中国铁路客运专线技术

中国铁路客运专线技术,主要内容,一、中国铁路客运专线发展规划二、中国铁路客运专线开工建设情况三、中国铁路客运专线技术标准四、结束语,一、中国铁路客运专线发展规划纵观世界轨道交通，就是不断创新、不断发展，不断提高列车运行速度，以满足社会、经济发展的需要。1964年10月1日，世界第一条高速铁路建成通车。目前,世界上已经建成的高速铁路达7000余公里。高速铁路成为世界铁路的发展方向。,一、中国铁路客运专线发展规划2003年，中国铁道部对铁路现状进行研究分析，得出了中国铁路不能适应国民经济和社会发展的需要；中国铁路运输成为国民经济发展瓶颈的重大结论。经过认真研究、充分论证，中国铁道部编制了中国铁路史上第一个中长期铁路网规划。2004年1月经中国国务院审议通过。,一、中国铁路客运专线发展规划规划明确提出：要扩大路网规模，完善路网结构，提高路网质量；要快速扩充运输能力,快速提高装备水平。规划了四纵、四横客运专线和环渤海、长江三角洲、珠江三角洲地区的城际轨道交通系统。,一、中国铁路客运专线发展规划,1、“四纵”客运专线北京上海客运专线北京武汉广州深圳客运专线北京沈阳哈尔滨（大连）客运专线杭州宁波福州深圳客运专线,一、中国铁路客运专线发展规划,2、“四横”客运专线徐州郑州兰州客运专线杭州南昌长沙客运专线青岛石家庄太原客运专线南京武汉重庆成都客运专线,一、中国铁路客运专线发展规划,3、城际客运系统环渤海地区、长江三角洲地区、珠江三角洲地区的城际客运系统，覆盖区域内主要城镇。,环渤海地区,长江三角洲地区,珠江三角洲地区,城际铁路客运系统示意图,二、中国铁路客运专线开工建设情况目前中国开工建设的客运专线共有12条。石太、武广、京津、郑西、甬台温、温福、福厦、合武、合宁、广深港、广珠、胶济客运专线。,京津城际铁路,武广客运专线,郑西客运专线,郑西客运专线全长458.279公里，含郑州、西安枢纽联络线及相关配套工程，新建车站9个。路基长度147.359公里，占设计长度的32.2；桥梁长度233.876公里，占设计长度的51。隧道38座、合77044延长米，占设计长度的16.8；正线铺设无砟轨道和跨区间无缝线路。,全线主要穿越新黄土、湿陷性黄土、深厚细粒土和膨胀性岩土区域。目前，郑西客运专线已完成路基土石方2050余万m3,占设计的54%；桥梁92.4公里，占设计的40%；箱梁预制620余孔，占设计的9%；隧道26.3公里，占设计的34%。郑西客运专线于05年9月25日开工建设，计划于2009年9月25日建成，2009年12月31日投入运营。,郑西客运专线,石太客运专线,石太客运专线起自石家庄北站，途径河北省石家庄市、鹿泉市、井陉县，山西省盂县、寿阳县、阳曲县，至太原站,正线全长189.93公里。路基长度75.78公里；桥梁94座，39.612公里；隧道32座，74.596公里；新建车站4个。线路主要穿越太行山山脉。地质以岩溶、膏溶角砾岩为主。石太客运专线于05年6月11日开工。目前已完成路基土石方2000余万m3，占设计的77%；桥梁27.3公里,占设计的69%；隧道56.8公里，占设计的76%。全长28.8公里的太行山隧道是我国铁路在建的最长隧道，计划年底贯通。,合武铁路东起合肥车站，西至汉口车站。线路经安徽省合肥市的瑶海区、庐阳区、蜀山区、肥西县，六安市，湖北省黄冈市、武汉市黄陂区，终至武汉市汉口站，正线全长356.15公里。设计为时速250公里。,合武铁路,合宁铁路,合宁铁路全长166.237公里，自合肥枢纽三十埠站引出，东经肥东县、巢湖市、全椒县、至江苏省南京市，跨越安徽、江苏两省四市县，是一条以客运为主，兼顾货运的时速250公里铁路。目前全线路基、桥梁工程已经完工，轨道铺设已接近尾声，计划年内建成通车。,东南沿海铁路,东南沿海铁路包括甬台温、温福、福厦铁路。