高速铁路技术简介

京沪高速铁路工程概况与技术体系京沪高速铁路股份有限公司二○○八年一月2020/8/122一、工程概况二、技术体系构成三、轨道四、路基五、桥梁六、隧道七、站后技术八、质量管理与技术创新主要内容2020/8/123一、工程概况●高速铁路一般是指最高行车速度达到250km/h及以上的新建铁路和最高行车速度200km/h及以上的既有线提速铁路。●高速铁路的发展趋势是：设计速度350km/h。2020/8/124一、工程概况高速铁路以其占地少、能耗低、污染小、成本低、运量大、全天候的比较优势，在世界范围内呈现出方兴未艾之势。截至目前，世界上其他国家或地区高速铁路已经建成并投入运营的长度达到7412km，正在建设的长度达2934km，准备建设的线路长度达9036km，既有线改造成高速铁路的线路长度达9732km。2020/8/125一、工程概况我国自1992年实施铁路提速以来，先后开展了六次大面积提速，200km/h及以上线路长度达到6003km；根据中长期铁路网规划，至2010年建设客运专线5000km，至2020年建设客运专线1.2万km以上，客车速度目标值达到200km/h及以上。2020/8/126京沪高速铁路是目前世界上标准最高、规模最大、一次建成线路最长的高速铁路，是新中国成立以来我国基础设施建设的最大项目。十几年来，国内专家潜心研究，博采众长，逐步形成适合中国国情路情、具有自主知识产权、达到世界一流标准的高速铁路技术体系，为京沪高速铁路建设奠定了坚实的基础。一、工程概况2020/8/127一、工程概况线路经北京、河北、天津、山东、江苏、安徽、上海等四省三市，衔接环渤海湾经济带及长江三角洲经济带。是一条贯穿东部发达地区的交通大通道，线路走向与既有京沪铁路基本平行线路全长1318km。2020/8/128一、工程概况线路位于东部沿海平原地区,局部地区通过低山丘陵,大部分地形平坦。平原地区地质条件普遍较差,软土、松软土分布较广，基底松软，廊坊、天津、沧州、德州以及常州至上海区域地面沉降较严重。2020/8/129一、工程概况冬季施工时间：北京至黄河：4个月（11月至2月）黄河至淮河：3个月（12月至2月）淮河至长江：2个月（12月中旬至2月中旬）长江至上海：1.5个月（1月至2月中旬）沿线土壤最大冻结深度划分如下：DIK0+000—DK75+3000.8mDK75+300—DK196+9000.6mDK196+900—DK569+0000.5mDK569+000—DK667+0260.5mDK665+100—DK1309+1500.5m2020/8/1210沿线经过海河、黄河、淮河、长江四大水系，河渠、滞洪、行洪区密布，跨越5级以上通航河流16处。交通便利，等级以上公路140条。跨越既有铁路59处。全线涵洞平均3.6处/km，宁沪段平均9.7处/km。一、工程概况2020/8/1211正线技术标准：铁路等级：高速铁路。正线数目：双线。设计速度：350km/h，初期运营速度300km/h。跨线列车运营速度200km/h及以上。线间距：5.0m。最小曲线半径：一般7000m；困难5500m。最大设计坡度：20‰。到发线有效长度：650m。牵引种类：电力。列车类型：动车组。列车运行控制方式：自动控制。行车指挥方式：综合调度。一、工程概况2020/8/1212主要工程内容和数量：全线正线长度1318km，共有19条联络线，长度136.012km（单线），动车组走行线累计长度28.481km（单线），既有线改建35.064km（单线），设5个始发站、16个中间站和2个越行站。一、工程概况2020/8/1213主要工程内容和数量：•全线正线桥梁247座，1061km，占全长的80.5%，箱梁31013孔，T梁2587孔，各种特殊结构397处。设箱梁预制场48处。•路基241km，占全长的18.3%，主要分布在济南至徐州、滁州至镇江段，以及廊坊、沧州、德州、宿州、虹桥等站场内。