（交通运输工程专业论文）铁路繁忙干线提速方案及运输组织研究.pdf

西南交通大学工程硕士研究生学位论文 摘要 随着社会主义市场经济体制的不断完善，各种运输方式在速度 上展开了激烈的竞争，但是我国铁路在运输市场的竞争中却处于劣 势。这样提高列车的速度成为了铁路发展的必然需要。它不仅是提 高铁路运输质量，参与市场竞争的有效手段，而且可以增强铁路的 市场竞争力，为铁路带来更多的收益。因此，研究繁忙干线的提速 技术，对我国提速工作具有重要的现实意义。 以京广线北京西至武昌段为研究对象，论文以大量列车提速试 验数据为依据，参照国内外高速铁路有关标准和提速研究成果，通 过对京广线列车提速硬件配置的分析，对既有繁忙干线提速改造技 术的适应标准和方案，进行了深入研究，提出了合理的提速试验段 线桥技术条件及线路平面改造方案；通过分析各项标准在不同速度 条件下的适应性，提出了京广线列车提速应分阶段发展的观点。在 运输组织研究方面，采用理论分析与计算机模拟相结合的方式，运 用图解确定提速列车对通过能力的影响，并得出了重要结论。另外 通过分析客货流特点；预测运量变化，提出了可行的提速经济效益 评价途径和方法，为制定的列车提速方案提供了理论依据。 通过对京广线列车提速的全面研究以及郑州漯河段列车提速 试验的成功，不仅为京广线列车提速提供了技术保障和前期准备， 也为我国今后电气化铁路提速提供了理论依据和宝贵的实践经验， 具有一定的指导和借鉴的意义。 关键字：铁路；提速；运输组织 西南交通大学工程硕士研究生学位论文 a b s t r a c t a l o n gw i t h t h ei n c e s s a n t i m p r o v e m e n t o ft h es o c i a l is m m a r k e te c o n o m y ，a 1 1k i n d so ft r a n s p o r t a t i o na r en o wc o m p e t i n g w i t he a c ho t h e ri ns p e e d r a i l w a yt r a n s p o r t a t i o ni si nt h ed r y t r e ei nt h ec o m p e t i t i o n s oi t is v e r yn e c e s s a r yf o rr a i l w a y s y s t e m t o i m p r o v et h es p e e d h i g h e r s p e e d w i l l b r i n g t h e r a i l w a ys y s t e mn o to n l yag o o dt r a n s p o r t a t i o nq u a l i t yb u ta l s o af a v o r a b l em a r k e t c o m p e t i t i o na b i l i t y i tc a np r o d u c et h e r a i l w a ys y s t e mm o r eb e n e f i t h e r ew ec a nd r a wac o n e l u s i o nt h a t i tw i l l b r i n gt h es p e e d i n g u pp u r s u i ta ni m p o r t a n t r e a l i t y p u r p o r tt oa n a l y z et h es p e e d i n g u pt e c h n i q u eo fb u s ym a i n1 i n e t h isa r t i c l et a k e st h ej i n g g u a n gl i n e ( b e i h n g x i w u c h a n g s e c t i o n ) a sa ne x a m p l ea n ds t u d i e st h e s p e e d i n g u pp r o c e s s b a s e do n l a r g ea m o u n t o fd a t ao f s p e e d i n g u pe x p e r i m e n ts ， r e f e r r i n gt on o to n l ys o m er e l e v a n ts t a n d a r d si nr a i l w a ys y s t e m o fb o t hh o m ea n da b r o a db u ta l s ot h ei n v e s tig a t i n gf r u i to f s p e e d i n g u po nr a i l w a y ， a n a l y z i n go nh a r d w a r ec o n f i g u r a t i o n o nj i n g g u a n gl i n e ，t h ed i s c o u r s em a k e saf u r t h e ri n v e s t i g a t i o n o