第2章 高速铁路基础设施(线路11级)

无砟轨道
推荐8000～10000；推荐6000～8000； 推荐4500～7000； 推荐4500～7000；
一般最小7000； 一般最小5000； 一般最小3200； 一般最小4000；
个别最小5500
个别最小4000 个别最小2800 个别最小3500
最大半径
12 000
12 000
12 000
240
220
190
680*
610*
550*
6000
670
590
540
450
410
370
280
250
230
680*
610*
550*
5500
670
590
540
490
440
390
310
280
250
680*
610*
550*
5000
-
-
-
540
480
430
340
300
270
4500
570
510
460
380
340
[hq hg ] [hq ] [hg ]
考虑为适应实际运营中列车运行条件发生变化而预留一定超高调
整幅度 h（20~50mm）。
根据《高速铁路设计规范（试行）》标准，欠、过超高之和允许值如下 表所示：
舒适度条件
优秀
良好
一般
欠、过超高之和允许值[hq+hg] （mm） 100 140（110） 180（140）
铁路运输设备Ⅱ（高速）
2011年9月制
W.Z.L
高铁设备
§2.1 概述
• 高速铁路与普速铁路相比有很大的不同， 其线路特征概括为高速度、高舒适性、高 安全性、节能环保和高密度。
• 要求线路具有高平顺性、高稳定性、高可 靠性及一定的耐久性。
• 高速铁路的平纵断面设计的标准要以提高线 路的平顺性为主。
G
外轨超高
§2.2 高速铁路线路的平面和纵断面
高铁设备
一、高速铁路线路平面的主要技术参数及要求
1、最大超高
确定设计速度及运行速度 确定实设超高 （影响舒适度的参数） 与欠(过)超高
理论超高度：h 11.8 v平2
R
式中: h——超高，mm（我国最大设计超高允许值采用175 mm）, v平 ——过曲线各列车的平均速度，km/h, R——曲线半径，m。
高铁设备
一、高速铁路线路平面的主要技术参数及要求
6、缓和曲线间的夹直线与圆曲线最小长度
两相邻曲线间的直线段，即前一曲线终点(HZ1)与后一曲线起 点(ZH2)间的直线段，称为夹直线。
缓和曲线间的夹直线和圆曲线的最小长度受列车的运行平稳 性和旅客乘坐舒适度控制。为了防止列车在缓和曲线的出人口( 夹直线或圆曲线的起终点)发生振动叠加，使列车平稳地通过该 地段，缓和曲线间的夹直线与圆曲线的长度：
310
585*
520*
470*
4000
570
510
460
-
-
-
420
380
340
585*
520*
470*
3500
-
-
-
480
430
380
3200
-
-
-
ຫໍສະໝຸດ Baidu
-
-
-
480
430
380
3000
480
430
380
-
-
-
-
-
-
490*
440*
400*
2800
-
-
-
480 490*
430 440*
380 400*
§2.2 高速铁路线路的平面和纵断面
[h hq ] [h] [hq ]
根据《高速铁路设计规范（试行）》标准，欠、过超高之和允许值 如下表所示：
舒适度条件
实设超高与欠超高
有砟轨道
之和允许值[h+hq] （mm）无砟轨道
优秀 200 220
良好
一般
220（220） 250（260）
235
265
§2.2 高速铁路线路的平面和纵断面
高铁设备
一、高速铁路线路平面的主要技术参数及要求
3、最小曲线半径
线路上设置曲线是为了更好地适应地形的变化，减少工程量。曲线包 括圆曲线和缓和曲线。曲线地段会增加轮轨的磨耗，影响列车的安全与稳 定运行。最小曲线半径是限制列车最高速度的主要因素之一，且对工程费 和运营费都有很大影响，需要限制曲线的半径。
最小曲线半径与铁路运输模式、速度目标值、旅客乘坐舒适度和
最大超高允许值[h]主要取决于列车在曲线上停车时的安 全、稳定和旅客乘坐舒适度要求。
§2.2 高速铁路线路的平面和纵断面
高铁设备
一、高速铁路线路平面的主要技术参数及要求
2、欠(过)超高
h 11.8 v平2 R
v平 h
一条铁路的 h 既定，当 v v平时存在未被平衡的离心
