高速铁路工程轨道技术详解(全面)

加直线长度选用：
• 法国规定：夹直线最小长度为0.5v(m)。
• 德国规定：夹直线最小长度0.4v(m)计算。 • 日本规定：一般应大于100m，列车速度低于 110km/h时，可大于50m。 • 我国高速铁路最小夹直线按下式确定：
一般条件下：lmin 0.8vmax 困难条件下：lmin 0.6vmax
——未平衡离心加速度的增长率不致影 响旅客的舒适
4、夹直线 列车通过同向或反向曲线时，受力情况极为复
杂，除因外轨超高使车辆绕线路纵轴转动外，还 有缓和曲线始点和终点处的冲击以及未平衡离心 加速度变化的影响等。
因此，必须在同向曲线或反向曲线之间加入一 段夹直线段。夹直线应尽量长些，特别是反向曲 线时的夹直线更应长些，这对运营是有利的。
压力，对沿线人员及建筑物造成一定的危害，国际 铁路联盟规定：桥上栏杆至轨道中心距离3.3~3.6m， 不足需设避车台。站台需要设置防护栏杆。 •列车风对列车会车的影响
两个列车在双线上会车时，它们的头部产生的 空气压力波（列车风）相互作用在对方的侧面， 可能会产生危险。高速复线的线路间距，按最高 速度的不同，应在4.2米以上。
第二章 高速铁路的线路
第一节 概 述
第一节 概 述
• 一、线路组成----路基、桥隧建筑物、轨道。 • 二、高速铁路线路的基本特点：
（1）高平顺性; （2）高稳定性; （3）高精度、小残变、少维修; （4）宽大、独行的线路空间。
三、列车风的影响
• 当列车高速行驶时，在线路附近产生空气 运动，这就是列车风。
第二节 线路的平面和纵断面
一、线路平面----直线和曲线（圆曲线和缓和曲线）
一、线路平面
1、曲线的影响： （1）降低行车速度。曲线会给运行中的列车
造成一种附加阻力，称为曲线阻力。曲线半径越 小，曲线阻力越大，运营条件越差，在其他条件 相同时，运行速度也越低。
（2）增加轮轨磨耗。曲线半径越小，磨耗增 加越大。
最小曲线半径：
几个主要国家高速铁路的曲线半径（m）
法国
日本
TGV- TGVPSE A
德国
意大 利
东海 道
山阳
东北
上越
4000 6000 7000
2500 4000
（3200）（4000）（5100） 3000 （2000）（3000） 4000
( )内为最小半径
4000
我国高速铁路曲线半径的选用：
第四节 高速铁路轨道
一、高速铁道对轨道结构的要求
1. 铺轨的平顺性，稳定性----必须对轨道结构、轨道 基础进行系统优化。 （1）采用大型养路机械作业； （2）对钢轨精确打磨。
（3）合理的道床结构和几何尺寸； （4）有碴轨道需要优质的特级道碴等。
第四节 高速铁路轨道
2、合理的刚度、合理的弹性 铺设500m长钢轨技术难度大，对技术和工艺有 新要求
思考题：
• 无砟轨道的经济技术优势分析 • 高速铁路线路平纵断面技术特点 • 高铁轨道施工技术特点 • 高铁维护与保养机械化及必要性分析
• 在隧道中列车风将使得道旁的工人失去平衡以及将固 定不牢的设备等吹落在隧道中，这都是一些潜在的危险。
• 国外有些铁路规定，在列车速度高于160km/h行驶时 不允许铁路员工进入隧道。列车速度稍低时，也不让员 工在隧道中行走和工作。
• 列车风对线路两侧的影响 列车高速运行时，列车风对线路两侧会产生一定
(1)厂制标准轨长100米或50米； (2)工厂焊接并铺设300～500米长轨； (3)现场采用移动接触焊工艺。
3、质量良好的养护与维修
二、高速铁路轨道结构与类型
（一)有砟轨道 （二)无砟轨道
三、高速铁路轨道结构组成
第五节 轨道技术监测与维修管理
1、预防性计划维修 2、日常养护管理 3、线路大修
2、超高与曲线半径 列车在曲线上运行时，车辆和旅客都要经受离心 力。
为了减小离心力和轮轨之间的相互作用力，采 用在曲线线路上设置超高。
外轨超高：
实置超高取值：≤200mm
