德国高速铁路设计选线参数简介及中德线路选线参数比较

勘测与设计

道

德国高速铁路设计选线参数简介

及中德线路选线参数比较

董振锋

【摘要】重点阐述德国高速铁路设计规范线路篇的有关知识，类比与我国高速

铁路设计规范线路篇的不同之处，分析得出相对于平纵断面设计，我国标准高于

德国标准，但是德国标准在参数选择时较我国标准灵活。

【关键词】高速铁路欧洲标准选线参数比较

（中铁第四勘察设计院集团有限公司线站处武汉４３００６３）

自20世纪90年代后期开始，我国铁路处于全

面改革和大规模建设时期，铁路运输市场处于急速上涨阶段。尤其进入21世纪后，我国中长期铁路网规划中“四横四纵”几大主干线理论的提出及建设，引起了全国铁路建设的新高潮。然而，相对的国外铁路建设却处在缓慢的增长中，为此，欧洲联盟决定开放欧洲铁路市场，以刺激其竞争力和进一步增长。这也为我国铁路事业进军国际市场提供了很大的机会。目前我国参与了多条海外铁路的设计和建设，无论是非洲国家还是亚洲国家，都要求我们转变观念，参考发达国家的铁路设计规范。尤其是欧标的铁路设计规范，因其悠久的发展历史，严谨的设计流程，更是被很多国家广泛采用。由于欧标主要采用德国铁路设计规范，所以本文重点介绍《德国高速铁路设计规范》中线路篇有关知识，同比于我国《高速铁路设计规范》（试行）中线路篇的差别。

1德国高速铁路设计规范线路篇

1.1平面设计

1.1.1超高参数

平衡超高E0=11.8·Vd2/R=Ea+Eu

实际超高Es=7.1·Vd2/R

超高变化率F[mm/sec]F=max(Ea,Eu)·Vd/3.6/Ls

侧向加速度A[m/sec2]A=Vd2/12.96/R-Ea ·9.81/1500

说明：

·E0[mm]平衡超高；

·Es[mm]混合运输线路(即速度不均匀)上的标准超高；

·Ea[mm]实际(采用)超高(Superelevation)；

·Eu[mm]未被平衡的超高，Eu>0为欠超高，

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半径minRv>2000m。

竖曲线长度最短为20m。

1.2.3最小坡段长度

德国规范对最小坡段长度没有要求。

2同比我国高速铁路

设计规范线路篇的差异

2.1平面

2.1.1国内进行铁路线路设计多采用交点法（顺序输入线路相邻切线的交点坐标以及该交点所对应的圆曲线半径及缓和曲线长，从而确定线路的平面位置），德国进行铁路设计习惯采用积木法（该方法是把线路看成由一个个独立的直线段、圆曲线段或回旋曲线段拼接而成，对于任一种线形单元，只要给定必要的线形参数，从线路的起点或终点开始，利用上述三种曲线单元之一逐段向前/后拼接，就可以象搭积木一样设计出理想的线路平面线形，积木法在国内的公路设计中应用较多）。

2.1.2对于双线铁路，国内一般设计左线、配右线，线路的里程指左线里程；或者设计右线配左线，线路的里程为右线里程。德国的设计习惯为设计左右线的轴线，再配左线或右线，里程指轴线里程。

2.1.3国内配二线设计同心圆时，计算出的缓和曲线长度取10米的整倍数，这样处理的结果是左右线的圆曲线不是同心圆（我们计算线间距时可发现此处的线间距与两段直线段稍有差异）；德国根据轴线设计左右线进行同心圆计算，缓长不取整，这样在圆曲线段，左线、右线、轴线都为同心圆。分析原因，国内缓长取整10米是沿用以前的设计习惯，以前缓和曲线的计算主要靠查表。

2.1.4我国的规范中缓和曲线使用三次抛物线线形，而德国规范中缓和曲线的类型有回旋线，还有Bloss缓和曲线。缓长的计算公式：德国规范中一般情况下L=0.4·Vd，我国规范中一般情况下L=0.6·Vd（Vd为速度值）。

2.1.5对于平面曲线的半径和缓长，我国的铁路设计规范中，由线路的容许速度、计算曲线超高及缓和曲线长度、曲线正矢、曲线地段建筑限界加宽等诸多设计参数的基础参数，根据标准化原理进行统一、简化、协调，形成半径系列及推荐的缓长，而且曲线半径一般规定为100m的整数倍。在使用时针对不同的设计速度，查询对应的半径缓长，而德国线路规范中只对超高、未被平衡的超高、超高顺坡率的极限值进行了规定，半径和缓长的选用是由工程师根据这些极限值计算选择，半径、缓长、轨面超高的选择较灵活。