加速度，即外轨超高度不足(欠超高 hq )；当 v v平 时，又 会产生多余的向心加速度，外轨超高度过大(过超高 hg )。
F 0
F m v2
直线
缓和曲线
F m v2 R
圆曲线
ρ=∞
ρ=R
为了使列车安全、平顺地由直线运行到圆曲线(或由圆曲线运行到直线）
而在直线与圆曲线之间设置一个曲率半径逐渐变化的曲线称为缓和曲线。
§2.2 高速铁路线路的平面和纵断面
高铁设备
一、高速铁路线路平面的主要技术参数及要求
5、缓和曲线线型和长度
R gR
tan
v2
gR
在 5时，sin tan
tan sin h v2 h S1v2
S1 gR
gR
S1取1500mm, v由km / h m / s,则
h 11.8 v2 R
式中: h——超高，mm,
v——平均行驶速度，km / h,
R——曲线半径，m。
F F cos G sin
缓和曲线的线型有多种：
§2.2 高速铁路线路的平面和纵断面
高铁设备
一、高速铁路线路平面的主要技术参数及要求
5、缓和曲线线型和长度
缓和曲线的线型有多种，三次抛物线线型简单，设计方便， 养护经验丰富等特点，我国客运专线铁路采用三次抛物线型：
平面： y x3 6Rl0
立面： h h0 x l0
式中， R——曲线半径(m)； l0 ——缓和曲线长度(m)； h0 ——实设超高(mm)。
l1
vmax hq
3.6
欠超高时变率
§2.2 高速铁路线路的平面和纵断面
高铁设备
一、高速铁路线路平面的主要技术参数及要求
5、缓和曲线线型和长度
曲线半径(m)
设计速度 (km/h)
优秀
350 良好
一般
优秀
300 良好
一般
优秀
250 良好
一般
12000
370
330
300
220
200
180
140
130
§2.2 高速铁路线路的平面和纵断面
高铁设备
一、高速铁路线路平面的主要技术参数及要求
5、缓和曲线线性和长度
缓和曲线长度由车辆脱轨加速度、未被平衡横向离心加速度 时变率和车体倾斜角速度确定，主要是由超高时变率和欠超高 时变率两项因素确定缓和曲线的长度：
l1
vmax
3.6 f
h
设计最高时速或限制速度 超高时变率
§2.2 高速铁路线路的平面和纵断面
高铁设备
一、高速铁路线路平面的主要技术参数及要求
线路平面由直线和曲线组成。
曲线地段的特点？？？
*外轨超高？
v2 F m
*轨距加宽
R
F F cos G sin
为了平衡离心力，使内
外两股钢轨受力均匀，垂
G
直磨耗均等，旅客不因离
心加速度而感到不适，将
外轨抬高一定程度。
高铁设备
一、高速铁路线路平面的主要技术参数及要求 1、最大超高
确定设计速度及运行速度 确定实设超高 （影响舒适度的参数） 与欠(过)超高
理论超高度： h 11.8 v平2 R
§2.2 高速铁路线路的平面和纵断面
高铁设备
F cos G sin
F
v2 m
G
v2
G v2 cos G sin gR
• 高技术要求、高标准地建设高速铁路路基、 桥梁、隧道、轨道结构等重要基础设施设备。
§2.2 高速铁路线路的平面和纵断面
高铁设备
如何表示这条线路？
何谓线路中心线？
用它的中心线来表示线路在空间的位置。
§2.2 高速铁路线路的平面和纵断面
高铁设备
线路中心线是指距外轨半个轨距的铅垂线AB与两路肩边 缘水平连线CD交点O的纵向连线。如下图所示：
舒适度良好：[hq]=40mm； 舒适度一般：[hq]=80mm； 舒适度较差：[hq]=110mm。
§2.2 高速铁路线路的平面和纵断面
高铁设备
一、高速铁路线路平面的主要技术参数及要求
2、欠(过)超高
h 11.8 v平2 R
v平 h
一条铁路的 h 既定，当 v v平时存在未被平衡的离心
设计行车速度 （ km/h ）
350/250
300/200
250/200
250/160
有砟轨道
推荐8000～10000；推荐6000～8000； 推荐4500～7000； 推荐4500～7000；
一般最小7000； 一般最小5000； 一般最小3500； 一般最小4000；
个别最小6000
个别最小4000 个别最小3000 个别最小3500
§2.2 高速铁路线路的平面和纵断面
高铁设备
一、高速铁路线路平面的主要技术参数及要求
