高速铁路第二章
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控制路基工后沉降标准，主要依据：
1. 高速铁路行车线路的要求和线路的维修能力； 2. 前期建设投资与后期养护费用的经济比较。
高速铁路路基的结构
高速铁路路基由以下3部分组成： 1、路基本体
——直接铺设轨道结构并承受列车荷载的部分，有路 堤、路堑等形式。 它是由路基顶面、路肩、基床、边坡、基底几部分构成。 由基床表层、基床底层、路堤下部和地基组成。
2 vmax Rsh (3.6) 2 ash
式中： Rsh ——竖曲线半径(m)；
vmax ——线路确定的最大行车速度(km／h)； a sh——离心加速度(m/ s2)
根据国外高速铁路的经验，为乘客舒适度允许的竖向离心 加速度 a sh 取值为0.4m／s2，则竖曲线半径为：
2 Rsh 0.2vmax
vmax （km/h）
hq
、
hg
2.1 线路平面 2.1.3 最小曲线半径
在纯高速列车运行的线路上最小圆曲线半径取决于最高 速度、实设超高与欠超高之和的允许值等因素
Rmin 11 .8 vmax
2
[h hq ]
纯高速线最小圆曲线半径（m） 一般 计算值 2145 采用值 2200 计算值 1815 困难 采用值 2000
2.1.4 缓和曲线 （2）缓和曲线的长度
是对行车的安全平顺性有着直接影响的。
其长度重点考虑以下因素：
①外轨超高的递增坡度不致使内轮轮缘脱轨
②外轨升高速度不致影响旅客的舒适
③未被平衡离心加速度的增长率不影响旅客的舒适
2.1.4 缓和曲线 （3）增加夹直线的长度 道岔与道岔：f 夹直线 道岔与曲线：g 曲线与曲线：d
2.2.1 区间正线最大坡度
区间正线的最大坡度应根据牵引种类和工程情况，经牵 引计算检算并经过比选后确定。 动车组适应坡道上的加速性能
综上所述，动车组的功率质量比大，对坡度适应能力强。
2.2.1 区间正线最大坡度 根据《新建时速200-250公里客运专线设计暂规》规定： 正线最大坡度不大于20‰；动车组走行线最大坡度不应大 于35‰。且最大坡度不考虑平面曲线阻力和隧道阻力的坡 度折减。
v lmin T 0.5v(m) 3.6
京沪： 一般条件下：l 0.8v min max
困难条件下：lmin 0.6vmax
（3）两相邻缓和曲线间夹直线和圆曲线的最小长度
理论依据：列车在缓和曲线进出口（即夹直线或圆曲线的起终 点）产生的列车振动不产生叠加 。 实验表明：列车在缓和曲线进出口所产生的激挠振动通常在一 个半至两个周期内基本衰减完，车辆振动周期约为1.0 s，则夹 直线或圆曲线最小长度为：
曲线半径的合理选择
曲线半径的选用，首先应考虑满足规定的行车速度和舒适 度要求。并结合地形地貌、工程地质、重大桥渡、跨越条件和 车站设置等因素，选用适应的曲线半径，尽量减少工程，减少 各种设施及房屋建筑物的拆迁或改移。求取速度与工程经济的 合理结合。 就速度、舒适度和运行条件而言，平面设计应优先采用以 下曲线半径： 速度350 km／h，R ——7000-12000 m； 速度250 km／h，R ——3500-12000 m； 速度200 km／h，R ——2200-12000 m。
2、路基防护和加固建筑
坡面防护、冲刷防护；挡土墙、抗滑桩等。
3、路基排水设施
高速铁路路基的结构
4、国外各国高速铁路路基的结构：
日本铁路路基结构分为基床表层、上部填土和下部填土 三部分。 其中基床表层是指道床下面直接承载轨道的垫层，上部 填土指基床表面以下3 m以内的部分，下部填土指上部填土 以下的填土部分。基床表层可分为强化基床表层和土基床 表层两种。强化基床表层按材质可分为碎石基床表层和水 硬性矿砟基床表层；土基床表层采用优质自然土填筑，与 强化路基相比，工程造价低。基床表层的选用可根据线路 或区间的重要程度，重要线路或区间选择强化基床表层， 一般线路或区间选择土基床表层。
2.2.2 竖曲线