地基处理主要采用CFG桩，总长度2300万m。土石方5682万m3。•隧道22座16km，占全长的1.2%，主要分布在济南至徐州、滁州至镇江段。一、工程概况2020/8/1214主要工程内容和数量：无砟轨道1200.366km(双线)，占91%，设预制板场24处；正线铺轨2618km（单线）；联络线及动车走行线铺轨160km（单线），站线铺轨355km；道岔1007组。一、工程概况2020/8/1215主要工程内容和数量：•房屋面积32.6万m2（不含虹桥站及相关工程面积）；接触网约4000条km；牵引变电所27座；光纤传输系统1318正线km；列车控制系统1318正线km。•征地66908亩；房屋拆迁509.1万m2。一、工程概况2020/8/1216工程总体特点本工程是世界上一次建设标准最高、线路最长、穿越城镇最多、社会影响最大的高速铁路，其主要特点是：●建设标准高：速度高：设计时速350km、初期运营时速300km。密度大：行车间隔3min。寿命长：主体工程使用寿命100年以上，无砟轨道使用寿命60年以上。从而对轨道的平顺性和稳定性、基础工程的沉降和结构变形、列控系统和电力系统的配置以及工程结构的耐久性提出了高标准要求。一、工程概况2020/8/1217工程总体特点●工程规模大：一次建设线路最长：正线长度1318km。桥梁和无砟轨道数量最大：桥梁1061km，箱梁3万多孔，桩基础30多万根；无砟轨道1200km，轨道板48万多块；混凝土6000多万方。地基处理和路基土石方数量大：CFG桩2300多万延米，土石方5600多万方。从而出现施工设备多、作业面多、上场人员多的“三多”场面。一、工程概况2020/8/1218工程总体特点●技术难点多：施工控制高精度对土木工程理念的挑战：基础沉降、结构变形、无砟轨道铺设都要求毫米级控制，对土木工程理论提出新的挑战甚至颠覆，理论与实践的矛盾将日益突出，并影响高速铁路标准的统一和技术的成型。地质条件复杂，基础沉降控制难度大：软土、松软土广泛分布，区域性地面沉降范围大，岩溶、膨胀土、黄土、采空区、断裂带多有分布。一、工程概况2020/8/1219工程总体特点●技术难点多：特殊结构和特大型结构多，结构变形控制与施工协调难度大：特殊结构桥梁数量达到397处，大型枢纽4处，高架车站6座，南京大胜关长江大桥为6线最大跨度336m钢桁拱桥，最长桥梁达164km。线长点多，环境变化大，原材料尤其是地材来源复杂，工程质量及耐久性控制难度大。一、工程概况2020/8/1220工程总体特点●技术难点多：环保问题多：地处东部经济发达地区，工程主要分布在两大平原和三大水系范围内，施工泥浆和取弃土量大，处理困难；城市化程度高，宁沪段城市群基本形成，减振降噪难度大；多为高架结构，低频噪声还没有好的处理措施。专业协调问题多：桥、隧、路、轨道过渡段多，站前站后工程接口多，三电迁改与地下管线迁改工作量大。从而要求增强技术创新力度，突破关键技术，形成具有自主知识产权时速300km到350km的高速铁路技术体系。一、工程概况2020/8/1221一、工程概况工程建设管理贯彻“以人为本，服务运输，强本简末，系统优化，着眼发展”的理念，全过程按“质量、安全、工期、投资、环保和技术创新”六位一体统筹建设工作，把京沪高速铁路建设成资源节约型、环境友好型的世界一流高速铁路。按照“整体设计、系统建设、优质高效、一次建成”的原则，全线工期按60个月安排。京沪高速铁路股份有限公司济南指挥部Ⅰ标段Ⅱ标段Ⅲ标段Ⅳ标段Ⅴ标段Ⅵ标段南京枢纽标段天津指挥部蚌埠指挥部南京指挥部苏州指挥部综合部计划财务部工程管理部技术质量部物资设备部济南外方质量代表处南京外方质量代表处2020/8/1222二、技术体系构成体系（system）：也就是系统，包括组成该系统的子系统、相关技术标准、技术方案。体系突出的是各子系统的相互关联和协调。