选线的基本原则(1)效益原则•企业财务效益:财务评价和偿还投资能力;•国民经济效益:促进、激发沿线社会经济的进一步发展，减少依赖于能耗高和污染严重的客运量.•高速铁路选线应尽量短、顺、直,减少工程投资,降低运营养护维修费用。9单元1：高速铁路线路、车站1.1.1高速铁路选线的基本原则(2)兼容原则•线路走向：宜靠近既有线；•车站：应与接轨客运站尽量靠近；困难情况下距离较远时应设联络线•区间线路：应尽量取直、短捷，可远离既有线，也可靠近既有线。10单元1：高速铁路线路、车站1.1.1高速铁路选线的基本原则(3)速度原则•主要考虑平均速度与速度目标值的比值•合理范围：一般地段0.9,困难地段宜0.85以避免标准的不合理和工程投资浪费。•因此，必须综合研究地形条件和工程情况确定速度目标值。11单元1：高速铁路线路、车站1.1.1高速铁路选线的基本原则（4）安全原则•选线和工程措施都必须考虑保证行车的安全，不能遗留造成威胁安全的隐患。•线路应尽量绕避塌陷、滑坡、活动断裂带和软弱低级等不良地质地带，避免浸水路堤和洪水冲刷路堤。•个别工点不能绕避时，需要采取保证安全的工程措施。12单元1：高速铁路线路、车站1.1.1高速铁路选线的基本原则（5）舒适原则•高速铁路选线应尽量采用较高的技术标准,满足列车运行速度和旅客舒适度的要求。•影响舒适度的因素:1)线路设计参数2)车辆性能3)线路的整体刚度13单元1高速铁路的线路和车站3.1.2高速铁路线路平面设计平面设计的主要技术参数：(1)外轨超高（2）最小曲线半径（3）最大曲线半径（4）缓和曲线（5）夹直线及圆曲线最小长度（6）线间距14单元1：高速铁路线路、车站1.1.2高速铁路线路平面设计车辆在曲线上运行时，会产生离心力，这种离心力会将机车车辆推向外股轨道，加大外股钢轨的压力，不利于行车的稳定性和乘坐的舒适性。为了平衡所产生的离心力，必须把曲线的外股钢轨加高，称之为外轨超高。15单元1：高速铁路线路、车站1.1.2高速铁路线路平面设计•实设超高、欠超高、过超高的允许值1）实设超高允许值[h]实设超高允许值[h]主要取决于：列车在曲线上车时的安全、稳定和旅客乘坐舒适度要求。在新建时速300-350公里客运专线铁路设计暂行规定：170mm16单元1高速铁路的线路和车站1.1.2高速铁路线路平面设计（1）最小曲线半径最小曲线半径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。最小曲线半径与铁路运输模式、速度目标值、旅客乘坐舒适度和列车运行平稳有关。17单元1高速铁路的线路和车站1.1.2高速铁路线路平面设计（1）最小曲线半径18单元1高速铁路的线路和车站1.1.2高速铁路线路平面设计（2）缓和曲线为使列车安全、平稳、舒适地由直线过渡到圆曲线或由圆曲线过渡到直线，在直线与圆曲线间必须设置一定长度的缓和曲线。缓和曲线是在直线与圆曲线的一段变曲率、变超高线段。对于高速铁路的缓和曲线研究的重点是缓和曲线线型和缓和曲线的长度。19单元1高速铁路的线路和车站1.1.2高速铁路线路平面设计（2）缓和曲线20单元1高速铁路的线路和车站1.1.2高速铁路线路平面设计缓和曲线长度•缓和曲线长度是高速铁路线路平面设计的重要参数之一。•影响缓和曲线长度的因素：①车辆脱轨加速度②未被平衡的横向离心加速度时变率(欠过超高时变率)；③车体倾斜角速度(超高时变率)。21单元1高速铁路的线路和车站1.1.2高速铁路线路平面设计对高速铁路而言，多以根据车体倾斜角速度（超高时变率）要求确定缓和曲线长度为控制条件。对某一曲线而言，设计速度为定值，故影响缓和曲线长度的要素只是设计超高的取值问题，设计超高值越大，缓和曲线越长，反之则短。22单元1高速铁路的线路和车站1.1.2高速铁路线路平面设计缓和曲线长度（m）23单元1高速铁路的线路和车站1.1.2高速铁路线路平面设计在《京沪高速铁路设计暂行规定》中规定：缓和曲线长度应根据曲线半径和地形条件按上表合理选用。通常宜选用一般长度，困难条件下不宜小于最小长度，特殊困难条件下亦不应小于个别最小长度。缓和曲线长度在三档之间插值选用时，应以10m为单位。24单元1高速铁路的线路和车站1.1.3高速铁路线路纵断面设计•纵断面设计的主要因素：•（1）最大坡度•（2）坡段长度•（3）竖曲线与缓和曲线、圆曲线和道岔重叠设置问题25单元1高速铁路的线路和车站1.1.3高速铁路线路纵断面设计（1）最大坡度1.线路采用的坡度大小，对设计线的运营和工程影响很大。a.运营方面：限制坡度增大，牵引重量减小，列车速度降低b.工程方面：减少工程量，降低造价最大坡度主要取决于机车的牵引功率、牵引特性和制动特性。客货共线的铁路，线路最大坡度是由货物列车运行要求所决定。高速列车采用大功率、轻型动车组，牵引和制动性能优良，能适应大坡度运行。26单元1高速铁路的线路和车站1.1.3高速铁路线路纵断面设计（1）最大坡度27我国客运专线的正线最大坡度为：20‰，困难地段：30‰，最大不超过：35‰单元1高速铁路的线路和车站1.1.3高速铁路线路纵断面设计（2）坡段长度两个坡段的连接点，即坡段变化点，即为变坡点。