2.1.6对于时速250Km/h以上的铁路线路，根据德国规范和习惯可采用S型曲线，即两个反向弯道之间不设夹直线，由缓和曲线直接相连，这在我国规范中是不允许的。

2.1.7对于曲线地段路基面外侧加宽，国内规范是根据铁路等级，对不同曲线半径规定相应的加宽值，而德国规范根据轨面超高来规定加宽值。

2.2纵断面

2.2.1德国规范对最小坡段长度、坡度差没有限制；我国《高速铁路设计规范》（试行）中对应不同的速度目标值，规定出了对应的一般条件下和困难条件下的最小坡段长度，根据我国客运专线情况以及秦沈线设计、运营经验，取两竖曲线间的最小夹坡段长度不得小于0.4v（v表示列车设计速度）。对于坡度代数差的限制，在《高速铁路设计规范》（试行）中没有做明确说明，各项目根据实际情况，在设计原则中加以规定。

2.2.2德国规范中变坡点的里程、坡段长度也不必刻意取整；而我国一般情况取整为50m的整数倍。

2.2.3德国规范纵断面中需对轨面超高进行设计；我国规范中无此项。

2.2.4德国规范对曲线及隧道的坡度折减不考虑，而我国铁科院曾对曲线折减做过研究，得出结论：高速铁路与德国规范相同，而客货共线铁路需进行曲线和隧道的坡度折减。

2.2.5德国规范中新建干线铁路的区间线路纵向坡度最大为12.5‰，次要铁路和城市铁路最大为40‰；而我国规范中区间正线最大坡（下转第80页）

3结论

综合考虑站台层烟气蔓延过程、能见度及温度场分布等，当发生列车火灾时，通过对两种排烟模式下烟控效果分析可得出如下结论：

3.1在“轨顶及站台层排烟，站厅层送风烟控模式”下，站台中部楼梯、西侧扶梯分别在380s和520s 左右时受烟气影响不能使用，而东侧扶梯在整个1200s模拟时间内均未受烟气影响可以继续使用，站台层人员可用安全疏散时间超过1200s；在该烟控模式下，楼扶梯口处向下气流速度约为1.0m/s，足以阻挡烟气通过楼扶梯口蔓延至站厅层。

3.2在“轨顶排烟，站厅层送风烟控模式”下，站台中部楼梯、西侧扶梯及东侧扶梯分别在315s、368s及535s左右时受烟气影响而不能使用,站台层人员可用安全疏散时间为535s；在该烟控模式下楼扶梯口处向下气流速度约为0.5m/s，不足以阻挡烟气向站厅层蔓延。

3.3“轨顶及站台层排烟，站厅层送风烟控模式”的防排烟效果优于“轨顶排烟，站厅层送风烟控模式”。

参考文献

[1]马莉莉郭大刚，周吉伟.轨道交通地下站性能化防排烟设计研究.2008铁路暖通空调学术年会会议论文，2008：

[2]顾正洪程远平倪照鹏.地铁车站火灾时事故通风量的研究[J].消防科学与技术，2005，24（3）：298-300.

[3]顾正洪程远平周世宁.地铁排烟风亭与出入口合理的相对位置[J].西南交通大学学报，2005，40（5）：591-594.

[4]陈涛杨锐孙占辉，等.地铁车站安全疏散模拟计算与性能化分析[A].火灾科学与消防工程论文集[C].

收稿日期：2010-3-8

（上接第10页）度，不宜大于20‰，困难条件下，经技术经济比较，不应大于40‰.

2.2.6德国规范规定，隧道内纵断面设计坡度：隧道长度L≤1000m为2‰，L>1000m为4‰；而我国隧道内最小坡度主要考虑排水需要,一般为不小于3‰。

3结语

对于平纵面的设计，德国规范中仅根据运动物理学的基本原理规定了计算公式，根据经验和实验结果规定了与舒适度相关的主要参数，工程师需根据规范通过一系列的检算，选用半径缓长等数值，设计灵活性较国内大，但效率较低；相比之下，国内规范规定的较为细致，规范在制定之时，已经根据基本原理及舒适度要求，针对不同的速度目标值，规定了相应的半径、缓长系列，工程师不必研究基本原理，也基本不需繁琐的参数选择和检算，根据具体情况查表即可，设计效率更高，但缺乏灵活性，设计更加粗放。另外，我国对最小坡段长度、坡度差、坡度折减等纵断面参数的考虑，可以更好的保证列车在变坡点处的运行安全、乘客的舒适性要求，同时将列车运行的平稳性与节约工程投资两者相统一1而德国规范对纵坡没做要求，这与德国的机车车辆的制造水平较高有关。

虽然中国与德国的标准略有差别，但基本原理基本一致，在参加海外项目时，我们既要发挥我们高效的设计风格，也要学习德国严谨的设计习惯，以适应海外市场的需要。

参考文献

[1]高速铁路设计规范（试行）(铁建设[2009]209号)，2009年12月.

[2]德国铁路基础设施设计手册.北京：中国铁道出版社，2007年4月.

[3]铁路线路设计规范[S].北京：中国计划出版社，2006.

收稿日期：

2010-3-9