竖曲线半径
2 Rsh 0.2vmax
竖曲线半径标准表
vmax
Rsh
≥300
250Fra Baidu bibliotek0
≥250、<300
20000
<250
15000
<160
10000
理论上，线路纵断面直线与圆曲线的连接同平面情况应设纵向 缓和曲线。但竖曲线半径比平面曲线半径大很多，运行条件比 平面好，且因大半径曲线再设缓和曲线，难以保持线型，竖曲 线与直线坡连接无需设缓和曲线。
SS9单机牵引旅客列车均衡速度表
最大坡度 （‰） 列车编组辆数（辆） 10 130 12 115 14 105 16 95 18 91
SS9双机牵引旅客列车均衡速度表
最大坡度 （‰） 12 列车编组辆数（辆） 10 160* 12 160* 14 157 16 146 18 135
12
14
118
105
2.1.4 缓和曲线 （1）线型选定 直线超高型：三次抛物线 曲线超高型：一波正弦、半波正弦、七次四项式 理论分析： 影响舒适性的主要指标
①未被平衡的横向加速度
a未 v2 g g hx hqx s s
②未被平衡的横向加速度时变率β
da未 g dhqx g v dhqx dt s dt s dl
③车体倾斜角速度w
d x 1 dhx v dh x dt s dt s dl
结果分析加试验表明
缓和曲线类型并不是制约行车运行速度的决定性因素，缓和 曲线的长度也就是缓和曲线的动力学参数取值，才是影响行 车速度的关键。
考虑到三次抛物线线形简单、设计方便、现场运用经验丰富等特 点，高铁仍以三次抛物线为首选线型。困难条件下，缓和曲线不 能保证足够长度时，可采用三次抛物线圆改善型缓和曲线。
Rmin
v 2 max v 2 z 11.8 [hq hg ]
高、中速共线线路最小圆曲线半径(m) 一般 计算值 2746 4602 6908 采用值 2800 4600 7000 计算值 2156 3616 5428 困难 采用值 2200 3700 5500
速度匹配 （km/h / km/h） 200/120 250/140 300/160
图片5-2-2 “中华之星”号动车组
图片5-2-1 “蓝箭”号动车组
2.2.2 竖曲线
（1）相邻坡度差值 普通铁路考虑货物列车在凹形或凸形纵断面时保证货物 列车不挤钩脱轨和断钩，规定了允许的最大相邻坡坡差值。 客运专线铁路的相邻坡度差值可不受限制。
2.2.2 竖曲线
（2）竖曲线半径
竖曲线半径，取决于列车在竖曲线运行时所产生的竖向离心 加速度。受此限制的竖曲线半径为：
最高速度
（km/h） 200
250
300 350
3352
4827 6570
3500
5000 6600
2837
4084 5560
3000
4200 5600
2.1 线路平面
2.1.3 最小曲线半径
在高、中速旅客列车共线运行的线路上，最小圆曲线半径主 要取决于高速列车最高运行速度、中速列车运行速度、欠超 高、过超高之和的允许值等因素
95
90
81
14
160*
158
146
133
125
16
109
97
91
81
65
16
160*
148
134
124
117
18
101
92
83
66
47
18
154
136
125
117
108
20
95
87
69
49
28
20
142
128
118
109
101
2.2.1 区间正线最大坡度
坡度与地形的关系
由于客运专线铁路曲线半径大，地形条件是选择最大坡度的 主要因素。 平原地区坡度大小对工程造价的影响不大，如京沪客运专线 宁沪段曾对8‰、12‰、15‰和20‰最大坡度的工程做经济比较。 其结果，四种不同坡度的工程造价差别为；8‰比12‰增加工程 费1.22亿元，15‰、20‰分别比12‰增加0.25亿元和0.27亿元， 15‰和20‰比12‰的投资差额不及总造价的0.5％。 丘陵和低山区采用不同坡度将明显影响工程造价。如法国东 南线采用35‰大坡，线路顺低山地形起伏爬行，没有出现一座 隧道，桥梁也只占全线长的2.8％，消除了大量桥隧工程。其纵 断面设计是成功的一例。