温福铁路浙江段全长69.2公里。线路起自温州市，经瑞安、平阳、苍南至浙闽交界分水关，沿线人口密集，经济发达。桥隧长度达到全线的78%。全线设四个站；福建段从浙闽交界分水关开始，途经福鼎市等8市县区，正线全长211公里。甬台温铁路全长282公里。线路北起浙江省宁波市，途经台州、温州、宁波等8市县区。福厦线途经福清、莆田、泉州至厦门市，正线长度263.6公里，包括福州枢纽和厦门枢纽的相关配套工程。目前，温福、甬台温、福厦铁路已全面开工建设，三个项目累计完成路基土石方5413万m3,占设计的62%；桥梁完成121.2公里，占设计的49%；隧道完成190.0公里，占设计的64%。,珠江三角洲城际铁路,珠江三角洲城际铁路包括广深港、广珠铁路，设计时速250公里。广深港客运专线广州深圳段位于广东省中南部，线路全长104.35公里，。北起广州枢纽的新广州站，南经番禺，向东经黄阁镇，下穿狮子洋隧道后进入东莞市，至龙华，设深圳第二客站，即新深圳站。广珠客运专线从新广州站引出，经顺德、中山至珠海的拱北，线路全长115.625公里，全线设21个车站。,三、中国铁路客运专线技术标准,(一）线路平纵段面1、时速350公里客运专线线路最小曲线半径一般为7000m（4000m）,困难条件下可采用5500m(3500m)；最大曲线半径一般为12000m。2、缓和曲线采用三次抛物线。缓和曲线长度的取值取决于超高顺坡率允许值、欠超高时变率允许值、超高时变率允许值等相关参数。5500m（3500m）的曲线半径缓和曲线长度一般为590m（380m），最小长度为540m（340m）。3、两相邻曲线间夹直线最小长度和两缓和曲线间圆曲线最小长度：一般条件下要满足0.8v，困难条件下0.6v的要求。,三、中国铁路客运专线技术标准,(一）线路平纵段面4、线间距：时速350km客运专线为5.0m；时速250km客运专线为4.6m。5、最大坡度：时速350km客运专线，最大坡度一般不大于20，困难条件下，经技术经济比较，不应大于30。时速250km客运专线,最大坡度不大于20。6、竖曲线半径：时速350km客运专线，最小为25000m；时速250km客运专线最小为20000m。最大不应大于40000m。,三、中国铁路客运专线技术标准,(二）路基路基是承受轨道结构重量和列车荷载的基础，是客运专线线路工程的重要组成部分。客运专线对路基的沉降、刚度、平顺性、耐久性提出了更高的要求。,三、中国铁路客运专线技术标准,(二）路基1、客运专线路基基床由表层和底层组成。表层厚度为0.7m，底层厚度为2.3m。基床表层采用级配碎石材料时，要求地基系数K30190MPa/m，孔隙率n18%；基床表层采用级配砂砾石材料时，下部0.15m厚的中粗砂地基系数K30130MPa/m。,三、中国铁路客运专线技术标准,(二）路基2、基床底层采用A、B组填料或改良土，其压实标准应符合表1规定。表1,三、中国铁路客运专线技术标准,(二）路基2、基床以下路堤采用A、B、C组填料或改良土，其压实标准应符合表2规定。表2,三、中国铁路客运专线技术标准,(二）路基3、时速350km客运专线路基宽度：有砟为13.8m，无碴为13.6m;时速250km客运专线路基路基宽度为13.0m。4、时速350公里客运专线路基工后沉降量不应大于5cm（10cm），年沉降速率应小于2cm/年（3cm/年）。桥台台尾过渡段路基工后沉降量不应大于3cm（5cm）。,三、中国铁路客运专线技术标准,(二）路基高速列车作用下地基弹塑性与刚度、路基稳定性及变形控制；软土、松软土、湿陷性黄土、膨胀土地基处理及工后沉降控制，路桥、路隧、路堤与路堑过渡段处理技术是客运专线路基工程修建的技术关键。