欠超高取值：60~130mm
目前，除日本东海道新干线规定最大超高 为200mm外，其余各线及法国高速干线最 大超高均为180mm，德国85mm等。
当列车以200km/h速度行驶时，根据测量，在 轨面以上0.814m、距列车1.75m处的空气运动 速 度 将 达 到 17m/s （ 61.2km/h ， 风 速 7 级 ， 接 近8级)，这是人站立不动能够承受的风速。
• 当列车进入隧道时，原来占据着空间的空气被排开。空 气的粘性以及气流对隧道壁面和列车表面的摩阻作用使 得被排开的空气不能象在隧道外那样及时，顺畅地沿列 车两侧和上部流动，列车前方的空气受压缩，所引起的 纵向气流速度约与列车速度成正比。
TGV大西洋线采用16000m； 日本：除东海道新干线采用10000m；
其余各线均采用15000m。 我国： 最高时速（km/h) 竖曲线半径(m)
160～250 250～300
15000 20000
注意：
三、线路间距
• 日本铁路曾对此做过研究与试验。在区间线路
上，当两列时速250km的列车交会时，作业人员 站在两车距离为0.8m的中间还是安全的，从而规 定线路中心距至少为4.2m。在站内线间距4.6m。 • 法国以TGV动车组进行空气动力试验后，认为 在300km/h情况下，4m线路间距是可行的。但考 虑未来发展和便于设置渡线，此值规定为4.2m。
5.大跨度的特殊孔跨结构多：
跨越交通干线或通航 河流，大量采用钢混 结合梁、连续梁、斜 拉桥、钢桁拱等特殊 结构大跨度梁式桥， 技术复杂，施工难度 大。
三、隧道
三大空气动力效应：瞬变压力，洞口微气压波， 行车阻力
措施： A、采用大断面：低阻塞比，洞口设缓冲结构。 以减轻瞬间气压变化气压波和噪声污染。
3、缓和曲线线型及长度 随着列车运行速度的提高，过去使用的
三次抛物线缓和曲线难以完全满足旅客舒适 的要求，轨道稳定条件也受到一定影响。
为了改善这种状况，有些国家研究采用了 半波正弦曲线。
缓和曲线的长度的选用：
——外轨超高递增坡度不致使轮对内 侧车轮轮缘脱轨
——轮对外侧车轮升高速度不致影响旅 客的舒适
二、线路纵断面---平道和坡道
1、最大坡度： • 东海道新干线的正线最大坡度为15‰。
• 我国高速铁路区间最大坡度的选用
我国最大坡度的来自百度文库用
2、坡段间的连接 •直线连接与竖曲线连接
•高铁竖曲线设置条件：
∣坡度a‰-b‰∣≥△i ‰ •竖曲线半径一般采用圆曲线
竖曲线半径的选用：
法国： TGV东南线采用25000m，
墩台基础的沉降控制严格 工后沉降容许值： （1）墩台均匀沉降量：
对于有碴桥面桥梁：30mm 对于无碴桥面桥梁：20mm （2）相邻墩台沉降量之差： 对于有碴桥面桥梁：△=15mm 对于无碴桥面桥梁: △=5mm
对于沉降难以控制区段的 桥梁，采用可调支座。
4.上部结构优先采用预应力混凝土结构： 刚度大、噪音低，受温度影响变形小。
200km,单线:52 双线：80m² 250km,单线:52 双线：80m² 300km,单线:70 双线：100m²
B、安全空间---内设把手、护栏等。 隧道内安全空间距线路中心3.0米以外，单线设在电
缆槽一侧，双线在两侧，宽度0.8米，高度2.2米。
C、在长度大于8km的电气化铁路隧道，设置运营通 风设备。 D、照明与防灾救援设备 设有防火设施、隧道内外检 测通报技术及避难、通风、 排烟设施等。
德国则规定为4.5m。
我国高速铁路线间距的选用
• 线路间距：
第三节 路基与桥梁
0.7m
路基基床由表层和底层组成： 表层厚度应为0.7m，底层厚度应为2.3m， 总厚度为3.0m 。
二、桥 梁
高速铁路桥梁的特点：
2.刚度大、整体性好 高速铁路桥梁，梁高梁重均 超过普铁。
3、耐久性高 主要承重结构按100年使用 要求设计，结构要易于检查 维修以保证桥梁的安全使用 等（设计、施工、维护三个 阶段共同来保障）。