1.3列车风对安全的影响
列车风对线路两侧的影响
列车风对高架桥维修通路的影响
列车风对站台人员的影响 列车风对列车会车的影响 隧道内列车风的影响 人员安全退避距离： 当v≥300km/h时，车站取2.0m,线路取3.0m
第二节 线路的平纵断面
2.1 线路平面
2.2 线路纵断面
Q： 1、线路平、纵断面的组成因素分别是什么？
2.2.3 最小夹破段长度
除了要满足列车平稳运行的要求，还要兼顾 工程投资，因为较短的破段能够很好地适应地 形，减少工程投资。
第三节 路基与桥梁
3.1 高速铁路路基结构 3.2路基面形状及宽度 3.3基床 3.4 桥隧建筑物
3.1 高速铁路路基结构
路基是轨道的基础，也叫线路下部结构，承受轨道和机 辆荷载。
第二章 高速铁路线路
主要内容
第一节 第二节 第三节 第四节 概述 线路的平纵断面 路基与桥梁 轨道
第一节 概述
1.1 线路整体工程 1.2 高速铁路线路特征 1.3 列车风对安全运行的影响
1.1 线路整体工程
广义的线路概念 指除供电、接触网、通信信号以外的所有基础设施。 包括：平纵断面、路基、轨道、桥隧以及建筑材料
2.1 线路平面 2.1.1 曲线的影响
（1）曲线存在的意义： 减少工程量，减少投资数
（2）曲线带来的缺陷： 降低行车速度，增加轮轨磨耗 曲线带来的影响大小，取决于曲线半径的大小 影响最小曲线半径的因素
最小圆曲线半径与高速铁路的运行最高速度和运输模式相关， 要满 足旅客舒适度、行车安全及经济合理等条件。 在纯高速列车运行的线路上， 最小圆曲线半径取决于最高速度 Vmax 、 实设超高（ h ）与欠超高（ hq ）之和的允许值 [h hq ] 等因素。 在高、 中速旅客列车共线运行的线路上， 最小圆曲线半径主要取决 于高速列车最高运行速度 Vmax 、中速列车运行速度 Vz 、欠超高（ hq ） 、过 超高（ hg ）之和的允许值 [hq hg ] 等因素。
2.2 线路纵断面 2.2.1 区间正线最大坡度
坡度与速度、牵引动力的关系
纵断面对速度影响随不同种类列车而异。开行动车组的列车由于其牵 引质量较轻、牵引功率大，在长大坡道运行对速度基本没有影响。 SS9型电力机车是我国目前干线铁路牵引旅客列车功率最大的机车，持 续功率4800kW、最大功率5400kW，牵引工况恒功速度范围为99-160km ／h，最高速度为170km／h。
轨道结构重量和列车荷载 + 列车高速运行
动力作用 路基变形 工后沉降
轨道不平顺 影响速度及舒适度
路基是轨道的基础，也叫线路下部结构，承受轨道和机 辆荷载。
高速铁路路基的特点: 1. 高速铁路路基的多层结构系统； 2. 严格控制路基变形； 3. 保证路基刚度的均匀性； 4. 在列车运行及自然条件下的稳定性。
随着速度的提高，线路处于更为复杂的工作条 件下的工程结构，需要达到新的线路特征。
1.2 高速铁路线路特征
高平顺性 高稳定性 高精度、小残变、少维修 宽大、独行的线路空间 高标准的环境保护 严格的轨道状态检测和严密的防灾安全监控 开通运营之日列车即可以设计速度运行 其中，高平顺度是设计、建设高速铁路的控制性条 件，也是有别于中低速铁路的最主要特点。
2.1 线路平面 2.1.2 超高度
（1）理论超高
（2）最大超高
2 v平 h 11.8 R
日本200mm，法国180mm， 我国暂定180mm
（3）过超高与欠超高
影响
未被平衡的超高
欠超高允许值[hq] 过超高允许值[hg]
欠超高（ hq ） 、过超高（ hg ）允许值（mm） 舒适度 良好 250、300、350 40 200 60 一般 250、300、350 80 200 80 困难 250、300、350 110
vmax L (1.5 ~ 2.0)T 3.6
式中： （m） L——夹直线、圆曲线最小长度（m）; T——车辆振动周期为1s。