2、欠(过)超高
一条铁路的 h 既定，当 v v平时存在未被平衡的离心 加速度，即外轨超高度不足(欠超高 hq )；当 v v平 时，又 会产生多余的向心加速度，外轨超高度过大(过超高 hg )。
高、低速列车共线允许时欠、过超高之和的允许值 [hq hg ]：
v平 h
一条铁路的 h 既定，当 v v平时存在未被平衡的离心
加速度，即外轨超高度不足(欠超高 hq )；当 v v平 时，又 会产生多余的向心加速度，外轨超高度过大(过超高 hg )。
1993年在中国铁道科学院环形铁道进行的广深准高速客车运 行中，专家对舒适度和欠超高关系的评价意见，以及京津城际铁 路测试结果等，欠超高取值如下：
120
11000
410
370
330
240
210
190
160
140
130
10000
470
420
380
270
240
220
170
150
140
9000
530
470
430
300
270
250
190
170
150
8000
590
530
470
340
300
270
210
190
170
7000
670
590
540
390
350
310
列车运行平稳度等有关：
（1）只运行高速或快Rm速in 旅1客1h.8列vhm2q车ax 的专线： （2）在客货混跑的高速线路上：
Rmin
11.8(vm2 ax
v2 min
)
hq hg
§2.2 高速铁路线路的平面和纵断面
高铁设备
一、高速铁路线路平面的主要技术参数及要求
4、最大曲线半径
最大曲线半径标准关系到线路的铺设、养护、维修能否达到要求 的精度。当曲线半径大到一定程度后，正矢值将很小，测设和检测 精度均难于保证极小的正矢值的准确性，可能反而成为轨道不平顺 的因素。因此，对圆曲线的最大半径加以限制：
§2.2 高速铁路线路的平面和纵断面
高铁设备
一、高速铁路线路平面的主要技术参数及要求
2、欠(过)超高
一条铁路的 h 既定，当 v v平时存在未被平衡的离心 加速度，即外轨超高度不足(欠超高 hq )；当 v v平 时，又 会产生多余的向心加速度，外轨超高度过大(过超高 hg )。
高速列车运行时设计超高与欠超高之和允许值[h hq ] ：
欠超高产生离心加速度从而影响旅客舒适度；
欠超高、过超高都会使钢轨承受走行列车的偏压，使 内外轨因过大偏载而引起严重的不均等磨耗。
限制欠超高、过超高以保证高速铁路线路所要求的 高平顺性和高舒适度。
§2.2 高速铁路线路的平面和纵断面
高铁设备
一、高速铁路线路平面的主要技术参数及要求
2、欠(过)超高
h 11.8 v平2 R
L
A
L/2
C
D
O
B
§2.2 高速铁路线路的平面和纵断面
高铁设备
线路中心线在水平面上的投影，叫做铁路线路的平面(俯 视)，表明线路的直、曲变化状态；
线路中心线展直后在铅垂面上的投影，叫铁路线路的纵断 面（侧视），表明线路的坡度变化。
线路平面
线路纵断面
线路平面标准包括最小曲线半径、缓和曲线、超高、欠超高、 过超高等；线路纵断面标准包括坡度值和竖曲线等。
§2.2 高速铁路线路的平面和纵断面
高铁设备
一、高速铁路线路平面的主要技术参数及要求
线路平面由直线和曲线组成。
曲线地段的特点？？？
？ *外轨超高 为防止轮对被轨道楔住或挤翻钢轨，对于小
？ *轨距加宽
半径曲线的轨距要适当加宽，以使机车车辆 能顺利通过曲线，减少轮轨间的磨耗。
§2.2 高速铁路线路的平面和纵断面
12 000
§2.2 高速铁路线路的平面和纵断面
高铁设备
一、高速铁路线路平面的主要技术参数及要求
5、缓和曲线线性和长度 何谓缓和曲线？？？
F 0
F m v2 R
直线
圆曲线
圆曲线
R
§2.2 高速铁路线路的平面和纵断面
高铁设备
一、高速铁路线路平面的主要技术参数及要求
5、缓和曲线线性和长度
何谓缓和曲线？？？
加速度，即外轨超高度不足(欠超高 hq )；当 v v平 时，又 会产生多余的向心加速度，外轨超高度过大(过超高 hg )。
对跨线旅客列车的过超高允许值[hg]，目前国内没有试验 资料，只能采用类比方法确定。
考虑到客运专线铁路的本线与跨线旅客列车共线运营模 式是以高速为主，重点应保证高速列车的旅客乘坐舒适度， 因此取过超高允许值与欠超高允许值一致。