高速铁路建设论文.doc

铁道工程建设论文高速铁路建设背景高速铁路是一个具有国际性和时代性的概念。1985年5月，联合国欧洲经济委员会将高速铁路的列车最高运行速度规定为客运专线300kmh，客货混线250kmh.1996年欧盟在9648号指令中对高速铁路的最新定义是：在新建高速专用线上运行时速至少达到250km的铁路可称作高速铁路。铁盟认为，各国可以根据自身情况确定本国高速铁路的概念，在既有线上提速改造，时速达到200km以上，也可称为高速铁路。中国和世界上客运铁路速度的分档一般定为：时速120140公里称为常速；时速140160公里称为快速；时速160200公里称为准高速；时速200400公里称为高速；时速400公里以上称为更高速。时速600公里以上称为特高速。时速1000公里以上称为音速。时速1260公里以上称为超音速。对于高速的水平，随着技术的进步而逐步提高。西欧把新建时速达到250300公里、旧线改造时速达到200公里的称为高速铁路；1985年联合国欧洲经济委员会在日内瓦签署的国际铁路干线协议规定：新建客运列车专用型高速铁路时速为350公里以上，新建客货运列车混用型高速铁路时速为250公里。高速铁路是一个集各项最先进的铁路技术、先进的运营管理方式、市场营销和资金筹措在内的十分复杂的系统工程，具有高效率的运营体系，它包含了基础设施建设、机车车辆配置、站车运营规则等多方面的技术与管理。高速铁路常被简称为“高铁”。中国高速客运铁路，常被简称为“中国高铁”。高速铁路作为现代社会的一种新的运输方式，中国的高铁速度代表了世界的高铁速度。中国是世界上高速铁路发展最快、系统技术最全、集成能力最强、运营里程最长、运营速度最高、在建规模最大的国家。在运行速度上，目前最高设计最低时速可达350公里，已于2011年6月30日正式开通运营的京沪高速铁路客运专线最高时速达到380公里；在运输能力上，一个长编组的列车可以运送1000多人，每隔5分钟就可以开出一趟列车，运力强大；在适应自然环境上，高速列车可以全天候运行，基本不受雨雪雾的影响；在列车开行上，采取“公交化”的模式，旅客可以随到随走；在节能环保上，高速铁路是绿色交通工具，非常适应节能减排的要求。路基技术特征路基是承受轨道结构重量和列车荷载的基础，是铁路线下工程的重要组成部分。高速铁路路基除应具备一般铁路路基的基本性能之外，还需要满足高平顺性、高稳定性轨道对基础提出的新性能要求：即强度高、刚度大的路基基床，沉降很小的地基以及沿线路方向平缓变化的刚度。（1）基床采用层状结构、提高压实标准、强化路基结构有砟轨道基床由表层和底层组成，表层厚度为0.7m，底层厚度为2.3m，总厚度为3.0m。一般情况下，基床表层由510cm厚的沥青混凝土和6560cm厚的级配碎石组成。无砟轨道路基表层厚度与无砟轨道的混凝土支承层或混凝土底座的总厚度不应小于0.7m，底层厚度为2.3m。混凝土支承层或混凝土底座以外的路基面应设防排水层。同时，采用压实系数K、地基系数K30和动态变形模量Evd等指标控制基床和路堤质量。图3 路基结构示意图（2）严格控制路基工后沉降有砟轨道一般地段工后沉降量，300350km/h线路不应大于5cm，沉降速率应小于2cm/年，桥台台尾过渡段工后沉降量不应大于3cm；250km/h线路分别不应大于10cm 、3cm/年、5cm。无砟轨道地段路基在无砟轨道铺设完成后的工后沉降应满足扣件调整和线路竖曲线圆顺的要求。工后沉降一般不应超过扣件允许的沉降调高量15mm；路基与桥梁、隧道或横向结构物交界处的差异沉降不应大于5mm，不均匀沉降造成的折角不应大于1/1000。