,客运专线无碴轨道路基剖面示意图,路基工后沉降量控制标准：工后沉降一般不应超过扣件允许调高量15mm；沉降比较均匀、长度大于20m的路基，其工后沉降量不大于30mm，但同时应满足调整后的竖曲线半径要求。路桥、路隧等过渡段区段路基与结构物间的差异沉降量不应大于5mm，过渡段沉降造成的路基与结构物间的折角不应大于1。,京津城际铁路采用CFG桩进行软土地基处理,京津城际铁路新型扶壁式挡墙,武广客运专线路基试验段,B组填料生产及填筑,郑西客运专线黄土路基,冲击碾压施工,强夯施工,郑西客运专线采用挤密桩对软土地基进行处理,合宁铁路路基,厂内改良膨胀土,改良后的膨胀土,基床表层摊铺,三、中国铁路客运专线技术标准,(三)桥梁客运专线桥一般选用简支梁、连续梁、连续刚构、拱及组合梁桥。客运专线桥梁应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使梁产生的上拱变形，以保证线路的高平顺性和避免不良的轮轨动力响应；墩台应具有足够大的纵向刚度，限制钢轨温度力、列车制动力产生的梁轨相对位移。控制墩台差异沉降，以保证线路的平顺性。桥梁还应符合100年使用寿命的耐久性要求。,三、中国铁路客运专线技术标准,(三)桥梁1、客运专线桥梁设计活载采用0.8UIC,即ZK活载。ZK标准活载图2、梁端转角在ZK活荷作用下，有碴轨道梁不应大于2，无碴轨道梁不应大于1。,三、中国铁路客运专线技术标准(三)桥梁3、在ZK活载作用下,梁体的竖向挠度应小于表3限值。表3,三、中国铁路客运专线技术标准(三)桥梁4、墩台下部结构纵向水平线刚度应大于表4限值。表4,三、中国铁路客运专线技术标准,(三)桥梁5、桥梁基础工后沉降变形量限值：时速350公里客运专线墩台均匀沉降量：有砟桥面不大于30mm(50mm)无砟桥面不大于20mm静定结构相邻墩台的沉降量之差有砟桥面不大于15mm（20mm）无砟桥面不大于5mm对于高墩、大跨特殊结构桥梁，其相邻墩台沉降量之差的容许值，应根据沉降时对结构产生的附加应力的影响，计算确定。,三、中国铁路客运专线技术标准,(三)桥梁6、梁体竖向变形的限值L50m预应力混凝土简支梁,在无砟轨道铺设后徐变上拱度10mm；L50m时，无碴轨道铺设后的徐变上拱度L/5000,且不得大于20mm。梁缝两侧钢轨支点竖向相对位移不应大于1mm。7、沉降变形评估施工期间对桥梁墩台沉降及梁部的变形应进行观测，铺设无砟轨道前对沉降变形进行评估。8、桥梁主体结构应满足100年使用寿命的要求。,三、中国铁路客运专线技术标准,(三)桥梁9、结构形式客运专线常用跨度有20m、24m、32m，为简支箱型结构。采用整孔预制，运、架的施工方法。中小跨度有12m和16m，为T型结构或连续刚构。T型结构采取预制吊装的施工方法；连续刚构采取现场浇注的施工方法。特殊结构有混凝土连续梁、连续刚构、刚构-拱组合结构、拱桥等。,京津城际铁路杨村特大桥,三、中国铁路客运专线技术标准,周家台大桥采用移动模架制梁,采用900吨架桥机架梁施工,三、中国铁路客运专线技术标准,武广客运专线桥梁,石太客运专线,牛家滩特大桥,张拔2号大桥,三、中国铁路客运专线技术标准,武汉天兴洲大桥,全长1092m，主桥采用98+196+504+196+98m的双塔三索面斜拉桥，上层为6车道的公路，下层为4线铁路，是目前世界上最大跨度公铁两用桥。,南京大胜关长江大桥,全长9273m，是6线铁路桥。主桥采用(108m+192m+336m+336m+192m+108m)六跨连续钢桁拱结构,北岸浅水区采用两联2*84m连续钢桁梁结构。,郑州黄河公铁两用桥,大桥全长1680m，。主跨采用（12051681205120）m六塔单索面部分斜拉连续钢桁结合梁。