《高速铁路概论》课程报告

********大学课程总结报告报告题目浅述全球高速铁路技术院（系）土木建筑学院专业城市轨道工程班级*****************姓名小关任课教师******老师2011年11目录一、概述...................................................1二、各国高速铁路发展特点...................................1二、世界高速铁路的主要技术发展.............................22.1站间距离...............................................22.2最小圆曲线半径..........................................32.3允许的超高值............................................32.5线路最大坡度值..........................................52.6道岔...................................................62.7轨道....................................................92.8扣件系统...............................................102.9高速列车...............................................112.10调度系统..............................................12三、结束语................................................14参考文献..................................................14高速铁路概论课程总结报告1一、概述自1964年日本东海道新干线开通以来的实践表明，高速铁路在资源、环境的可持续发展战略上占据明显的优势，发展高速铁路在国际上已形成共识。在全世界范围内，高速铁路正在如火如荼地发展之中。高速铁路是人类智慧的结晶，它的发展依赖于科学技术水平的发展，本文就高速铁路发展中的部分主要技术作简要介绍，由于本人水平有限，文中难免有较缺点和错误，恳请指正。二、各国高速铁路发展特点1.1日本日本是高速铁路首创国，目前已建成高速新线(标准轨)2779km，既有线是窄轨，但通过小型新干线及变轨距转向架，高速列车也能下既有线。主型高速列车是：700系、N700系、E2系、E4系(双层)。2011年3月6日，日本最新子弹列车“隼鸟号”（Hayabusa）首度通车上路。这项最新高科技特快新干线时速达300公里。1.2法国法国是欧洲高速铁路第一个建成国，目前已建成高速新线1914km，最高运营速度320km/h，通过高速列车下既有线，能通达的里程已达8000km，主型高速列车是：欧洲之量(TGV-TMST)、塔列斯(TGV-PBKA)、TGV-2N(双层)等。1.3德国德国目前已建成高速新干线虽然只1020km，但德国是客货混运的高速铁路系统，既有线都能运营200km/h快速列车，既有线中的困难地段已建成高速新线，因此高速列车能全国通达，主型高速列车是ICE1、ICE2、ICE3。最高运营速度是330km/h1.4西班牙西班牙目前已建成高速新线1518km，高速为准轨，既有线为宽轨，高速列车通过变高速铁路概论课程总结报告2轨距的转向架能够下既有线。西班牙主型高速列车是AVE(法TGV-A衍生)，最高运营速度300km/h。1.5意大利意大利目前已建成高速线766km，目标是在全国形成T字型高速干线，主型高速列车是ETR500，最高运营速度300km/h。1.6韩国韩国是亚洲第二个建成高速铁路的国家，目前首尔—釜山高速铁路里程为426km，高速列车为KTX(法国TGV-A衍生)，最高运营速度300km/h。1.7中国1.7.1台北台北—高雄高速铁路(345km)已于2007年开通运营，高速列车是700T(日本700/500系综合)，最高运营速度300km/h。1.7.2大陆中国大陆目前已经拥有全世界最大规模以及最高运营速度的高速铁路网。1997年1月韶山8型电力机车212.6km/h北京环行铁道，截止2010年10月底，中华人民共和国国内运营时速200公里以上的高速铁路运营里程已经达到7431公里。2011年1月9日在京沪客运专线上CRH380BL“和谐号”电力动车组达到了487.3km/h的速度1.8美国美国东北走廊既有线改造后，运营“飞人号”高速列车(庞巴迪制造)，最高运营速度240km/h。二、世界高速铁路的主要技术发展2.1站间距离日本高速铁路是按照客流量和运输组织特点来设计车站站型。大中型站在咽喉区正线高速铁路概论课程总结报告3间设渡线;小型站在两端咽喉区正线间不设渡线,在正线区间也不设渡线。法国高速铁路采用高速列车下线运行的运输组织方式。线路上均设有反方向运行信号设备,可达到每站区、每区间的反方向运行目的。在区间内每隔20~25km均铺设双向渡线,采用1/65号道岔,侧向通过速度达220km/h,因之其站间距离较长,最大站间距离达274km。2.2最小圆曲线半径最小圆曲线半径与高速铁路运行最高速度和运输组织模式相关,既要满足旅客舒适度,又要满足行车安全及经济合理等条件。在国外,高速铁路存在两种运输组织模式,其最小圆曲线半径的决定因素各异。在纯高速列车运行的线路上,最小圆曲线半径取决于最高速度Vmax、实设超高(h)与欠超高(hq)之和的允许值(h+hq)等因素。在高、中速列车共线运行的线路上,最小圆曲线半径主要取决于高速列车最高运行速度Vmax、中速列车运行速度Vz、欠超高(hq)与过超高(hg)之和的允许值[hq+hg]等因素。