国外夹直线、圆曲线最小长度，日本东海道和山阳新干线 为0.42v，德国ICE线0.6v，法国TGV线0.67v，正在施工的 地中海TGV线则为1.0v。 我国客运专线确定一般条件下为0.8v，困难条件下为0.6v。
1. 高速铁路行车线路的要求和线路的维修能力； 2. 前期建设投资与后期养护费用的经济比较。
高速铁路路基的结构
高速铁路路基由以下3部分组成： 1、路基本体
——直接铺设轨道结构并承受列车荷载的部分，有路 堤、路堑等形式。 它是由路基顶面、路肩、基床、边坡、基底几部分构成。 由基床表层、基床底层、路堤下部和地基组成。
2 vmax Rsh (3.6) 2 ash
式中： Rsh ——竖曲线半径(m)；
vmax ——线路确定的最大行车速度(km／h)； a sh——离心加速度(m/ s2)
根据国外高速铁路的经验，为乘客舒适度允许的竖向离心 加速度 a sh 取值为0.4m／s2，则竖曲线半径为：
2 Rsh 0.2vmax
vmax （km/h）
hq
、
hg
2.1 线路平面 2.1.3 最小曲线半径
在纯高速列车运行的线路上最小圆曲线半径取决于最高 速度、实设超高与欠超高之和的允许值等因素
Rmin 11 .8 vmax
2
[h hq ]
纯高速线最小圆曲线半径（m） 一般 计算值 2145 采用值 2200 计算值 1815 困难 采用值 2000
2.1.4 缓和曲线 （2）缓和曲线的长度
是对行车的安全平顺性有着直接影响的。
其长度重点考虑以下因素：
①外轨超高的递增坡度不致使内轮轮缘脱轨
②外轨升高速度不致影响旅客的舒适
③未被平衡离心加速度的增长率不影响旅客的舒适
2.1.4 缓和曲线 （3）增加夹直线的长度 道岔与道岔：f 夹直线 道岔与曲线：g 曲线与曲线：d
2.2.1 区间正线最大坡度
区间正线的最大坡度应根据牵引种类和工程情况，经牵 引计算检算并经过比选后确定。 动车组适应坡道上的加速性能
综上所述，动车组的功率质量比大，对坡度适应能力强。
2.2.1 区间正线最大坡度 根据《新建时速200-250公里客运专线设计暂规》规定： 正线最大坡度不大于20‰；动车组走行线最大坡度不应大 于35‰。且最大坡度不考虑平面曲线阻力和隧道阻力的坡 度折减。
v lmin T 0.5v(m) 3.6
京沪： 一般条件下：l 0.8v min max
困难条件下：lmin 0.6vmax
（3）两相邻缓和曲线间夹直线和圆曲线的最小长度
理论依据：列车在缓和曲线进出口（即夹直线或圆曲线的起终 点）产生的列车振动不产生叠加 。 实验表明：列车在缓和曲线进出口所产生的激挠振动通常在一 个半至两个周期内基本衰减完，车辆振动周期约为1.0 s，则夹 直线或圆曲线最小长度为：
曲线半径的合理选择
曲线半径的选用，首先应考虑满足规定的行车速度和舒适 度要求。并结合地形地貌、工程地质、重大桥渡、跨越条件和 车站设置等因素，选用适应的曲线半径，尽量减少工程，减少 各种设施及房屋建筑物的拆迁或改移。求取速度与工程经济的 合理结合。 就速度、舒适度和运行条件而言，平面设计应优先采用以 下曲线半径： 速度350 km／h，R ——7000-12000 m； 速度250 km／h，R ——3500-12000 m； 速度200 km／h，R ——2200-12000 m。
2、路基防护和加固建筑
坡面防护、冲刷防护；挡土墙、抗滑桩等。
3、路基排水设施
高速铁路路基的结构
4、国外各国高速铁路路基的结构：
日本铁路路基结构分为基床表层、上部填土和下部填土 三部分。 其中基床表层是指道床下面直接承载轨道的垫层，上部 填土指基床表面以下3 m以内的部分，下部填土指上部填土 以下的填土部分。基床表层可分为强化基床表层和土基床 表层两种。强化基床表层按材质可分为碎石基床表层和水 硬性矿砟基床表层；土基床表层采用优质自然土填筑，与 强化路基相比，工程造价低。基床表层的选用可根据线路 或区间的重要程度，重要线路或区间选择强化基床表层， 一般线路或区间选择土基床表层。