ns t a n d a r d sa n dp r o j e c t so fe x i s t i n gb u s ym a i n1 i n ea n dp u t s f o r w a r dr e a s o n a b l e t e c h n i q u eq u a l i f i c a t i o n so n1 i n esa n d b r i d g e sa n dp l a n a ri m p r o v i n gp r o j e c t so nr a i l w a y1 i n e s a tt h e s a m et i m e ，t h ea r t i c l e a n a l y s e s o nt h e a d a p t a b i 1i t yo f d i v e r s i f i e di n d e x e su n d e rd i f f e r e n t s p e e d ，p u t sf o r w a r da 西南交通大学工程硕士研究生学位论文 v i e w p o i n tw h i c ha r g u e st h a ti t s h o u l db eag r a d i n gd e v e l o p m e n t p r o c e s st oi m p r o v e t h et r a i n s s p e e do i l j i n g g u a n gl i n e ，a n d e s t a b l is h e sag o o db a s ef o rt h isg r a d i n gd e v e l o p m e n tp r o c e s s w h e nt h ed is c o u r s ed is e a s s e st h et r a n s p o r t a t i o no r g a n i z i n g i ta d o p tsam e t h o dt h a tc o m b i n e st h et h e o r e t i ca n a l y s i sw i t h t h ec o m p u t e rs i m u l a t i n g ，r a v e lst h ei n f l u e n c e so fs p e e d i n g u p t r a i no n c a p a b i l i t y ，a n df i n a l l y o b t a i n ss o m e i m p o r t a n t c o n c l u s i o n s i na d d i t i o n ，t h r o u g ha n a l y z i n go nt h ef e a t u r e s o f f r e i g h ta n dp a s s e n g e rc u r r e n t ，p r e d i c t i n gt h ec h a n g eo f r a i l w a yv o l u m e ，t h ea r t i c l ed is c u s s e sa v a i l a b l et e c h n i q u eo f t h e s p e e d i n g u pe c o n o m i cb e n e f i t ，t h isp r o v i d e sag o o d t h e o r e ti cb a s isf o rt h e s p e e d i n g u pp r o je c t b yi n v e s t i g a t i n go nj i n g g u a n gl i n ea n dp r o v i d eat e c h n i c g u a r a n t e ea n dp r o p h a s ep r e p a r a t i o n ，a n do f f e r sa ni m p o r t a n t t h e o r e t i cb a s i ca n d p r e c i o u sp r a c t i c a le x p e r i e n c et 0 o u r e l e c t r i z a t i o nr a i l w a ya sw e l l k e y w o r d s ：r a i l w a y ，s p e e d i n g u p ，t r a n s p o r t a t i o no r g a n i z i n g 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 第1 章概述 1 1 研究问题的背景及意义 八十年代之前，铁路在我国整个国民经济与社会发展中起着非 常重要的作用，曾经担负约5 4 的全国旅客周转量和约7 0 的全国 货物周转量。八十年代，国民经济快速发展，铁路主要依靠挖潜、 扩能、提效来满足运输需要，一度产生铁路运输供给与运输需求之 间突出的矛盾，铁路成为制约国民经济发展的“瓶颈”。