高速铁路课件(全)

高速铁路通论1、绪论2、高速铁路线路3、高速铁路站场4、高速动车组5、高速铁路的牵引和供电技术6、高铁列车运行控制系统7、高速铁路调度指挥技术2西南交通大学峨眉校区交通运输系高速铁路：1996年国际铁路联盟(UIC)的定义是：最高速度至少达到250km／h的专用线或最高速度达200km/h的既有线。国际上根据铁路线路允许运行的最高时速作以下划分：普通铁路（常速、中速）：100～160km/h快速铁路（准高速或快速）：160～200km/h高速铁路：＞200km/h(既有线改造)＞250km/h(新建线)一.绪论1.1兴建高速铁路是客运市场发展的必然趋势1.2世界高速铁路的发展情况及主要模式1.3高速铁路的技术优势1.4我国高铁发展历程1.1兴建高速铁路是客运市场发展的必然趋势1825-1950,铁路运输处于垄断地位50年代后受到了公路航空的挑战根据“旅行时间”最短的法则，在主要优势为短途运输的公路和主要优势为长途运输的航空之间，仍然为铁路留有广宽的发展空间。三种不同速度的高速列车的优势距离比较•210km/h时，300～500km•250km/h时，250～600km•300km/h时，200～800km•高速铁路与公路、航空、水运等客运方式是一种既相互竞争，又相补充的关系•兴建高速铁路是客运市场发展的必然趋势。高速铁路技术是当代世界铁路的一项重大技术成就，它集中地反映了一个国家铁路牵引动力、线路结构、运行控制、运输组织和经营管理等方面的技术进步，也体现了一个国家的科技和工业水平。高速铁路在经济发达、人口密集的地区经济效益和社会效益突出。1.2国外高速铁路的发展动态（1）1.2国外高速铁路的发展动态（2）自1964年日本东海道新干线以时速210公里的高速铁路投入运营以来，发达国家及一些发展中国家和地区竟相投资修建高速铁路。法、德、意、英、苏、瑞典、奥地利、西班牙、澳大利亚、美国、加拿大、巴西、南朝鲜和我国台湾等20多个国家和地区，都先后修建了高速铁路或制订了修建高速铁路计划。Figure2-2LignesparcouruespardesT.G.V.enservicecommercial(situationenété1995)Li鑗eCologneAmsterdam法国TGV运行于巴黎-里昂高速铁路的TGV更舒适的TGV欧洲之星,EurostarThalysThalysandEurostar德国ICE（InterCityExpress）ICE1高速列车ICE2高速列车ICE3高速列车ICE-V高速列车日本高速新干线铁路网100系列高速列车0系列高速列车200系列高速列车300系列高速列车400系列高速列车500系列高速列车E1系列高速列车E2系列高速列车E3系列高速列车1.2国外高速铁路的发展动态（4）结论•日本、西欧高速铁路项目已经进入成熟发展期•东欧国家铁路的规划向西欧靠拢•新一轮的高速铁路建设高潮即将到来。1.2高速铁路发展的主要模式高速铁路按其不同的建造和运营方式可分为三种类型:1)既有线改造提速型（法国）2)新建客、货共线型（德国）3)新建客运专用型（日本）1.3高速铁路的技术优势高速铁路与普通铁路、公路、航空相比，其主要技术优势表现在：1）速度快、旅行时间短。2）行车密度高、运量大。3）高速列车乘座舒适性好。4）土地占用面积小。5）能耗低。6）环境污染小。7)外部运输成本低。8)列车运行准点。9)安全可靠。10)不受气候影响，全天候运行。11)社会经济效益好。能耗低一人使用1KWh的能源，乘坐不同的交通工具所能旅行的最长距离见图1.3一1。环境污染小交通工具排放到大气中有害物质有碳化物，氮化物，硫化物等，而其中的CO球变暖而倍受关注。三种交通工具排放有害物质的统计资料见图1.3一2。列车运行准点•日本新干线平均晚点不超过1min。•西班牙AVE高速列车承诺晚点5min退赔全部票款。