量化对比分析中国高速铁路与既有普速铁路在线路关键技术与标准方面的差异及原因

《高速铁路概论》结课论文（一）量化对比分析中国高速铁路与既有普速铁路在线路关键技术与标准方面的差异及原因

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第一章铁路线路概述

铁路线路的地位与作用

自1825年第一条铁路在英国投入运营以来，目前全世界已有铁路超过120万千米。2004年以来，我国多条客运专线相继开工建设并开通运营，截至2010年底，我国的高铁运营里程已达到7531千米，占世界高铁总里程超过

30%。铁路运输以其运量大，安全性高，受天气影响小等特点，逐渐在我国的运输行业中占据了重要地位。

铁路要完成运输任务，必须有机车车辆和线路轨道。铁路运输的运营管理包括机车、车辆、工务、电务、运输等几大铁路部门，在这几大部门中，工务是铁路运输的基础设备，公务包括线路、桥梁、隧道、路基、涵洞、道口、绿化等维修管理部门。线路是工务的一个重要业务部门。

线路是列车运行的基础，在铁路运输中是不可替代的基础设备。作为机车车辆荷载的承载结构和导向系统，线路状态的优劣直接影响到行车的安全性和舒适度。近几年来，随着我国线路的多次提速，对铁路线路和轨道结构也提出了更高的要求，并对线路和轨道结构进行多次改造。

铁路线路及轨道组成

铁路线路是由轨道、路基和桥隧建筑物（桥梁、隧道和涵洞）等组成的总称。新建和改建铁路（或区段）的等级，应根据其在铁路网中的地位、作用、性质、旅客列车设计行车速度和客货运量来确定。

轨道是由钢轨、轨枕、连接零件、道床、防爬器、道岔、道砟等组成。路基主要包括路基主体、路基排水建筑物和支挡建筑物。根据自然条件不同，有各种特殊路基，如软土、冻土、沙漠、黄土等路基。

桥梁主要包括梁部构造、墩台、基础。涵洞以箱型、圆形、拱形为主，同时还有虹吸管、渡槽等。隧道包括洞门、洞身的结构，并应根据围岩种类设计衬砌的类型等。

第二章高速铁路与既有线普速在线路标准方面的差异

与铁路线路标准相关的法律法规

根据《中华人民共和国铁路法》等相关法律法规，我国制定了《铁路线路设计规范》（简称《线规》）来规范我国既有线普速铁路线路的设计施工，并试行《高速铁路设计规范》来规范高速铁路的设计施工。《线规》所适用的旅客列车最高行车速度是140km/h，其中包括：线路的平面和纵断面、铁路和道路的交叉、正线轨道等技术规范。《线规》是铁路设计的主要依据。《高速铁

路设计规范》则适用于旅客列车设计行车速度250~350km/h的高速铁路，它统一了高速铁路设计技术标准。

《线规》中主要规定了以下几种关于铁路线路的技术标准：

（1）正线数目；

（2）限制坡度；

（3）最小曲线半径；

（4）到发线有效长；

《高速铁路设计规范》中主要规定了以下几种关于高铁线路的技术标准：

（1）正线线间距；

（2）最小平面曲线半径；

（3）最大坡度；

（4）到发线有效长度；

对比分析

通过对《线规》和《高速铁路设计规范》的对比，二者对于规定线路技术标准的条目大致相同，下面就二者的相似标准对它们进行对比分析。

最小（平面）曲线半径

列车在高速通过弯道时由于离心力作用向弯道的外侧产生横向力，会对钢轨产生挤压，外翻，为了保证列车的行驶安全，在铁路的设计和建造时，《线规》对不同速度等级的铁路规定了车辆可以安全通过的圆曲线的最小半径，就是线路的最小曲线半径。最小曲线半径定的小，可适应地形，减少工程费用，但会限制行车速度，影响行车安全和旅客舒适，增加轮轨磨耗。增加轨道设备及线路维修工作量等，因而必须根据铁路等级、行车速度、地形条件等全面研究决定。

既有线客货共线铁路的最小曲线半径既要保证旅客乘车通过曲线时的舒适条件，又要考虑货物列车通过时不致引起轮轨的严重损耗，其计算式如下：

R min=

11.8(V max 2−V H 2

)

h Q +h G

(m) （式2-1）

h Q ——欠超高允许值； h G ——过超高允许值；

V max —— 客运列车最大运行速度； V H —— 货车速度；

选定最小半径的影响因素主要有路段设计速度，货物列车的通过速度、地形条件等，因此，设计显得最小曲线半径要根据具体情况分路段拟定。《线规》中按式（2-1）得到初步结果，并结合我国工程和运营的实际情况，确定了各级铁路不同路段设计速度的最小曲线半径，如表2-1所示。

表2-1 最小曲线半径及计算参数表

段的个别曲线，经鉴定批准，可采用400m 的最小曲线半径。

与既有线不同的是，我国高速铁路的运输组织模式为高速与低速列车共线运行，高速铁路最小曲线半径的确定首先要满足最高设计行车速度350km/h、300km/h、250km/h、200km/h的要求，其次还要满足不同速度匹配条件下的速差要求。对于高速铁路列车线路的最小曲线半径，其计算公式为：

（式2-2）

R min=11.8v G2−v D2

h q+h g

V G——曲线段高速列车设计速度（曲线限制速度）；

V D——低速列车设计速度

因此，综合考虑后，得出高速铁路线路平面曲线最小曲线半径取值如表2-2所示。

表2-2 高速铁路最小曲线半径值（m）

最大坡度

新建铁路的最大坡度，在单机牵引路段称限制坡度，在两台及以上机车的牵引路段称加力牵引坡度，其中最常见的为双机牵引坡度。限制坡度是铁路的主要技术标准之一，影响限制坡度选择的因素很多，包括铁路等级、运输需求和机车类型、地形条件、邻线的牵引定数等。《线规》中规定既有线普速列车限制坡度的最大值如下表：

表2-3 限制坡度最大值 %