九十年代， 随着改革的深入展开，社会主义市场经济体制的不断完善，铁路的 发展与变革相对滞后，而公路、航空、水运充分利用各自的有利条 件迅速发展，取得了更多的市场份额。从1 9 9 0 年到1 9 9 4 年，铁路 旅客周转量从5 3 4 下降到4 2 3 ，货物周转量由7 l - 3 下降到 5 4 4 ；同期公路旅客周转量从3 8 8 上升到4 9 1 ，货物周转量由 2 4 上升到1 3 5 。根据国家统计局统计数字，1 9 9 6 年全国货物周 转量3 6 2 7 l 亿吨公里，比1 9 9 5 年增长1 5 ，其中铁路增长0 5 ， 公路增长6 5 ，水运增长1 2 ，航空增长1 3 6 ；旅客周转量9 3 3 8 亿人公里，比1 9 9 5 年增长3 7 ，其中铁路下降9 4 ，公路增长9 9 ， 航空增长l o 4 ，水运下降2 3 。1 9 9 6 年6 月，铁路出现每天2 0 万客座虚靡的现象。 在运输市场发展的进程中，各种运输方式之间的竞争主要表现 在速度上。运输速度不仅集中反映了社会的生产技术水平，也直接 促进了社会经济的发展和科技的进步。高速度、高效益已成为交通 运输现代化的重要标志。 长期以来，相对于公路、航空，我国铁路路网建设缓慢，设各、 设施陈旧，科学技术水平较低；客、货共线互争能力，导致我国铁 路列车速度较低，提高缓慢。从1 9 5 0 到1 9 9 3 年间，旅客列车的技 术速度由3 5 7 k m h 提高到5 7 9 k m h ，年递增率仅为1 4 ；旅行速 度由2 9 4 k m h 提高到4 8 1 k m h ，年递增率仅为1 5 。因此，在与 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 其它运输方式的竞争中，铁路运输方式处于劣势。 当今，世界铁路列车速度一般划分为五个等级：时速l o o 1 2 0 k m 为常速；时速1 2 0 1 6 0 k m 为快速；时速1 6 0 2 0 0 k m 为准高速；时 速2 0 0 4 0 0 k m 为高速；时速4 0 0 k m 以上为超高速。欧洲普遍把新 建时速达到2 5 0 3 0 0 k m , f i t 线改造时速达到2 0 0 k m 的铁路线路称为 高速铁路。 世界上第一条高速铁路于1 9 6 4 年1 0 月1 日在日本的东海道新 干线投入运营，时速达到2 l o k m ，随后又建成山阳、东北、上越等 新干线，客运量大增。之后，法国在1 9 8 1 年建成了它的第一条高 速铁路( t g v 东南线) ，列车时速达到2 7 0 k m ；而后又建成了t g v 大 西洋线，时速达到3 0 0 k m 。在日本和法国修建高速铁路取得成效的 影响下，意大利、德国、英国、前苏联、西班牙等国家也先后建成 了高速铁路。这些国家在修建高速铁路的同时，也非常重视既有线 路的提速工作，以便高速列车进入既有线运行时，也有较快的运行 速度。 目前，广深线旅客列车的速度可达1 6 0 k m h ，这是我国旅客列 车的最高速度。三大干线提速后，最高速度可达到1 4 0 k m h 左右， 大都停留在常速阶段。 综上所述，无论是国外铁路速度的发展史，还是我们国内的现 实情况，提高列车运行速度是提高铁路运输质量，参与市场竞争的 有效手段。提速既是形势所迫，也是铁路发展所需。提速不仅可以 增强铁路的竞争力，也能为铁路带来更多的收益。 我国铁路绝大多数通过能力紧张，线路客货混跑、列车速差大。 因此，研究在繁忙的客货混跑干线的提速技术，对我国提速工作具 有重要的现实意义。 1 2 本文研究的主要内容和方法 本文以京广线北京西至武昌段为研究对象，希望通过对该段的 研究提出既有繁忙干线提速改造技术的适应标准及方案，重点研究 电化铁路提速技改的适应技术标准及方案；提速列车开行对通过能 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 力的影响；分析客货流特点，预测运量变化，并提出提速经济效益 评价方法。 研究方法是以大量列车提速试验数据为依据，参照国外高速 铁路有关标准、国内高速铁路研究成果和提速研究成果，提出的试 验段线桥技术条件及线路平面改造方案，分析各项标准在不同速度 条件下的适应性；采用理论分析与模拟相结合的方式，并运用计算 机图解方法确定提速列车开行对通过能力的影响。 一一一 耍童奎燮皇堡主墅壅生兰垡迨奎 笙兰垂 _ _ _ _ _ p - _ _ - 。f 。一 一一 第2 章京广电气化线路提速技改方案 及硬件配置 2 1京广线列车提速的目标和原则 提速的目标应以缩短列车运行时间为标准。为达到提速的目 标，不仅要对线路和技术设备进行技术改造，把线路允许速度提高 到1 4 0 1 6 0 k m h ，还要在现有技术装备条件下将客车运行速度尽可 能提高到各区段线路的允许速度，以产生最大的经济效益。 提速改造以减少技改工程量、尽量节省有限的资金为原则。在 提速改造工程安排上，采取线路平纵断面基本不动，以调整曲线半 径、更换加强正线道岔和调整接触网为主，尽可能按技术标准调整 曲线超高和缓和曲线、夹直线长度的原则进行实施。 2 2 京广线设备技术现状分析 京广线是国家i 级铁路干线， 化四显示自动闭塞铁路，正线里程 下所述。 