中国高速铁路的发展历程1994年我国第一条时速200km/h的准高速铁路----广州至深圳铁路建成并投入运营，标志着我国铁路进入高速化时代。2003年我国第一条客运专线------秦皇岛至沈阳客运专线建成并投入运营，为探索适合中国国情的高速铁路的技术标准、施工方法、运营管理及维护等积累了经验。2007年4月18日，第六次铁路大提速在京哈、京沪、京广、京九、陇海、浙赣、兰新、广深、胶济等干线展开。200km/h线路延展里程达到6003公里，分布在京哈、京沪、京广、广深等干线，其中京哈、京广、京沪、胶济线部分区段达到250km/h。2004年，国务院批准了《中长期铁路网规划》（以下简称《规划》）。2008年，发展改革委组织进行了修编调整。截至2015年底，高速铁路1.9万公里，提前实现原规划目标。2016版《规划》期限为2016-2025年292004年版高铁发展规划_____2020年的目标：建成客运专线1.2万公里，形成“四纵四横”客运专线骨架；建成环渤海、长江三角洲、珠江三角洲地区快速客运系统铁路2000公里；通过建设客运专线和推进既有线提速，建成铁路快速客运网，实现：2000公里左右范围内夕发朝至4000公里左右范围内一日到达中长期客运专线规划京哈专线徐兰专线京沪专线宁汉蓉专线京广专线杭甬深专线杭长专线青太专线建成都市圈和城市带内快速客运系统不小于2000公里。环渤海地区长江三角洲地区珠江三角洲地区三个区域城际轨道交通规划图“四纵”客运专线：北京～上海客运专线，贯通京津至长江三角洲东部沿海经济发达地区；北京～武汉～广州～深圳客运专线，连接华北和华南地区；北京～沈阳～哈尔滨（大连）客运专线，连接东北和关内地区；杭州～宁波～福州～深圳客运专线，连接长江、珠江三角洲和东南沿海地区。“四横”客运专线：徐州～郑州～兰州客运专线，连接西北和华东地区；杭州～南昌～长沙客运专线，连接华中和华东地区；青岛～石家庄～太原客运专线，连接华北和华东地区；南京～武汉～重庆～成都客运专线，连接西南和华东地区；三个城际客运系统：环渤海地区长江三角洲地区珠江三角洲地区城际客运系统，覆盖区域内主要城镇。2008年高速铁路网规划调整为满足快速增长的旅客运输需求，建立省会城市及大中城市间的快速客运通道，规划“四纵四横”等客运专线以及经济发达和人口稠密地区城际客运系统。建设客运专线1.6万公里以上。客运专线网规划基本保持“四纵四横”格局，主要增加北京至承德至沈阳、长沙至昆明、合肥至福州、西安至成都等客运专线。（四）城际轨道交通规划城际轨道交通在完善长三角、珠三角、京津冀地区城际轨道交通网的基础上，重点增加了辽中南、山东半岛、中原地区（郑州）、关中（西安）、江汉平原（武汉）、湘东（长株潭）、成渝、海峡西岸（闽东南）城镇群等经济发达和人口稠密地区城际轨道交通。环渤海城市群长三角城市群珠三角城市群成渝城镇群辽中南城镇群北部湾城镇群山东半岛城镇群中原城镇群昆明地区城际武汉城市圈湘东城镇群关中城镇群海峡西岸城镇群2016年高速铁路网规划明确划分了高速铁路网建设标准。高速铁路主通道规划新增项目原则采用时速250公里及以上标准（地形地质及气候条件复杂困难地区可以适当降低），其中沿线人口城镇稠密、经济比较发达、贯通特大城市的铁路可采用时速350公里标准。39区域铁路连接线原则采用时速250公里及以下标准。城际铁路原则采用时速200公里及以下标准。40到2025年，其中高速铁路3.8万公里左右。在原规划“四纵四横”主骨架基础上，充分利用既有铁路，形成以“八纵八横”主通道为骨架、区域连接线衔接、城际铁路补充的高速铁路网。4142“八纵”通道为：沿海通道、京沪通道、京港（台）通道、京哈-京港澳通道、呼南通道、京昆通道、包（银）海通道、兰（西）广通道“八横”通道为：绥满通道、京兰通道、青银通道、陆桥通道、沿江通道、沪昆通道、厦渝通道、广昆通道。