我国的京沪、沪杭、秦沈、武广等高速客运专线在未来的运输组织模式中,由于在运营的初近期有相当规模的跨线中速或准高速旅客列车共线运行,且这种模式将是我国高速铁路未来的基本运输组织模式。故最小圆曲线半径主要取决于高速列车最高运行速度Vmax、中速列车运行速度Vz及欠超高(hq)与过超高(hg)之和的允许值[hq+hg]等因素。2.3允许的超高值2.3.1最大欠超高值允许的最大欠超高值主要由旅客乘坐舒适度要求这一条件确定。铁科院于1979年和1980年先后在京广线、滨洲线以及开通后的广深线作了专门的测定试验。试验沿用了日本等国曾使用过的方法,由专聘的旅客分坐于车厢各处(分正、倒坐、站立),记录列车通过各测试点时的自身感觉并给出评定。并对各种评定加以统计,选定具有一定概率的舒适度指数所对应的最大欠超高值作为允许值。表1给出我国及有关国家铁路允许的最大欠超高[hq]值:高速铁路概论课程总结报告4可以看出,国外新建客运高速铁路线路允许的最大欠超高值,一般情况,在76mm~90mm之间,最大(或个别曲线)在90mm~130mm之间,新建客货混运高速铁路线路在60mm~120mm之间,既有线改建在90mm~150mm之间。根据我国专门试验研究结果及建议值,并参照国外客运专线采用标准,对京沪、沪杭、秦沈、武广等高速客运专线线路允许的最大欠超高值[hq]建议为:一般地段80mm,困难地段110mm。2.4.2最大过超高值由于高速旅客列车在高速铁路线路曲线上运行时,将产生未平衡的向心加速度,即产生过超高。允许的最大过超高值[hg]主要由运行安全、乘坐舒适度和经济合理性等这三个条件确定。受车辆运行安全、乘坐舒适要求的[hg]值的确定,与确定[hq]值原理基本相同。区别仅在于后者是车辆向曲线外侧倾斜,而前者是向曲线内侧倾斜。据美、日等国试验结果看,可以认为[hg]值与[hq]相近。从我国《时速160km铁路曲线半径和缓和曲线设计参数的研究》课题组所作倾覆试验得出,在静态下过超高达到150mm时,部分旅客已稍有不舒适感觉,所以满足安全、舒适的[hg]值,可取150mm。下面将德国、意大利新建客货混运高速铁路及法、美、印度既有铁路改建的允许过超高值[hg]列于表2，高速铁路概论课程总结报告5从表2可以看出,国外客货混运铁路线路允许的最大过超高值主要是由经济合理性这一条件确定。我国京沪、沪杭、秦沈、武广等高速客运专线是以高速客运为主,且客车轴重比货车要小,因此,在借鉴国外铁路允许的过超高值标准时可予适当放宽。据此,允许的最大过超高值[hg]初步建议为:一般地段80mm;困难地段110mm。2.5线路最大坡度值高速铁路线路设计最大坡度的选定,牵涉到的因素较多,但决定因素还是高速列车的运营安全、主要工程数量及相应投资。下面参照国外及以我国京沪高速客运专线为例来说明这一问题。国外新建客运高速铁路,通常选用较大的线路坡度,是为了适应地形,减少工程数量,以节省投资。高速旅客列车,无论是采用动力集中型(以法国为代表),还是动力分散型(以日本为代表),线路最大坡度值都是根据机车(或动力车组)功率、列车编组辆数、以及所经由地段地形经比选确定。例如,法国巴黎至里昂东南新干线(SE·TGV线),曾对35‰方案与50‰两种最大坡度值方案进行比选,35‰方案的投资虽较50‰方案略有增加,但可保证机车在1台牵引电动机发生故障时,列车仍能在35‰坡道上起动,而50‰的方案则不能。最后,从运行安全角度出发,选用了线路最大坡度35‰的方案。新建客货混运高速铁路线路最大坡度值是由货物列车运行要求确定的。表7给出法、日、意、德、罗等国高速高速铁路概论课程总结报告62.6道岔2.6.1国内外高速道岔国外高速铁路的发展起始于20世纪70年代中后期,具有世界领先水平的应属法国和德国,其高速铁路商业运行速度已达到300km/h以上。法国在1990年就已创下了直向过岔试验速度501km的世界纪录。德法两国高速铁路道岔的设计制造技术先进成熟、可靠,处于世界领先水平。国产客运专线道岔线型与参数直向过岔速度为250km/h和350km/h、侧向过岔速度为80km/h和160km/h的道岔平面线型采用复圆曲线和圆曲线+抛物线线型,未被平衡的离心加速度α≤0.5m/s2,未被平衡的离心加速度时变率ψ≤0.4m/s3,尖轨尖端ψ≤1.3m/s3。稳定性系数为2.5;脱轨系数0.8;减载率为0.6。尖轨和心轨轨型采用60D40断面钢轨,岔区设置1∶40轨顶坡。2.6.2道岔设计技术理论德法两国采用全动态设计手段,运用轨道动力学、结构分析及计算机动力仿真等多种理论分析方法,开展道岔设计的优化。运用各种试验手段,对高速道岔的适应性、安全性进行高速铁路概论课程总结报告7验证与评估,通过几十年不断的试验、优化,形成了各自独特的理论体系与道岔结构体系。2.6.3道岔平面线型设计德法两国以行车舒适度为目标,追求导曲线线型的良好平顺性,并考虑不同线间距的通用性,从线型设计上提高道岔尖轨的耐磨性。法国侧向速度160km/h以上道岔采用圆缓(抛物线)线型;德国是缓圆缓(螺旋线),在尖轨前端采用轨距加宽最大15mm,以改善轮轨关系,提高曲尖轨寿命。2.6.4强化道岔主要部件结构强度德法通过大量测试,确定道岔各部件的振动环境,对关键部件依据疲劳强度进行设计,注重各部件的整体性设计。道岔心轨跟端采用双肢弹性可弯结构、锰钢整铸摇篮式翼轨、减摩或滚轮滑床板、锻造或铸造的整体硫化铁垫板;法国和德国高速道岔的尖轨均采用整根AT轨加工制造,法国主要采用UIC60D轨,不淬火,强度为900A;德国采用UIC60E轨,强度为1100MPa。尖轨尖端均采用藏尖结构,藏尖深度均为3mm。根据各自国的轮轨关系和理论确定设置1∶20或1∶40轨顶坡及尖轨轨顶降低值;法国当基本轨采用UIC60、尖轨为UIC60D轨时,尖轨尖端降低值为17mm,德国尖轨尖端降低值为16mm。两国尖轨轨顶降低起始点有较大差异,法国为顶宽22mm处,德国为54mm处