京广线北京西一武昌间为双线电 1 2 2 5 公里，其主要设备概况如 2 2 1线路 ( 1 ) 线路断面 北京局管内 北京西长阳村线路平纵断面较差，曲线半径多为4 0 0 6 0 0 m ， 纵断面坡度多数为4 6 ，最大坡度为1 2o o o ，目前线路允许速度为 l o o k m h ，不具备提速1 4 0 k m h 的条件，在本次提速改造方案中仅 考虑京广线长安段。 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 良乡保定，营业长度1 1 0 2 k i n ，平纵断面较好，共有曲线6 3 条，1 7 3 k m ，曲线半径均大于1 2 0 0 m ，最大坡度4 z o 。 保定清风店，营业长度4 2 9 k m ，共有曲线3 0 条，5 9 k m ，曲 线半径小于1 2 0 0 m 的2 条，长度为0 6 k m ，占曲线总延长的1 0 ， 最大坡度4 。 石家庄镇内，营业长度6 3 8 k m ，共有曲线7 9 条，1 3 2 k m ， 曲线半径小于1 2 0 0 m 的有2 条，长1 1 k ，占曲线总延长的8 3 ， 超过4 的坡段有4 处。 隆尧县小康庄，营业长度3 9 5 k m ，共有曲线3 8 条，1 4 4 k m ， 曲线半径小于1 2 0 0 m 的有2 条，长0 9 k m ，占曲线总延长的6 。3 ， 超过4 的坡段有7 处。 其它区段营业长度共计2 1 3 8 k m ，共有曲线2 4 3 条，6 9 6 k m ， 其中曲线半径小于1 2 0 0 m 的有1 0 6 条，长4 2 1 k m ，占曲线总延长的 6 0 5 ，超过4 的坡段有1 4 处。 郑州局管内 安阳郑卅间线路平缓，限坡在4 以下，上、下行共有曲线 1 9 8 条，曲线全长6 5 7 公里，最小曲线半径6 0 0 米； 郑州漯河间限制坡度为6 ，上、下行共有曲线1 9 3 条，曲 线全长4 1 7 公里，但该段线路比较顺直，最小曲线半径8 0 0 米， 半径小于1 2 0 0 米的曲线仅有6 条，曲线全长2 2 公里： 漯河信阳间北部和中部线路断面与郑漯段相似，南部线路条 件较差，上、下行共有曲线2 3 2 条，曲线全长5 5 8 公里，最小曲 线半径6 8 0 米； 信阳广水问为双机区段，线路平纵断面条件差，限制坡度1 2 ，上、下行共有曲线1 9 3 条，曲线全长6 0 6 公里，最小曲线半 径仅3 9 0 米； 广水武昌间限制坡度6 ，上、下行共有曲线3 1 1 条，曲线 全长1 0 5 4 公里，最小曲线半径4 0 0 米，其中花园丹水池间线路 比较顺直，最小曲线半径8 0 0 米。 ( 2 ) 轨道结构 北京局管内( 长阳树安阳) 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 京广线( 长阳村安阳) 绝大多数为重型轨。共铺设7 5 k g m 钢轨3 1 6 3 2 k m ，6 0 k g m 钢轨9 0 5 4 2 7 k m ，5 0 k g m 钢轨3 7 7 8 k m 。铺 设6 0 k g m 无缝线路8 1 9 8 7 9 k m ，占正线延展总长的8 7 1 ，其中： 全区间无缝线路4 1 5 6 7 5 k m 。全线共有超期服役钢轨u 5 8 8 l k m 。 在现有轨枕中，共有轨枕17 3 4 万根，共铺设混凝土轨枕1 6 0 5 万根。其中6 9 型及i 型轨枕1 2 7 1 万根，占轨枕总数的7 3 3 。 道床基本为石灰岩道碴，不符合t b 2 1 4 0 - 9 0 铁路碎石道碴 标准。其中道床厚度不足2 5 0 毫米的线路5 2 公里，缺碴2 8 万方。 全段共有正线道岔7 0 3 组，其中7 5 k g m 一1 1 2 道岔3 组， 6 0 k g m - 1 t 2 a t 道岔3 2 l 组，过渡型道岔3 3 9 组，菱形3 组， 5 0 k g m 一1 1 2 道岔2 9 组，5 0 k g m l 9 道岔2 组，5 0 k g m - 1 1 2 复式 交分6 组。正线道岔中6 0 k g m 一1 1 2 过渡型及以下道岔共计3 7 9 组， 限速1 1 0 k m h 以下。 郑州局管内( 安阳武昌) 除个别地点外，为6 0 k g m 钢轨无缝线路。其中超期服役6 0 k g m 钢轨5 6 9 9 1 7 公里，5 0 k g m 钢轨7 6 1 3 公里，合计5 7 7 。5 3 公里。 占正线延展总长的4 0 。 在现有轨枕中，6 9 型及i 型轨枕1 7 4 5 万根，占轨枕总数的7 1 。 道床基本为一级碎石道床。其中道床厚度不足2 5 0 毫米的线路 1 9 9 公里，二级道碴6 1 公里。 全段正线道岔1 3 3 9 组，其中6 0 k g m 一1 1 2 a t 道岔7 9 6 组， 6 0 k g m 一1 1 2 过渡道岔4 4 4 组，5 0 k g m - 1 1 2 道岔7 5 组，5 0 k g m 一1 9 道岔2 4 组。正线道岔中6 0 k g m 一1 1 2 过渡型及以下道岔共计5 4 3 组，限速1 l o k m h 以下。 ( 3 ) 病害桥梁及路基 北京局管内共有病害或不符合提速条件的桥梁9 7 座，其中： 钢板梁加固9 座，下承式钢衍梁3 座，木桩基础8 3 座，需改造2 座。