,广珠小榄水道特大桥全长7686.57，(主跨220m刚构拱）,广珠容桂水道特大桥全长8555m，主跨185m连续刚构）,三、中国铁路客运专线技术标准,（四）隧道客运专线隧道与常规铁路隧道的不同在于高速列车进入隧道所诱发的空气动力学效应。合理确定隧道有效净空面积、保证旅客隧道内的舒适、消减洞口微气压波、提高结构的可靠性和耐久性是客运专线隧道修建的技术关键。1、客运专线隧道工程设计必须考虑列车进入隧道诱发的空气动力学效应对行车、旅客舒适度、车辆结构强度和环境等方面的不利影响。2、隧道衬砌内轮廓、洞口缓冲结构、轨下结构等设计参数的确定，应满足建筑限界、设备安装、使用空间、旅客舒适和缓解空气动力效应等要求。,三、中国铁路客运专线技术标准,（四）隧道3、隧道辅助坑道的设置应综合考虑施工、防灾疏散、救援和缓解空气动力学效应的要求。4、隧道结构应具有足够的耐久性，主体结构应满足100年使用寿命的要求。5、时速350公里客运专线单线隧道有效净空断面积70m2(58m2)，双线100m2(90m2)。6、时速250公里客运专线长大隧道一般采用无砟轨道。,三、中国铁路客运专线技术标准,（四）隧道,350km/h隧道断面250km/h隧道断面,（四）隧道,7、在大断面软弱围岩隧道施工中，主要采用CD法、CRD法和双侧壁导坑法施工。岩土变形分析（A.DE.CO-RS）法强调控制围岩变形、强调掌子面前方围岩的超前支护和加固，通过监测和控制掌子面前方的围岩、采用配套的机械化作业，可实现全断面开挖。该施工方法可在大断面软弱围岩隧道的修建中，适时开展研究试验。,三、中国铁路客运专线技术标准,客运专线隧道概况表5,三、中国铁路客运专线技术标准,客运专线隧道施工,凿岩台车施工,锚杆施工,采用CRD法施工采用双侧壁导坑法施工,武广客运专线大瑶山隧道,成洞,初期支护,石太客运专线太行山隧道,大别山隧道,武合铁路,金寨隧道,大别山隧道,广深港客运专线狮子洋隧道,盾构机,三、中国铁路客运专线技术标准,（五）轨道客运专线对轨道结构的平顺性、稳定性、可靠性提出了更高的要求；轨道结构刚度的合理设置对高速列车运行品质、对轨道部件的伤损、对轨道的维修周期具有重要的影响。无碴轨道与有碴轨道相比，具有稳定性高、刚度均匀性好、结构耐久性强、维修工作量小，且能够满足高速列车安全性、平稳性、舒适性的要求，成为客运专线轨道结构的发展方向。,三、中国铁路客运专线技术标准,（五）轨道1、客运专线轨道按一次铺设跨区间无缝线路设计。2、时速350公里客运专线采用U71Mn(K)100m长定尺钢轨，焊接成500m后进行铺设；时速250公里客运专线采用PD3100m长定尺钢轨，焊接成500m后进行铺设。3、时速350公里客运专线采用无砟轨道，时速250公里客运专线采用有砟轨道。4、无砟轨道轨下垫板静刚度为2025KN/mm；有砟轨道轨下垫板静刚度为5070KN/mm。,三、中国铁路客运专线技术标准,（五）轨道5、有砟轨道采用2.6m长型轨枕，按1667根/公里铺设；采用特级道砟，道床顶面宽度为360cm，厚度为35cm，边坡为1:1.75,砟肩堆高15cm。6、客运专线钢轨伸缩调节器应尽量少设或不设，宜设在直线上，且不应与竖曲线重叠。7、无砟轨道与有砟轨道分界处应设置弹性过渡，过渡段长度应不小于0.5V。8、正线与到发线联接、渡线采用18号道岔；上下客专的联络线可采用侧向160km/h或220km/h的大号码道岔。,三、中国铁路客运专线技术标准,（五）轨道无砟轨道铺设标准有砟轨道铺设标准,三、中国铁路客运专线技术标准,（五）轨道有砟、无砟道岔铺设标准钢轨焊接接头平值度标准,京津城际铁路轨道板生产,钢筋绑扎,钢筋入模,混凝土灌注,轨道板脱模,三、中国铁路客运专线技术标准,京津城际铁路轨道板生产,钢筋切割,承轨台打磨,扣件安装,待发运的轨道板,三、中国铁路客运专线技术标准,京津城际铁路无砟轨道底座板钢筋绝缘处理,三、中国铁路客运