（3）保证路基刚度的均匀性在路桥，路堤与横向结构物（框构、箱涵），路堤与路堑和土质、软质岩、硬质岩的路堑与隧道，有砟轨道与无砟轨道、不同的无砟轨道类型等连接处设置过渡段，以使路基刚度变化平缓图4 路桥过渡段桥梁技术特征高速铁路桥梁的梁体必须具有足够大的竖向刚度、横向刚度和抗扭刚度，限制温差和混凝土徐变产生的上拱变形，以保证线路的高平顺性和避免不良的车、桥动力响应；墩台必须具有足够大的纵向刚度，以限制桥上无缝线路轨道的附加应力和制动时梁轨相对位移，保证线路的稳定；桥梁结构及构造布置应符合耐久性要求，并便于检查和维修。因此，采用了刚度大、整体性能好的结构，如简支梁、连续梁、组合梁、刚架及拱等；优先选用双线整孔箱形梁桥。（1）高速铁路列车设计活载设计活载图式是桥梁设计的重要参数之一。高速铁路桥梁取用ZK标准活载(0.8UIC)作为高速铁路设计活载图式，其能涵盖各类运行列车荷载，比UIC荷载图式可节省材料用量约10%(跨度24m混凝土梁)。城际铁路设计活载有的采用0.6UIC，如成灌、广珠。图5 ZK标准活载图式（左图）、ZK特种活载图式（右图）（2）桥梁变形控制列车高速通过桥梁时，若出现较大的挠度或结构自振频率与列车周期性激励荷载频率相近时，列车与桥梁均会产生较大的动力响应，造成桥上轨道不平顺、乘坐舒适度降低、结构活载效应增大，甚至列车走行性能恶化，严重影响车辆运行和结构安全。因此，高速铁路桥梁必须具备足够大的刚度和良好的整体性。故对桥梁的结构变形、变位和自振频率的提出严格要求。表2 ZK竖向静活载作用下的梁体的竖向挠度限值 跨度设计速度L40m40m80m250km/hL/1400L/1400L/1000300km/hL/1500L/1600L/1100350km/hL/1600L/1900L/1500表3 ZK竖向静活载作用下的梁端转角限值桥上轨道类型 位置限值(rad)备注有砟轨道桥台与桥梁之发间q 2.0相邻两孔梁之间q 1 + q 2 = 4.0无砟轨道桥台与桥梁之间q 1.5梁端悬出长度0.55mq 1.00.55梁端悬出长度0.75m相邻两孔梁之间q 1 + q 2 = 3.0梁端悬出长度0.55mq 1 + q 2 = 2.00.55梁端悬出长度0.75m墩台基础工后沉降限值如下：墩台均匀沉降量： 有砟轨道桥梁 30 mm； 无砟轨道桥梁 20 mm静定结构相邻墩台沉降差：有砟轨道桥梁 15 mm； 无砟轨道桥梁： 5 mm轨道技术特征高速铁路对轨道结构的技术要求主要是保证轨道高平顺性、高可靠性、长寿命和高稳定性。高平顺性是消除轮轨接触面上的短波不平顺和中、长波不平顺，保持轨道弹性的均匀性；高可靠性主要是指轨道结构保持平顺性，维持线路正常运营的能力；长寿命指的是轨道结构有较长的维修和大修周期；高稳定性是要提高轨道结构的纵、横向阻力，保持轨道结构的稳定性。我国高速铁路轨道的主要技术特点是采用60kg/m的100m长定尺钢轨、跨区间无缝线路、大号码道岔和无砟轨道。借鉴国外先进技术与成熟经验，逐步实现自主知识产权的无砟轨道技术体系和高速道岔的国产化及创新。（1）无砟轨道我国高速铁路设计规范规定；200250km/h线路主要采用有砟轨道，大于等于6km的隧道采用无砟轨道；300350km/h线路主要采用无砟轨道。引进吸收国外先进技术的无砟轨道有：CRTS型板式无砟轨道（沪宁、哈大），CRTS 型板式无砟轨道（京津、沪杭、京沪），CRTS型双块式无砟轨道（武广）和CRTS 型双块式无砟轨道（郑西）等。我国自主研究开发的CRTS 型板式无砟轨道，主要由钢轨、扣件系统、轨道板、自密实混凝土、支承层或底座、板间连接系统等部分组成。已用于成灌线，并在盘营、沈丹、武黄等高速铁路推广使用。（2）高速道岔18号可动心轨单开道岔：客专线（07）004 有砟 V直=250km/h、V侧=80km/h，石太、温福、福厦；客专线（07）009 无砟 V直=350km/h、V侧=80km/h，武广、沪宁、沪杭。