路基痛害正线2 8 4 处6 0 1 5 3 米。 郑州局管内共有桥梁病害3 1 处，路基病害3 处。 ( 4 ) 道口及人行过道 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 北京局管内有道口2 1 9 处，其中有人看守道口2 l 处，己监护 的无人看守道口8 4 处，未监护的无入看守道口1 1 4 处。人行过道、 平过道计6 0 处。 郑州局管内共有道口2 7 6 处，其中有入看守道口5 6 处，己监 护的无人看守道口5 5 处，未监护的无人看守道口1 6 5 处。人行过 道、平过道计1 3 9 处。 郑武段目前尚有两组l 9 道岔，其中郑州、江岸西各一组。这 两组道岔都是特种道岔，直向允许速度1 4 0 k m h ，不影响行车。 京广线l 1 2 过渡道岔分布很广，几乎站站都有，是影响列车 提速的关键，如果按照这种道岔限速运行，列车正线通过车站的速 度将限制在1 2 0 k m h 以下。各车站的道岔区是提速区段内的薄弱环 节，大部分岔区道床基础刚度不均衡，结构难以稳定，应加强检查、 整治和调整。 列车提速到1 4 0 k m h 时，超期服役钢轨、6 0 k g m l 1 2 过渡型 及以下道岔都应全部更换，6 9 型及i 型轨枕要逐步更换，调整曲线 超高和缓和曲线，线路全线大型养路机械加强，对病害桥梁及路基 进行整治。 提速区段地域平坦，城乡分布密集，道口多，人、畜、车辆对 列车运行安全隐患多、威胁性大。按铁道部要求1 4 0 k m h 以上繁忙 干线需设围栏封闭管理。 2 2 2电务 该线为四显示自动闭塞，均采用u m 7 1 无绝缘轨道电路。四显 示自动闭塞能够保证提速列车安全，u m 7 l 无绝缘轨道电路适合使用 大功率机车牵引重载列车或高速列车，并且能够满足高速、舒适的 要求。 京郑段站内电码化为叠加发码方式；郑武段站内电码化为切换 发码方式，常出现丢码现象，造成非正常放风的自动停车，并随着 速度的提高发生丢码频率加大，不能确保提速后机车信号稳定工作 和提速列车运行安全，应改为叠加发码方式；同时既有的t v m 3 0 0 机车信号己不适应提速需要，应安装通用式机车信号设备。 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 正线道岔转换设备要求过岔速度不能超过1 2 0 k m h ，不能保证 提速列车要求和安全。在技改过程中，结合正线道岔更换，其道岔 转换设备要采用三相交流转辙机及外锁闭装置。 部分旅客列车提速到1 4 0 k m h 后，道口接近报警距离不能满足 要求，需要重新计算调整。 2 2 3机务 ( 1 ) 机车 提速客车全部采用s s 。型电力机车牵引。s s 。型机车为准高速客 运机车，机车标称功率3 6 0 0 k w ，恒功速度范围：1 0 5 1 6 0 k m h ，最 高运行速度：17 0 k m h ，机车运行安全性和平稳性均能满足提速要 求。 ( 2 ) 牵引供电 京郑段电气化铁路于1 9 9 7 年开通运营，接触网设计速度为 1 4 0 k m h ，使用1 2 0 m mz 银铜接触导线，额定张力1 3 0 0 k g ，整体吊弦， 弯型防抬高定位器。郑武段电气化铁路于1 9 9 1 年竣工运行的，接 触网设计速度为1 2 0 k m h ，使用1 1 0 m m ：铜接触导线，额定张力1 0 0 0 k g ( 由于既有补偿装置摩擦力大、传动效率低。实际补偿张力远小于 设计规定值) ，普通环节吊弦，普通定位器。由此可见，郑武段接 触网技术参数很多方面低于京郑段。 京郑段接触网只要进行局部调整即可保证列车提速到1 4 0 k m h 的安全运行。而郑武段既有接触网的运行状态不能保证列车提速到 1 4 0 k m h 以上的安全运行，其主要表现为：接触导线抬升量较大， 定位器负坡现象普遍；环节吊弦卸载严重，接触网振动加剧：离线 严重，弓网运行关系恶化。因此，必须对郑武段接触网进行适应性 改造。 2 3 电气化铁路提速硬件配置的特点及弓网关系 根据京广线客货混跑、车站分布密等特点，要达到规定的目标 值，难度相当大，必须对固定设备和移动设备进行必要的技术改造， 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 通过提高线路技术标准、强化轨道结构、更换提速道岔、改善弓网 关系等途径以适应提速要求。 2 3 1 提高线路技术标准 线路是列车运行的基础，线路技术标准直接影响列车运行速 度。为提高列车速度，首先要提高线路技术标准。京广线为电气化 铁路，在线路改造、曲线要素调整过程中，应尽可能控制和减小拨 道量，以减少或避免桥涵、电气化接触网杆、塔、档跨和变配电设 施的改动。 2 3 2 强化轨道结构 轨道结构直接承受列车负荷并将其传递至路基。既有电气化铁 路提速后，列车高速运行产生较大冲击震动力，轨道所承受的力必 然增加。因而除要求轨道铺设全区间或跨区间超长无缝线路外，必 须增强轨道结构的整体弹性性能，对轨道扣件、轨枕以及道碴的性 能要求较高。 2 3 3 更换提速道岔 京广正线铺设的道岔大部分是普通型和过渡型，难以适应提速 要求。通过改善道岔几何状态、强化道岔结构、提高直向通过速度、 保证提速目标值通过时不限速，是既有道岔改造的主要途径。 