[工程科技]高速铁路技术简介

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三、轨道
无砟轨道具有满足高速要求的 技术优势和综合效益 无砟轨道作为混凝土工程， 工厂预制和现场浇注精度 能够控制，可以满足铺设 高精度的需要，而且现有 的轨检小车与全站仪组合 的测量系统，测量精度能 够保证铺设精度要求
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一、工程概况
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。
• 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。
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一、工程概况
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。
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三、轨道
有砟轨道能否满足高速铁路平顺性的要求 ？
比如：我国高速铁路要求高低和方向的铺设 精度为2mm/10m 目前最先进的养路机械作业精度为 4mm/16mm
有砟轨道难以达到我国高速铁路平顺性要求
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三、轨道
有砟轨道是否具备保持轨道高平顺的 能力 ？
传统铁路：道床维修量占线路维修量 的70%以上
施工
机车车辆
电气化
振动与 噪声
荷载
迷流
工期与 质量
轨道结构
信号
轨道 电路
修理与修复
平顺性与 稳定性
承载能力、刚度 稳定性、耐久性
基础工程
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高 速 铁 路 技 术 体 系
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工务工程 牵引供电 通信信号
线路 站场 轨道 路基 桥梁 隧道 牵引供电 牵引变电所 接触网 电力
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一、工程概况
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。
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一、工程概况
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。
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一、工程概况
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。
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铺设高精度
三、轨道
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养护高质量
三、轨道
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三、轨道
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三、轨道
有砟轨道具有建设费用低、 噪音传播范围小、建设周期 短、破坏时修复时间短、自 动化及机械化维修效率高、 轨道超高和几何状态调整简 单等优点。
有砟轨道对高速度的适应性？
路稳定不利 京沪HSR桥梁比例大，一些长桥长度长达数十km，最长的甚至 达100多km，如此长大高速铁路桥梁上铺设有砟轨道，国外没 有相应的经验可借鉴 由于上述工程措施可靠性较差，问题还没有解决
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三、轨道
软土路基上有砟轨道能否实现350km/h ？ 速度提高到一定限度，轮轨关系以及轮轨振动在轨下基础的传播机理还 没有完全被掌握 轮轨振动在轨道中传播的是体波，在路基中传播的是表面波，体波和表 面波波速至少是线路设计速度的1.5～2倍才能以设计速度开通运营 对于设计速度350km/h的线路来说，要求轨道体波和路基表面波达到（ 525～700）km/h。目前国内还没有试验资料能够证明采取措施能够满足 此要求，技术风险依然存在
根据 一个压 力波 、剪 切波 和长面 波计 算的 在 均质 空间里 的位 移
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剪切 波速 度 压力 波速 度 表面 波速 度
用G抗 剪弹性 模量 ，P密度 用V横 向转数
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三、轨道
防止道砟飞散引发的安全措施？
道砟飞散引发车辆和钢轨伤损以及相应的 安全问题
法国国铁有一支专门的钢轨表面伤损焊补 队伍，说明法国由于道砟飞散造成的钢 轨伤损是一种客观存在
我国目前高速铁路采用的有砟轨道结构与 既有铁路有砟轨道结构没有本质区别， 防止道砟飞散问题还没有引起足够重视， 安全隐患依然存在
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三、轨道
对设计速度350km/h的高 速铁路来说，有砟轨道 不仅存在平顺性和稳定 性难以满足问题，还存 在其他技术风险需进一 步研究。
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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。
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一、工程概况
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。
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
主要内容
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
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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。
通信
信号
动车组
运输计划
运行管理
运营调度
车辆管理
供电管理 客运调度
票务系统
客运服务
旅客服务系统 市场营销策划
客运组织管理
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综合维修 环境保护
二、技术体系构成
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。
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一、工程概况
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。
0.6m
DK196+900—DK569+000
0.5m
DK569+000—DK667+026 <0.5m
DK665+100—DK1309+150 <0.5m
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一、工程概况
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。
DB：高速铁路线路维修量是传统铁路 的2倍，通过总重5亿t需要更换道 砟（传统铁路为10亿t）
SNCF：TGV东南线820km线路，14年 统计结果是 每年需要对400km线路 进行大机作业，最多的一年达 600km
大机作业后需要慢行，对运输的干扰 比较大
有砟轨道保持高平顺的能力比较差， 维修量大
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三、轨道
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
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一、工程概况
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。
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一、工程概况
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。
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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。
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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。
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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+300
0.8m
DK75+300—DK196+900
京沪高速铁路股份有限公司
综合部
计划 财务部
工程 物资 技术 管理部 设备部 质量部
天 津 济 南蚌埠 南京 指挥部 指挥部 指挥部 指挥部
苏州 指挥部
Ⅰ
ⅡⅢⅣ
标
标标标
段
段段段
南
京 枢 纽 标
ⅤⅥ 标标 段段
段
济
南wk.baidu.com
外方质量代表处
南
京
外方质量代表处
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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。
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一、工程概况
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。
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一、工程概况
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。
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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。
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三、轨道
桥上有砟轨道的稳定性问题 ： 道砟粉化，共振导致道床液化，道床失稳解决的措施： ①桥梁结构优化：目前已经取了2倍的安全系数，对经济性已造成
影响，优化空间有限 ②采用道砟垫：虽然起到了隔振作用，但减少了道砟与桥面的摩
擦力，加剧了道床的振动 ③弹性轨枕：减少了振动的传递，但纵横向阻力的减少对无缝线