42号可动心轨单开道岔：客专线（07）006 无砟，V直=350km/h，V侧=160km/h，沪宁、沪杭、哈大、京石武；62号可动心轨单开道岔：客专线（08）013 无砟 V直=350km/h、V侧=220km/h，哈大。高铁运营调度高速铁路调度指挥系统分为管理层（铁道部调度中心）、调度层（高速铁路调度所）、执行层（基地、站、段、所、车）。高速铁路行车指挥采用分散自律调度集中系统（CTC），由铁路局、车站两级构成,具备列车进路及调车进路的控制、列车运行监视、车次号追踪、列车运行计划调整和列控限速设置等功能。CTC控制模式包括分散自律控制和非常站控两种模式。分散自律控制模式的操作方式又分为中心操作方式、车站调车操作方式和车站操作方式等三种。铁道部调度中心(管理层)管理并组织全路运输生产，负责组织基本运行计划的编制，安排重要生产任务，处置重大突发事件，监视、协调全路运输生产，必要时接管区域调度中心的调度指挥。高速铁路调度所(调度层)根据部调度中心和基本运行计划，编制管辖范围内的列车运行、动车组运用、乘务管理、供电和维修施工等计划，监视、调整、控制列车运行，及时处置各类运行异常情况，管理各类维修作业，组织事故救援、抢险，发布运输指令和行车命令。高速铁路调度所是高速铁路运输组织和调度指挥的主要实施机构。基地、站、段、所、车(执行层)接受高速铁路调度所的指挥和控制，按照调度命令办理各类业务。车站执行层具有最高级别的优先控制权，特殊情况下可直接办理本站行车作业。客运服务系统在借鉴国外高速铁路客运服务理念、成熟经验、先进技术和系统集成方法的基础上，结合中国铁路的实际情况，依靠自主创新，自主开发，建立具有自主知识产权的、国际领先水平的客运服务系统，其包括票务系统、旅客服务系统、市场营销策划系统和综合服务平台、数据平台、安全保障平台等。养护维修高速铁路采用了“预防为主、防治结合、重检慎修”养护维修理念，明确了“资源综合、专业强化、集中管理”管理模式，日常保养由既有站段延伸管理或新成立段管理。如工务系统新成立北京、济南、上海、沈阳等4个工务段，专门管理局管内的高速铁路。同时，铁道部组建了北京、上海、武汉、广州、西安、成都等6个高速铁路基础设施维修基地，分区域负责基础设施的高级修理和动态精确检测。高速铁路固定设备的养护维修（上线检查、检测、维修）必须在“天窗”时间进行，“天窗”时间4h，一般为垂直天窗。线桥设备实行设备等级修和专业修；接触网实行计划预防修；通信系统实行计划预防修和状态修；信号地面设备实行设备状态修和故障返厂修。（1）综合检测列车采用综合检测列车对固定设备（轨道、接触网、通信、信号）的状态进行定期、等速检测。0号高速检测列车2008年7月，我国第一列高速综合检测列车研制成功，由铁科院系统集成、长客厂制造，8辆编组、最高检测速度250km/h。首次将轨道、轮轨力、接触网、通信、信号等检测系统安装在同一列动车组上，实现时空同步、综合显示、分析和处理。CRH380A-001高速综合检测车铁科院系统集成、四方厂制造，7M+1T、11760kW，最高检测速度385km/h，包括轨道、轮轨力、车辆动态响应、弓网、转向架载荷、通信、信号、综合等8个检测系统，具有同步、等速检测和数据综合分析处理功能。CRH380B-002高速综合检测车铁科院系统集成、唐客厂制造，6M+2T、13800kW 、最高检测速度385km/h。检测功能同CRH380A-001。CRH380A-001高速综合检测车 CRH380B-002高速综合检测车（2）线路巡检系统该检测系统采用清晰数字成像技术、图像数据实时采集存储技术和机器视觉理论，动态获取轨道及其附属设施的数字图像，对其状态进行分析和评估，可以检测扣件缺失、焊缝状态、钢轨擦伤、波磨等等。(3)线路大型养修装备采用大型养路机械对线路进行维修作业。