2 3 4 加强桥梁结构 由于以较高速度运行而产生的冲击和振动，特别是防止出现共 振现象，因而对桥梁结构的整体性有特殊要求。要求对桥梁结构加 强横向联系，应具有较好的整体性。 2 3 5 道口 列车速度提高后，道1 3 的安全防护成为很重要问题。为了防 止行车事故，在有条件的地段，当行车量达到一定密度时毖须设置 立交，一般道口必须设置现代化设施的有人看守道口。线路两侧必 须设置栅栏，实施封闭管理。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 2 3 6 弓网关系 接触网是电气化铁路的直接供电设备，决定着机车快速运行状 态下的弓网受流质量，是直接决定提速目标能否按要求实现的关键 技术之一。目前既有电气化铁路存在的主要问题有：接触网的技术 条件及设计标准较低，施工装配精度和运营维护水平较低，加之旋 转腕臂摩擦、吊弦偏角的影响及张力补偿装置结构不尽合理，补偿 效率大大低于设计要求，接触网的实际张力往往低于额定张力，造 成接触网波动传播速度下降较多。同时一些零部件的材质、性能较 差，重量大、工艺水平低，接触导线表面不光滑，致使接触网硬点 多、弹性差。既有接触网、受电弓难以适应提速的受流要求。 提高弓网受流质量，可以采用如下措施： ( 1 ) 采用在受流性能方面具有优势的悬挂形式，如弹性链形悬 挂： ( 2 ) 提高接触导线的张力，更换1 1 0 m m ：铜合金导线； ( 3 ) 采用轻型弹性定位装置及其它合金部件； ( 4 ) 优化锚段关节参数，采用大滑轮补偿器； ( 5 ) 改造接触网分相、分段、线岔装置，减少硬点的产生： ( 6 ) 采用性能优良并与既有接触网良好配合的受电弓。 2 4 电气化铁路提速技改方案的制定 2 4 1 主要技术措施 根据提速目标值和技改原则制定如下技术措施： ( 1 ) 工务工程 线路平纵断面 线路平纵断面原则不动。 曲线 对曲线进行检算，按欠超高一般7 5 m m 、困难地段9 0 r a m 、个别 情况1 l o m m 的原则调整曲线超高、缓和曲线长度( 顺坡率1 ( i o v ) 1 ( 8 v ) ) 和夹直线长度。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 1 页 钢轨 正线钢轨全部采用6 0 k g m 钢轨，小半径曲线及大坡道地段应 尽量采用全长淬火钢轨。 提速区段正线上全部铺设成整区间或跨区间无缝线路。 道岔 枢纽内正线上的1 2 号普通道岔暂不更换，限速通过。提速区 段正线上的1 2 号普通道岔更换为6 0 k g m 轨1 2 号固定型提速道岔； 对6 0 k g m 轨1 2 号at 型道岔进行直股护轮轨改造，换铺为长6 9 m 的加长护轨。道岔原则上铺设混凝土岔枕。 轨枕 逐步更换6 9 型轨枕，在提速区段应尽量成段换铺为i i 、i i i 型轨 枕。 道碴 提速区段应逐步换铺为硬质道碴。 路基 对病害地段进行重点整治，其余原则上维持现状。 桥涵 对承载能力不足及有病害的桥进行加固整治，对板式橡胶支座 进行限位加固，对并置式t 梁进行横向加固。 平交道口 无入看守道口必须全部实施有入监护；站内平交、区间人行过 道施行重点防护；加强有人看守道1 ：3 的管理；力争全部道口改立交。 安全隔离栅栏 根据要求应设置安全隔离栅栏。 ( 2 ) 电务 采用多信息四显示自动闭塞制式及u m 7 1 轨道电路。 提速机车采用通用式机车信号，根据需要配置不同类型的 超速防护设备。 结合正线道岔更换，正线道岔转换设备采用三相交流转辙 机及外锁闭装置。 站内采用叠加预发码电码化。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 2 页 改造现有d x 3 道口信号设备。 ( 3 ) 机车车辆 以s s 。型电力机车为提速客车的主型机车； 提速客车采用相应 的转向架和车体及其它配套技术。 ( 4 ) 接触网 采用补偿效率高的张力补偿器，保证接触网导线张力为 1 4 7 k n 。 在单弓受流工况下，离线率不大于1 0 ，最大离线时间不 大于1 0 0 m s ，弓网间的动态接触压力小于2 0 0 n ，大于5 0 n 。 2 4 2 京广线提速技改方案 根据京广线( 北京西武昌) 各段平纵断面的差别和主要技术 措施，采用的提速技改方案如下： ( 1 ) 北京西长阳村，2 7 3 k m ，该段线路平纵断面条件较差， 曲线半径多在4 0 0 6 0 0 m ，坡度多数为4 6 ，最大坡度为1 2 ， 列车速度达到目前线路允许速度1 0 0 k m h 。 ( 2 ) 长阳村清风店、石家庄镇内、隆尧县小康庄三个区 段合计长度为2 6 0 3 k m ，线路顺直、条件良好、通过更换提速道岔、 改造曲线及加固桥梁后。列车运行速度可达到1 4 0 k m h 。 ( 3 ) 清风店石家庄、镇内隆尧县、小康庄安阳三个区段 长度为2 1 3 8 k m ，线路平纵断面较差，通过改造曲线，消灭过渡型 及以下等级的道岔，线路允许速度可达到1 2 0 k m h ，但仍有l7 处曲 线，因改造工作量大、投资多，所以限速9 0 1 l o k m h 。 ( 4 ) 安阳郑州漯河长台关，全长4 7 0 4 k m ，区段内大部 分曲线半径大予1 4 5 0 m ，困难区段曲线半径大于1 0 0 0 m ，半径小于 1 0 0 0 m 的曲线极少，线路顺直，条件良好，通过更换正线道岔，对 个别小半径曲线进行改造后，列车运行速度达到1 4 0 1 6 0 k m h 。 ( 5 ) 长台关信阳广水陈家河，全长1 0 9 5 k m ，线路坡度 大，曲线半径小。双机坡多，小半径曲线密集，在现有线路的基础 上，加强维修，消除病害，调整曲线超高，争取达到线路允许速度 9 0 1 2 0 k s h 。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 3 页 ( 6 ) 陈家河丹水池，全长1 i7 6 k $ ，线路条件稍差。大部分 曲线半径大于1 0 0 0 m ，小于1 0 0 0 m 的曲线很少。通过更换加强正线 道岔，整治桥梁病害，列车运行速度达到1 2 0 1 4 0 k m h 。 ( 7 ) 丹水池武昌，线路长度2 7 8 k m 。该段线路通过武汉市区， 平交道口多，同时受侧向过岔速度限制。通过采用隔离带封闭线路、 避免侧线通过等措施后，争取达到9 0 1 2 0 k m h 。 京广线提速方案实施后，有8 2 2 1 2 k m 的线路允许速度提高到 1 4 0 k m ，占全段的6 7 1 ，同时部分线路允许速度有一定提高。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 4 页 第3 章京广电气化线路提速试验分析 3 1时速2 0 0 k m h 以下的试验 京广线郑州至漯河间提速试验是继上海局沪宁线、北京局京秦 线、沈阳局沈山线之后所进行的全路性第四次大规模的旅客列车提 速试验。由于郑州一漯河间提速试验是国内在电化铁道既有线路上 首次进行的提速试验，使用国内新造的s s 。型准高速电力客运机车， 试验项目新，技术要求高。 试验段在郑州漯河间，其中官亭孟庙7 8 公里为提速区段， 该段线路平纵断面良好，最小曲线半径1 5 0 0 米，大部分曲线的半 径都在1 8 0 0 米以上。考虑到京广线客货运输十分繁忙，为减少对 既有线能力损耗和施工干扰以及降低工程造价，对提速技改工程所 确定的基本原则是：尽量减少技改工程量，工期要短，见效要快， 虚实结合，分段分级逐步展开。在具体实施中采取保持铁路平纵断 面基本不动，主要是更换不适应提速要求的正线道岔，调整有关曲 线要素，改善弓网关系等主要措施。 3 1 1提速试验装备及技术标准 提速试验机车为鼹。型客运机车，机车上装有铁科院的速度分级 控制系统。试验车辆为2 5 型客车、双层客车( 由蒲镇车辆厂加装 电子防滑器，更换进口滚动轴承并按准高速技术要求调整了2 0 3 p k 转向架) 、铁科院准高速试验车。 提速试验段线路技术条件很好，超高、缓和曲线、夹直线都参 照三大干线客货歹i j 车提速试验总结及提速装备技术条件研究论证 报告的结论性意见进行调整。 试验段内正线上6 0 k g m - 1 1 2 过渡道岔更换为6 0 k g m 一1 1 2 固 定心轨提速道岔，采用s 7 0 0 k 型电动转辙机加装外锁闭装置；正线 上6 0 k g m 一1 1 2 ( 普通) a t 型道岔更换护轨并将转辙机更换为s 7 0 0 k 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 5 页 型电动转辙机加装外锁闭装置。正线上既有6 9 型、i 型、i i 型轨枕 保留使用。保留木枕，换成分开式扣件，个别失效枕木原则上更 换为i i 型钢筋砼枕。i i i 型轨枕宜成段换铺，本次试验段暂不使用。 i i 型轨枕配套扣件为弹条i 型，轨下橡胶垫板用6 0 1 0 - 1 7 型或6 0 1 0 - h 型。 提速区段的桥梁按照三大干线提速桥梁的技术要求进行加固改 造。试验前对k 8 0 3 + 6 1 8 上下行颍河大桥和k 8 1 6 漯河大桥的其中2 孔进行了维修加固；k 7 8 4 + 9 2 5 上下行3 1 2 m 低高度钢筋硷梁桥l 座 6 孔，在每孔梁的梁端及跨中增设横向联结板，增加横向刚度；对 2 2 座4 8 孔梁使用的板式橡胶支座加设了横向限位装置；对4 座道 碴桥面既有木枕更换为钢筋砼枕，计4 6 2 根。 提速线路牵引供电系统技术条件国内既无标准可循又无试验数 据可用。本试验主要在原有供电系统的基础上进行了增强接触网张 力、减少导线硬点的改造措施，以便试验中进行检验。提速段接触 网设备及改造措施如下： ( 1 ) 接触网悬挂类型：、简单链型悬挂。 ( 2 ) 锚段长度：维持现状。 ( 3 ) 接触线张力：由1 0 t 增加到1 1 t 1 2 t 。承力索张力术 1 5 t 。 ( 4 ) 接触网结构高度：维持现状。 ( 5 ) 接触线坡度变化遵守设规第4 1 3 条。若实施有困难， 根据具体情况作适应性调整。 ( 6 ) 之字值：直线段2 0 0 m m ，曲线地段1 5 0 2 5 0 m m 。拉出值： 3 5 0 m m 。 ( 7 ) 接触悬挂下锚补偿装置：采用反应灵敏的新型j k 2 9 9 6 型 铝合金大滑轮补偿装置。 ( 8 ) 接触网线岔：采用新型铝合金线岔，以减少硬点。 ( 9 ) 定位器：采用x t k 9 l ：3 2 新型多功能定位器。( 主要范围 为接触网线岔、转换柱、中心柱、曲线) ，以减少硬点。 ( 1 0 ) 分段绝缘器：采用满足准高速要求的分段绝缘器。 ( 1 1 ) 正线接触线高度：根据s s 。之最高工作高度为6 4 4 0 m m ， 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 6 页 确定接触线最大高度为6 2 5 0 m m ，最低高度为5 7 0 0 m m 。 ( 1 2 ) 线路平纵断面变化时，接触网随之调整、改造。 ( 1 3 ) 电分相：宜采用自动通过型电分相( 进口产品) ，因工期 所限，维持现状，断合标志适当延长，进行提速试验。 3 1 2 试验项目及试验情况 ( 1 ) 试验速度 计划试验速度1 7 0 k m h ( 实际最高速度1 8 5 k m h ) 。 ( 2 ) 试验项目 测试接触网悬挂形式：悬挂参数及主要设备与s s 。机车在提 速工况下的匹配情况，确定安全运行速度。 校核提速列车及重载列车在一个供电臂内紧密运行工况下 的供电能力及接触网末端电压，并考核并补装置的工作状况。 测试线路、道岔、曲线、桥梁在各种速度下的安全性。 测试s s 。型电力机车在各种速度运行的安全性、稳定性及 起动加速性能。 测试2 5 6 型客车在速度提高到13 0 k m h 时的安全性、平稳 性及运行阻力。 测试双层客车对提高速度的适应性及运行阻力。 对k 8 0 3 + 6 1 7 ( 上行) 及k 8 1 5 + 9 9 7 ( 下行) 两座桥梁进行客 货列车提速通过时的安全性测试。 ( 3 ) 试验情况 京广线郑州至漯河问试验共分为三个阶段。 第一阶段试验2 5 g 型客车，编组1 5 辆，牵引吨数8 0 5 t ，最高 运行速度达到1 3 6 k m h 。 第二阶段试验双层客车，编组1 8 辆，牵引重量9 8 7 t ，最高运 行速度达到1 5 4 k m h 。 第三阶段试验准高速试验车专列，编组8 辆，牵引4 5 1 吨和3 9 5 吨，最高速度达到1 8 5 k m h 。 整个提速试验历经1 1 天、4 8 趟行程，运行6 0 0 0 多公里，未发 生任何设备故障、行车事故、人身伤害和路外伤亡，在技术指标上 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 7 页 创造了中国铁路史上四个第一，即：中国铁路既有繁忙干线上客车 运行最高速度第一( 1 8 5 k m h ) ：中国电气化铁道干线上客车运行最 高速度第一( 1 8 5 k m h ) ；s s 。型机车在高速运行条件下( 1 8 0 k m h ) 牵 引总重第一( 4 5 l t ) ；在高速运行条件下( 1 8 0 k m h ) ，线路状况第一 ( 全程1 4 8 公里，其中优良1 2 6 公里，占8 5 ：零分为5 9 公里， 占4 0 ) 。 京广线客车提速试验为全路繁忙干线的现代化积累了经验，为 全路电化区段开行快速客车提供了技术参数和依据，达到了试验的 预期目的。 3 2 时速2 0 0 k m h 以上的试验 3 2 1试验目的 ( 1 ) 在1 9 9 6 1 9 9 7 年铁科院环行线高速综合试验( 最高速度达 2 1 2 6 k m h ) 的基础上，进一步在京广繁忙干线上进行2 0 0 2 5 0 k m h 的高速旅客列车运行综合试验，以获得更全面而充分的试验资料， 使我国铁路运营线早日跨入高速铁路的领域。同时，为我国既有干 线的提速和京沪高速铁路建设提供可靠的依据。 ( 2 ) 通过在既有干线上的高速试验，积累和补充我国准高速机 车、车辆及接触网、供电系统、轨道结构、路基、桥梁、道岔、转 辙设备、列车空气动力学各专业领域的实际试验数据，完善我国机 车车辆设计与制造工艺，使其接近或达到国际先进水平，并对我国 正在研究的高速铁路线路、桥梁、接触网及高速动车组的理论研究 及实际设计的成果进行试验验证。 3 2 2 高速试验段概况 ( 1 ) 试验段范围 高速试验段在京广线郑州至漯河段内，北起k 7 5 0 + 5 0 0 ，南至 k 8 0 3 + 5 0 0 ，试验段全长为5 3 k m ，试验段有苏桥、许昌、石桥、临颍、 小商桥五个站四个区间。高速试验主要在京广线下行线上进行。 ( 2 ) 试验段速度目标值划分 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 8 页 k 7 5 0 + 5 0 0 k 7 7 2 + 0 0 0 ，全长2 1 5 k m ，。1 6 0 k m h 。 k 7 7 2 + 0 0 0 k 7 9 8 + 0 0 0 ，全长2 6 k m ，= 1 6 0 2 5 0 k m h 。 k 7 9 8 + 0 0 0 k 8 0 3 + 5 0 0 ，全长5 5 k m ，= 1 6 0 k , h 。 3 2 3 高速试验段技术改造标准 高速试验技术改造标准铁道部分别以铁道部科学技术司科技机 函( 1 9 9 8 ) 4 7 号关于印发“郑武线2 0 0 k m h 以上试验段接触网改造 参数标准及改造方案技术审查会”纪要的通知和铁道部科学技术