轨道结构机车车辆电气化信号荷载振动与噪声迷流轨道电路施工修理与修复基础工程工期与质量平顺性与稳定性承载能力、刚度稳定性、耐久性2020/8/1223工务工程环境保护综合维修线路站场轨道路基桥梁隧道牵引变电所高速铁路技术体系票务系统旅客服务系统市场营销策划客运组织管理运输计划运行管理车辆管理供电管理客运调度通信信号接触网电力牵引供电通信信号动车组运营调度客运服务牵引供电2020/8/1224高速铁路与普通铁路的区别：惟一指标是高速度。高速铁路技术就是实现高速度的技术。高速度对铁路技术体系提出哪些要求将是高速铁路技术体系需要研究和解决的关键问题。二、技术体系构成2020/8/1225高速度对轨道的要求：高平顺和高稳定性。高平顺的核心：保持轨道结构良好的几何状态。高稳定性：指轨道保持高平顺性的能力，是指轨道在高速运营条件下保持高平顺性与均衡弹性、维持部件有效性与完整性的能力，标志是少维修或免维修。措施：以无砟轨道为主要轨道结构形式，铺设跨区间无缝线路。条件：运用高精度和高可靠性的轨道部件。要求：铺设高精度，养护高质量三、轨道2020/8/1226三、轨道铺设高精度项目EN标准法国德国西班牙日本中国速度（km/h）250～300200～250200200200200≥300轨距（mm）±2±2±3±1（±2）水平（mm）±2±23±2421（2）高低（mm）2/10m3/20m3/10m4/20m3/10m2/5m3/10m2/10m2/10m轨向（mm）2/10m3/20m3/10m4/20m2/10m2/10m3/10m2/10m2/10m扭曲（mm）3/3m3/3m3/3m4/3m1.5/2.5m2/6.25m2020/8/1227三、轨道养护高质量内容日本新干线法国高速铁路德国高速铁路项目计划维修舒适性安全性VAVIVRSRASR100SRlimSR极限高低/mm6/10m7～10/40m7/10m7～10/40m10/10m7～10/40m5/12.2m10/31m10/12.2m18/31m15/12.2m24/31m5/6m7/6m9/6m18/6m轨向/mm4/10m6～7/40m4/10m6～7/40m6/10m6～7/40m6/10m12/33m8/10m16/33m12/10m20/33m5/6m7/6m9/6m18/6m轨距/mm+6-4+6-4+6-4+5+10-3+15-4水平/mm55757910扭曲/mm4/2.5m5/2.5m6/2.5m2/2.5m3/2.5m车体垂加/g0.25*0.25*0.35*0.100.130.15车体横加/g0.20*0.20*0.30*0.12*0.22*0.28*0.100.130.152020/8/1228三、轨道国家轨道结构钢轨轨枕扣件道床日本有砟轨道60kg/mJISE1101整体式长2.4m重325kg120双重弹性，扣压力6kN，垫板厚10mm，刚度60kN/mm颗粒级配19/63，厚度300mm无砟轨道板式无砟轨道直结4或直结8，扣压力取决于扭矩，轨下垫板厚10mm，刚度30kN/mm德国有砟轨道60kg/mUIC60E1*900A整体式长2.6m或2.8m重330kg或380kgHMVossloh，扣压力11kN，垫板厚10mm，刚度60kN/mm颗粒级配22.4/60，厚度350mm无砟轨道以轨枕埋入式无砟轨道为主Vollsoh300，扣压力10kN，弹性基板厚10mm，刚度22.5kN/mm法国有砟轨道60kg/mUIC60E1900A双块式/整体长2.4m重248kg/290kgNabla，扣压力11kN，垫板厚9mm，刚度150kN/mm颗粒级配25/50，厚度300mm西班牙有砟轨道60kg/mUIC60E1900A整体式长2.6m重320kgHMVossloh，扣压力11kN，垫板厚6mm，刚度500kN/mm颗粒级配30/60，厚度300mm意大利有砟轨道60kg/mUIC60E1900A整体式长2.6m重315kgPandrol，扣压力14kN，垫板厚10mm，