主要包括双枕连续式捣固车、三枕连续式捣固稳定车、道岔捣固车、钢轨打磨列车、道岔打磨车、移动焊轨车、工务维修综合轨道车等，具有作业精度好、作业效率高、作业功能强，技术性能先进等特点技术规章体系铁路技术规章是指铁路技术设备（固定设备和移动设备）完成施工或制造且交付运营后，涉及行车组织（包括行车安全措非正常行车及故障应急处理办法等）和信号显示及技术设备的运用、管理、维修等方面的规章制度。铁路技术规章分为铁道部、铁路局和站段3个层面，分为基本技术规章和专业技术规章两类。基本技术规章是铁路技术管理的核心，包括铁路技术管理规程（以下简称技规），行车组织规则（以下简称行规）或高速铁路行车组织细则（以下简称行细）。专业技术规章是对基本技术规章分层次、按专业进行细化的技术规定，包括铁道部、铁路局的各专业技术规章和站、段制定的车站行车工作细则（以下简称站细）、段行车工作细则（以下简称段细）等。专业技术规章可分为专业系统技术规章、专业单项技术规章和临时规定。 为保证高速铁路的运营安全，铁道部陆续颁布了铁路客运专线技术管理办法（试行）（200250km/h部分）（铁科技2009116号）和铁路客运专线技术管理办法（试行）（300350km/h部分）（铁科技2009212号），用于客运专线的技术管理工作。为规范高速铁路的技术规章体系，铁道部发布了关于印发铁路局高速铁路技术规章指导目录的通知（铁科技2010219号），要求铁路局制定、完善具体技术规章，形成铁路局高速铁路技术规章体系。指导目录包括高速铁路行车组织细则、高速铁路施工安全管理实施细则、高速铁路非正常行车情况应急处理办法等25项规章。目前，铁道部根据高速铁路多年运营经验，正组织修订铁路技术管理规程，并将2本铁路客运专线技术管理办法（试行）纳入，分为“普速铁路部分”和“高速铁路部分”两册。我国从上世纪九十年代开始研究高速铁路技术，2004年开始大规模修建高速铁路，经过近二十年的努力，取得了大量科学系统的高速铁路设计、建造和运营经验。随着京沪高速铁路的建成通车，标志着我国已经建立了具有中国特色的高速铁路技术体系。我国高速铁路技术已处于世界先进水平。当前，除严格按合理工期，高质量完成已开工的高速铁路工程，并按程序严格进行竣工验收外，更应注重总结开通运营的高速铁路管理经验，特别应总结保证高铁运输安全的经验和教训，完善并严格执行各项技术规章制度，加强人员培训和设备状态的检测、监测，提高养护维修水平和应急救援能力，及时消除或预防各类安全隐患，确保高铁的运输安全和正点。近几年高铁发展迅速，全国各地都在建设高铁，形成了四通八达的高铁网。高铁的建设将从经济、科技、文化三方面影响中国的发展。科技方面，高铁以运输时速快、运输效率高受到了整个铁路部门以及旅客的青睐，高铁运输速度的提高主要靠的是先进的科学技术，从我国开通的几条高铁来看，高铁修建过程中基本引进的是国外的先进技术，我国也通过努力开发高铁科技，创造了属于自己的一套核心技术和成套技术，对于提高我国的科技水平有着重要的作用。经济方面，高铁沿线旅游资源丰富，汇集大量的自然与人文景观，具有重要的旅游价值，而且加上高铁运输质量高，吸引大量的游客前去观光旅游，极大的促进了沿线旅游业、餐饮等第三产业的发展，同时给农村和城市带来巨大的经济效益与社会效益，为农村的经济发展带来极大的促进，大大缓解了城乡差距的问题。而且高铁有利于劳动力的转移，特别是人才、信息的转移，增强了农村的“造血功能”，经济产业由经济发达地区向经济欠发达地区的转移，有力促进经济落后地区的发展，促进城乡的协调发展，推动中国城镇化地进程加速。文化方面，高铁带动旅游业的发展，可以看出整个社会在服务行业质量的提高，也进一步可以看出公民对于休闲服务的要求越来越高. 高铁不仅改变了人们的时空观念和生活方式，而且形成了鲜明的中国高铁文化品牌，对