43交通运输学院运输组织所44小结从发达国家的高速铁路建设可知，兴建高速铁路是客运市场发展的必然趋势，高速铁路以其运距和技术优势，在市场中占据了一席之地，为铁路发展开辟了一条新路。第二章高速铁路的线路第一节概述一、线路组成----路基、桥隧建筑物、轨道。二、高速铁路线路的基本特点：（2）高稳定性;（3）高精度、小残变、少维修;（4）宽大、独行的线路空间。（1）高平顺性;三、列车风的影响当列车高速行驶时，在线路附近产生空气运动，这就是列车风。当列车以200km/h速度行驶时，根据测量，在轨面以上0.814m、距列车1.75m处的空气运动速度将达到17m/s（61.2km/h，风速7级，接近8级)，这是人站立不动能够承受的风速。当列车进入隧道时，原来占据着空间的空气被排开。空气的粘性以及气流对隧道壁面和列车表面的摩阻作用使得被排开的空气不能象在隧道外那样及时，顺畅地沿列车两侧和上部流动，列车前方的空气受压缩，所引起的纵向气流速度约与列车速度成正比。在隧道中列车风将使得道旁的工人失去平衡以及将固定不牢的设备等吹落在隧道中，这都是一些潜在的危险。国外有些铁路规定，在列车速度高于160km/h行驶时不允许铁路员工进入隧道。列车速度稍低时，也不让员工在隧道中行走和工作。•列车风对线路两侧的影响列车高速运行时，列车风对线路两侧会产生一定压力，对沿线人员及建筑物造成一定的危害，国际铁路联盟规定：桥上栏杆至轨道中心距离3.3~3.6m，不足需设避车台。站台需要设置防护栏杆。•列车风对列车会车的影响两个列车在双线上会车时，它们的头部产生的空气压力波（列车风）相互作用在对方的侧面，可能会产生危险。高速复线的线路间距，按最高速度的不同，应在4.2米以上。第二节线路的平面和纵断面一、线路平面----直线和曲线（圆曲线和缓和曲线）一、线路平面1、曲线的影响：（1）降低行车速度。曲线会给运行中的列车造成一种附加阻力，称为曲线阻力。曲线半径越小，曲线阻力越大，运营条件越差，在其他条件相同时，运行速度也越低。（2）增加轮轨磨耗。曲线半径越小，磨耗增加越大。2、超高与曲线半径列车在曲线上运行时，车辆和旅客都要经受离心力。为了减小离心力和轮轨之间的相互作用力，采用在曲线线路上设置超高。外轨超高：211.8mmvhR平（）欠超高取值：60~130mm实置超高取值：≤200mm目前，除日本东海道新干线规定最大超高为200mm外，其余各线及法国高速干线最大超高均为180mm，德国85mm等。最小曲线半径：2maxmin11.8()mQvRmhh法国德国意大利日本TGV-PSETGV-A东海道山阳东北上越4000（3200）6000（4000）7000（5100）30002500（2000）4000（3000）40004000几个主要国家高速铁路的曲线半径（m）()内为最小半径我国高速铁路曲线半径的选用：3、缓和曲线线型及长度随着列车运行速度的提高，过去使用的三次抛物线缓和曲线难以完全满足旅客舒适的要求，轨道稳定条件也受到一定影响。为了改善这种状况，有些国家研究采用了半波正弦曲线。缓和曲线的长度的选用：——外轨超高递增坡度不致使轮对内侧车轮轮缘脱轨——轮对外侧车轮升高速度不致影响旅客的舒适——未平衡离心加速度的增长率不致影响旅客的舒适4、夹直线列车通过同向或反向曲线时，受力情况极为复杂，除因外轨超高使车辆绕线路纵轴转动外，还有缓和曲线始点和终点处的冲击以及未平衡离心加速度变化的影响等。因此，必须在同向曲线或反向曲线之间加入一段夹直线段。夹直线应尽量长些，特别是反向曲线时的夹直线更应长些，这对运营是有利的。加直线长度选用：法国规定：夹直线最小长度为0.5v(m)。德国规定：夹直线最小长度0.4v(m)计算。日本规定：一般应大于100m，列车速度低于110km/h时，可大于50m。我国高速铁路最小夹直线按下式确定：maxminmaxmin6.08.0vlvl困难条件下：一般条件下：1、最大坡度：东海道新干线的正线最大坡度为15‰。我国高速铁