秦沈客运专线主要设计技术

秦沈客运专线主要设计技术X

屈晓辉

(铁道部高速铁路建设领导小组办公室,北京100054)

摘要:围绕高速列车运行的路基、桥梁工程的刚度条件,轨道工程的平顺性和稳定性,信息系统的高可靠性,以及保证机车良好受流和列车安全运行牵引供电的安全性和抗干扰性,全面论述了我国自行设计修建的200km/h双线电气化秦沈客运专线主要专业的设计技术,为客运专线和高速铁路建设提供借鉴和参考。

关键词:客运专线;设计技术

中图分类号:U412.3文献标识码:A文章编号:1672-7029(2004)01-0032-07

Design technology of Qinhuangdao-Shenyang dedicated passenger railway

QU Xiao-hui

(High Speed Rail way Constructi on Leading G roup,MOR,Beiji ng100054,China)

Abstract:Focused on roadbed and rigid c ondition of bridge structure under the operation of high speed train,smooth-ness and stability of track structure,high reliaility of information system,as well as better current collecting of locomo-tive and safety and ant-i interference of the traction feeding system to ensure train operation,the design technology of main specialties is discussed for the nationally designed and constructed double track elec trified Qinhuangdao-Shenyang Dedicated Passenger Railway,and a better reference to passenger rail w ays and high speed railways is provided.

Key words:dedicated passenger railway;design tec hnology

秦皇岛至沈阳铁路客运专线是我国自行设计修建的第1条双线电气化客运专线。起自秦皇岛站,经绥中、兴城、葫芦岛、锦州、盘锦、台安、辽中等12个市县区,终到沈阳北站,全长404.65km。与同步建成的北京至秦皇岛提速改造工程,构成了京秦沈快速客运通道,使北京)沈阳间的运行时间可以从9h缩短到5h。同时,既有沈山线的货运能力得到了充分释放,可以大大缓解沈山线长期紧张的货运压力,对东北地区及沿线经济发展和社会进步将起到重要作用。

线路为南西)北东走向,秦皇岛至凌海间为剥蚀丘陵区,凌海至沈阳间为冲积平原。沿线分布大量软土、松软土地层和盐渍土、膨胀土及受地震影响液化地层等不良地质。共有软土、松软地层121.8km。地震液化地层11.9km。

主要工程数量:路基土石方5000m3,桥梁272座计62km,正线铺轨818km,设中间站6个(缓建中间站6个),铺设通信干线光缆915km,牵引变电所7个,接触网导线1052km,电调中心和行车指挥中心各1处,房屋11.9万m2,污水处理厂7个,声屏障11处共1.36万m2。

秦沈客运专线建设为我国高速铁路设计、施工及技术装备选型提供了技术依据,在山海关至绥中北区间先期修建了66.8km综合试验段,进行了3次综合试验。2001年12月第1次综合试验,/神州号0内燃动车组最高时速210km。2002年9月第2次综合试验,/先锋号0电力动车组最高时速292 km。2002年11月第3次综合试验,/中华之星0电

第1卷第1期2004年7月

铁道科学与工程学报

JOURN AL OF RAILWAY SCIENCE AND ENGINEERING

Vol.1No.1

July2004

X收稿日期:2004-01-02

作者简介:屈晓辉(1956-),男,湖南长沙人,京沪高速铁路副总设计师,教授级高级工程师,从事高速铁路客运专线研究

力动车组最高时速321.5km;随后又以200~250 km的时速进行了山海关至沈阳的全程贯通试验。大量测试数据表明:列车以设计速度运行时,路基、轨道、道岔、桥梁的动力性能及接触网工作状态良好,满足设计要求,轨道平顺度检测结果达到国际标准。

1主要设计技术标准

1)线路类别:客运专线;

2)正线数目:双线;

3)设计速度:200km/h,平面预留250km/h;

4)最大坡度:12j;

5)最小曲线半径:一般条件3500m,困难条件3000m;

6)牵引种类:电力;

7)机车类型:SS9、时速200km以上电力动车组;

8)牵引定数:860t;

9)到发线有效长度:650m;

10)闭塞类型:自动闭塞。

2线路平、纵断面特征

1)运营长度:上行404.633km,下行404.640 km;

2)正线建筑长度:上行392.524km,下行393.043km;

3)直线长度:234.637km,占全长的57.99%;

4)曲线长度:169.97km,占全长的42.01%;

5)展长系数:1.073;

6)紧坡地段长度:74.674km,占全长的9.23%;

7)拔起高度:上行979.17m,下行1009.70m;

8)线间距:站内正线与区间正线线间距均为4.6m,曲线不考虑加宽,左右线平面按同心圆设计;

9)竖曲线:新线地段竖曲线半径为15000m 至20000m,并成段采用。

3主要专业设计技术特点

行车速度达到200km/h以上的快速铁路与普通铁路具有本质上的差异,其路基、轨道和桥梁承受的列车动力作用远大于普通铁路,而轨道的不平顺对快速行车引起的列车振动也远比相同条件下普通速度的列车严重,即旅客感受的舒适度因速度的提高而恶化。亦由于速度的提高,通信、信号和电气化工程乃至运输管理等方面的技术要求完全有别于普通铁路。其主要原因是:高速铁路轨道的平顺受刚度条件控制。因此,秦沈客运专线各主要工程的设计必须考虑基于快速列车运行的以下主要技术特点。

3.1轨道工程技术特点

秦沈客运专线设计的轨道除必须保证高速行车的安全外,还须满足旅客乘坐舒适的严格规定,既要轨道达到高标准的平顺,又要平衡高速列车运行的稳定性。因此,设计开发研制了新型轨道结构。

3.1.1轨道结构

秦沈客运专线正线轨道以铺设有碴轨道为主,同时在沙河特大桥、狗河特大桥,及跨双河公路特大桥上分别铺设了长枕埋入式无碴轨道和板式无碴轨道等新型轨道结构。无碴轨道整体强,纵向、横向稳定性较好,由于可大幅度减少维修工作量和维修成本,因而对高速列车运营特点和要求适应性强。此外,无碴轨道结构厚度较有碴轨道薄,可减轻桥梁上恒载约40%,有利于降低跨线点结构设计高程。但由于刚度大,轨道的弹性较差,且振动、噪声大。

无论长枕埋入式,还是板式无碴轨道结构,结构设计时,类型选择后都须进行设计荷载、静力计算模型、道床(轨道)板截面设计弯矩和结构设计等计算工作,考虑使用期内最不利的荷载条件,采用较大的强度安全储备,使整体结构和部件安全可靠、经久耐用。

1)钢轨秦沈正线轨道工程采用60kg/m非淬火PD3无螺栓孔新钢轨,缓冲轨采用60kg/m长度为25m的标准PD3新钢轨。全线铺设了不淬火跨区间焊接长钢轨377.238km,长钢轨内绝缘接头采用6.25m及以上的60kg/m厂制胶接轨。

轨道振动计算结果表明:钢轨越重,轨道各部分的动挠度和振动加速度就越小。从轮轨冲击计算结果分析,钢轨越重冲击力越大。从钢轨纵向力分析,在列车荷载作用下,重型钢轨的动弯应力较小,有较多的强度储备来承受纵向力。

2)轨枕路基地段铺设Ó型无挡肩高强度预应力钢筋混凝土枕,桥上采用Ó型有挡肩高强度预应力钢筋混凝土枕,每公里均铺设1667根。

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第1期屈晓辉:秦沈客运专线主要设计技术