2.2.2 竖曲线
竖曲线半径
2 Rsh 0.2vmax
竖曲线半径标准表
vmax
Rsh
≥300
250Fra Baidu bibliotek0
≥250、<300
20000
<250
15000
<160
10000
理论上，线路纵断面直线与圆曲线的连接同平面情况应设纵向 缓和曲线。但竖曲线半径比平面曲线半径大很多，运行条件比 平面好，且因大半径曲线再设缓和曲线，难以保持线型，竖曲 线与直线坡连接无需设缓和曲线。
SS9单机牵引旅客列车均衡速度表
最大坡度 （‰） 列车编组辆数（辆） 10 130 12 115 14 105 16 95 18 91
SS9双机牵引旅客列车均衡速度表
最大坡度 （‰） 12 列车编组辆数（辆） 10 160* 12 160* 14 157 16 146 18 135
12
14
118
105
2.1.4 缓和曲线 （1）线型选定 直线超高型：三次抛物线 曲线超高型：一波正弦、半波正弦、七次四项式 理论分析： 影响舒适性的主要指标
①未被平衡的横向加速度
a未 v2 g g hx hqx s s
②未被平衡的横向加速度时变率β
da未 g dhqx g v dhqx dt s dt s dl
③车体倾斜角速度w
d x 1 dhx v dh x dt s dt s dl
结果分析加试验表明
缓和曲线类型并不是制约行车运行速度的决定性因素，缓和 曲线的长度也就是缓和曲线的动力学参数取值，才是影响行 车速度的关键。
考虑到三次抛物线线形简单、设计方便、现场运用经验丰富等特 点，高铁仍以三次抛物线为首选线型。困难条件下，缓和曲线不 能保证足够长度时，可采用三次抛物线圆改善型缓和曲线。
Rmin
v 2 max v 2 z 11.8 [hq hg ]
高、中速共线线路最小圆曲线半径(m) 一般 计算值 2746 4602 6908 采用值 2800 4600 7000 计算值 2156 3616 5428 困难 采用值 2200 3700 5500
速度匹配 （km/h / km/h） 200/120 250/140 300/160
图片5-2-2 “中华之星”号动车组
图片5-2-1 “蓝箭”号动车组
2.2.2 竖曲线
（1）相邻坡度差值 普通铁路考虑货物列车在凹形或凸形纵断面时保证货物 列车不挤钩脱轨和断钩，规定了允许的最大相邻坡坡差值。 客运专线铁路的相邻坡度差值可不受限制。
2.2.2 竖曲线
（2）竖曲线半径
竖曲线半径，取决于列车在竖曲线运行时所产生的竖向离心 加速度。受此限制的竖曲线半径为：
最高速度
（km/h） 200
250
300 350
3352
4827 6570
3500
5000 6600
2837
4084 5560
3000
4200 5600
2.1 线路平面
2.1.3 最小曲线半径
在高、中速旅客列车共线运行的线路上，最小圆曲线半径主 要取决于高速列车最高运行速度、中速列车运行速度、欠超 高、过超高之和的允许值等因素
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2.2.1 区间正线最大坡度
坡度与地形的关系
由于客运专线铁路曲线半径大，地形条件是选择最大坡度的 主要因素。 平原地区坡度大小对工程造价的影响不大，如京沪客运专线 宁沪段曾对8‰、12‰、15‰和20‰最大坡度的工程做经济比较。 其结果，四种不同坡度的工程造价差别为；8‰比12‰增加工程 费1.22亿元，15‰、20‰分别比12‰增加0.25亿元和0.27亿元， 15‰和20‰比12‰的投资差额不及总造价的0.5％。 丘陵和低山区采用不同坡度将明显影响工程造价。如法国东 南线采用35‰大坡，线路顺低山地形起伏爬行，没有出现一座 隧道，桥梁也只占全线长的2.8％，消除了大量桥隧工程。其纵 断面设计是成功的一例。
1.3列车风对安全的影响
列车风对线路两侧的影响
列车风对高架桥维修通路的影响