一个坡段两端变坡点间的水平距离称为坡段长度。1）最小坡段长度2）最大坡段长度28单元1高速铁路的线路和车站1.1.3高速铁路线路纵断面设计1）最小坡段长度最小坡段长度的确定既要满足列车运行的平稳性要求，又要尽可能地节约工程投资，使两者取得最佳的统一。要求：两竖曲线不重叠，且两竖曲线之间有一定的夹坡段长度。原因：保证列车在前后两个竖曲线产生的振动不叠加，以确保高速运行的高舒适性。高速铁路最小坡段长度的确定29单元1：高速铁路线路、车站1.1.3高速铁路线路纵断面设计•我国高速铁路最大坡段长度建议采用：当采用的最大坡度为12‰时，暂无限制；当采用的最大坡度大于12‰时，①18‰时，2.5km，②20‰时，1km。30单元1：高速铁路线路、车站1.1.3高速铁路线路纵断面设计•3）坡段间的连接•相邻坡段间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。而旅客列车质量远低于货物列车，国外高速铁路对相邻坡段的坡度差均未作规定。31单元1：高速铁路线路、车站1.1.3高速铁路线路纵断面设计竖曲线•连接方式：直接连接或竖曲线连接。为保证列车在变坡点的运行安全和乘客的舒适性要求，参照国外有关规范，相邻坡段的坡度差大于1‰时，应采用圆曲线形竖曲线连接。32单元1：高速铁路线路、车站1.1.3高速铁路线路纵断面设计•（3）竖曲线与竖曲线、缓和曲线、圆曲线和道岔重叠设置问题竖曲线与竖曲线的设置：相邻的两个竖曲线重叠设置时，保证各自的竖曲线形状是很难达到的，测设工作也将更加困难。目前不允许竖曲线重叠。33单元1：高速铁路线路、车站1.1.3高速铁路线路纵断面设计•竖曲线与缓和曲线的设置：•不利影响：增加线路测设工作量；对行车安全和乘坐舒适度有影响；增加了养护维修工作的难度。•另外，考虑到缓和曲线的曲线长度相对圆曲线较短，避免重叠设置容易处理。我国京沪高速铁路规定竖曲线与缓和曲线不得重叠。34单元1：高速铁路线路、车站354.界限1、概念为保证行车安全，凡接近线路的各种建筑物及设备，必须与线路保持一定的距离。对在线路上运行的机车车辆的横断面尺寸，也应有一定的规定。2、种类（1）机车车辆限界：规定机车车辆的高度、宽度；（2）建筑限界：对建筑物（含技术设备）作出规定；（3）超限货物最大装载限界：把超限货物的长、高、宽限定在一定范围内。信号机及水鹤机车车辆限界建筑限界超限货物限界单元1：高速铁路线路、车站1.2.1高速铁路线路的基本分类按照线路在其运营中的作用分为：正线、侧线、折返线、渡线、停车线、检修线、试验线、出入库线、联络线等1.正线：正向通过车站的线路为正线(铁路总公司规定：进京方向或是从支线到干线被称为上行,反之离京方向或是从干线到支线被称为下行.上行的列车车次为偶数(双数),下行的列车车次为奇数(单数).如G501次是从北京开往长沙南方向,为下行所以是奇数(单数)的;它的回头车G502次是从长沙南开往北京方向,为上行,所以是偶数(双数)的2.侧线：侧向通过车站的线路为侧线3.折返线：在终点站或者中间站，以方便列车掉头、转线、存车的线路4.渡线：在上下正线之间（或者其他平行线路之间）设置的连接线37单元1：高速铁路线路、车站1.2.1高速铁路线路的基本分类按照线路在其运营中的作用分为：正线、侧线、折返线、渡线、停车线、检修线、试验线、出入库线、联络线等38单元1：高速铁路线路、车站1.2.1高速铁路线路的基本分类5.停车线：场内作业停放列车的线路。6.检修线：设在车辆基地检修库内，专门用于检修列车的线路，设有地沟、配有车架设备，检修设备的线路。7.试验线：设在车辆基地，用于对检修完毕的列车进行状态检测的线路。8.出入场线：连接车站和正线的线路。9.联络线：为调动列车作业而设置的线路。39单元1：高速铁路线路、车站40单元1：高速铁路线路、车站41单元1：高速铁路线路、车站1.2高速铁路轨道结构•1.2.1高速铁路对轨道的基本要求、线路分类•1.2.2高速铁路轨道结构类型•1.2.3钢轨•1.2.4扣件•1.2.5轨枕•1.2.6道床•1.2.7道岔•1.2.8高速铁路其他附属设备（车档、标志、）42单元1：高速铁路线路、车站1.2高速铁路对轨道的基本要求•（1）高平顺性•（2）高可靠性、长寿命•（3）高稳定性43单元1：高速铁路线路、车站1.2.2高速铁路轨道结构类型•(1)高速铁路有砟轨道•(2)高速铁路无砟轨道44单元1：高速铁路线路、车站1.2.2高速铁路轨道结构类型45单元1：高速铁路线路、车站1.2.2高速铁路轨道结构类型•有砟轨道和无砟轨道的应用范围高速铁路有砟轨道是指高速铁路的轨下基础为石质散粒道床的轨道。有砟轨道是铁路的传统结构，是高速铁路轨道结构的主要形式之一。它具有弹性良好、价格低廉、更换与维修方便、吸噪特性好等优点。但随着行车速度的提高，有砟轨道缺点也逐渐显现。46单元1：高速铁路线路、车站1.2.2高速铁路轨道结构类型首先，由于有砟轨道不均匀下沉产生的120Hz以下频率范围的激振严重，轨道破损和变形加剧