列车风对站台人员的影响 列车风对列车会车的影响 隧道内列车风的影响 人员安全退避距离： 当v≥300km/h时，车站取2.0m,线路取3.0m
第二节 线路的平纵断面
2.1 线路平面
2.2 线路纵断面
Q： 1、线路平、纵断面的组成因素分别是什么？
2.2.3 最小夹破段长度
除了要满足列车平稳运行的要求，还要兼顾 工程投资，因为较短的破段能够很好地适应地 形，减少工程投资。
第三节 路基与桥梁
3.1 高速铁路路基结构 3.2路基面形状及宽度 3.3基床 3.4 桥隧建筑物
3.1 高速铁路路基结构
路基是轨道的基础，也叫线路下部结构，承受轨道和机 辆荷载。
第二章 高速铁路线路
主要内容
第一节 第二节 第三节 第四节 概述 线路的平纵断面 路基与桥梁 轨道
第一节 概述
1.1 线路整体工程 1.2 高速铁路线路特征 1.3 列车风对安全运行的影响
1.1 线路整体工程
广义的线路概念 指除供电、接触网、通信信号以外的所有基础设施。 包括：平纵断面、路基、轨道、桥隧以及建筑材料
2.1 线路平面 2.1.1 曲线的影响
（1）曲线存在的意义： 减少工程量，减少投资数
（2）曲线带来的缺陷： 降低行车速度，增加轮轨磨耗 曲线带来的影响大小，取决于曲线半径的大小 影响最小曲线半径的因素
最小圆曲线半径与高速铁路的运行最高速度和运输模式相关， 要满 足旅客舒适度、行车安全及经济合理等条件。 在纯高速列车运行的线路上， 最小圆曲线半径取决于最高速度 Vmax 、 实设超高（ h ）与欠超高（ hq ）之和的允许值 [h hq ] 等因素。 在高、 中速旅客列车共线运行的线路上， 最小圆曲线半径主要取决 于高速列车最高运行速度 Vmax 、中速列车运行速度 Vz 、欠超高（ hq ） 、过 超高（ hg ）之和的允许值 [hq hg ] 等因素。
2.2 线路纵断面 2.2.1 区间正线最大坡度
坡度与速度、牵引动力的关系
纵断面对速度影响随不同种类列车而异。开行动车组的列车由于其牵 引质量较轻、牵引功率大，在长大坡道运行对速度基本没有影响。 SS9型电力机车是我国目前干线铁路牵引旅客列车功率最大的机车，持 续功率4800kW、最大功率5400kW，牵引工况恒功速度范围为99-160km ／h，最高速度为170km／h。
轨道结构重量和列车荷载 + 列车高速运行
动力作用 路基变形 工后沉降
轨道不平顺 影响速度及舒适度
路基是轨道的基础，也叫线路下部结构，承受轨道和机 辆荷载。
高速铁路路基的特点: 1. 高速铁路路基的多层结构系统； 2. 严格控制路基变形； 3. 保证路基刚度的均匀性； 4. 在列车运行及自然条件下的稳定性。
随着速度的提高，线路处于更为复杂的工作条 件下的工程结构，需要达到新的线路特征。
1.2 高速铁路线路特征
高平顺性 高稳定性 高精度、小残变、少维修 宽大、独行的线路空间 高标准的环境保护 严格的轨道状态检测和严密的防灾安全监控 开通运营之日列车即可以设计速度运行 其中，高平顺度是设计、建设高速铁路的控制性条 件，也是有别于中低速铁路的最主要特点。
2.1 线路平面 2.1.2 超高度
（1）理论超高
（2）最大超高
2 v平 h 11.8 R
日本200mm，法国180mm， 我国暂定180mm
（3）过超高与欠超高
影响
未被平衡的超高
欠超高允许值[hq] 过超高允许值[hg]
欠超高（ hq ） 、过超高（ hg ）允许值（mm） 舒适度 良好 250、300、350 40 200 60 一般 250、300、350 80 200 80 困难 250、300、350 110
vmax L (1.5 ~ 2.0)T 3.6
式中： （m） L——夹直线、圆曲线最小长度（m）; T——车辆振动周期为1s。
国外夹直线、圆曲线最小长度，日本东海道和山阳新干线 为0.42v，德国ICE线0.6v，法国TGV线0.67v，正在施工的 地中海TGV线则为1.0v。 我国客运专线确定一般条件下为0.8v，困难条件下为0.6v。