德国高速铁路技术（4）

工“务“工“程德国新建高速铁路的线路设计参数联合国欧洲经济委员会（）欧洲铁路干线协议（）对欧洲铁路干线网的主要技术参数，作出了如表所示的统一规定。德国铁路是欧洲铁路干线网的组成部分，这些规定对德国高速铁路的建设具有一定的约束力。德国高速铁路的线路设计参数如表所示。表欧洲国际铁路新干线技术参数（附件）Q最大允许欠超高（）。规定在直通干线的区间曲线上，应按“标准超高REQ”铺设；在车站或列车经常停车或只有少数列车能达到曲线最高允许通过速度的区段，应选择“最小超高IN”和“标准超高REQ”之间的某一超高值铺设；在所有列车均以近似相等的速度通过的区段，可按“标准超高REQ”或“均衡超高”铺设；在任何情况下，实设超高不得小于“最小超高IN”。从中可以看出一种趋势，即最高速度愈高，“标准超高”值与最高速度的相对值就愈佳。根据前述德国汉诺威维尔茨堡，曼海姆斯图加特高速线的实设资料，可列出表的关系。表不同速度范围的“标准超高”铺设值，。AXREQ最大允许欠超高Q最大允许欠超高是最高列车速度的控制因素之一。在客、货共线时，是控制着速度为/的高速客车的安全性和舒适性；在高速客运专线上，是控制着速度为/的高速客车的安全性和舒适性。通常认为，速度越高，安全性和舒适性的储备量应当越高。速度为/的高速客车通过曲线的最大允许欠超高要小于至多是等于速度为/的高速客车通过曲线时的最大允许欠超高。从表第行所规定的最大允许欠超高却出人意料，客、货共线时只有，而高速客运专线时，可达。分析其原因，有三方面的因素导致了该规定。（）轨道因素。列车行经曲线时的安全性和舒适性除了和行车速度与实设超高及实际欠超高的正确匹配关系相关之外，还和轨道的均匀弹性及轨道的几何质量（特别是曲线的圆顺性）密切相关。在客货共线的高速线路上，由于货车的轴重大，列车牵引重量大，车轴的通过次数多，必然加速轨道部件的伤损，导致轨道结构的失效及轨道状态的恶化。在这种情况下，很难维持高水平的轨道几何质量及轨道均匀弹性。这就是人们称之为高速列车对轨道养护的高质量要求与中、低速列车对轨道质量的急剧破坏之间的矛盾。因此，在客、货共线的线路上，只能采用较小的允许欠超高以给轨道几何质量的偏差所引起的车辆横向振动有适当的余量。而高速客运专线的情况则不同，开行的是轴重较轻，结构、参数及编组都相对统一的高速客运专列，和货车相比，对轨道的破坏作用相对较轻，因而有可能将轨道的质量保持在较高的水平。这就为在列车通过曲线时采用较大的允许欠超高提供了条件。（）车辆因素。当今的高速电动车组并不是只运行于汉诺威维尔茨堡、曼海姆斯图加特区段的高速专列，而是在整个德国各大城市之间的干线铁路上大量开行。因而，当今的电动车组在结构、性能及维修状态方面不可能要求有质的飞跃。这是由于高质量、高造价的高速列车大量以中速开行在普通线路区段并不经济，以及大量的普通线路的轨道质量对高速列车的急剧破坏难以使高质量、高造价列车的维修状态保持在应有的高水平所决定的。未来的科隆法兰克福的高速客运专线则不同，将使用全新的动力分散型高速电动车组，并仅开行于该高速线路，其结构、性能和维修状态也将达到一个全新的水平。这就为这种列车通过曲线时采用较大的允许欠超高提供了条件。上面讨论的轨道因素和车辆因素实际上反映的就是在确定有关设计参数时的动态观点。高速铁路的建设和发展将有一个合适的过程。在这个过程中，技术在发展，经营管理模式在改进，人们的观念也会变化。在确定高速铁路线路的设计参数时，动态的观点是十分重要的。否则，人们将难以对表中第项的规定进行解释和理解。（）困难条件下，最小半径曲线上的允许最大实设超高值因素。对于客、货共线的高速铁路，表第项所规定的最小困难半径曲线上的允许最大实设超高值所控制的实际上就是曲线上的允许最大过超高，是考虑在低速货车通过时，不要因过大的过超高而导致过大的轮轨冲角和内轨偏压造成急剧的外轨侧磨和内轨压溃。对该项标准起控制作用的是货车的最低速度。由上述公式已知，在德国年运营的条客、货共线高速铁路上，最小半径困难值为，相对应的实设超高为，过超高为。实设超高值小于表所规定的允许最大实设超高值。对于高速客运专线来说，由于所有客车的速度比较匀一，曲线允许最大实设超高值已摆脱低速列车通过时最大允许过超高的约束，而仅受到列车通过时行车的安全性，乘车的舒适性，及列车在曲线上停车，车上人员的舒适感觉，车辆的倾覆及轴箱漏油等因素的影响，故其允许值可以比在客、货共线时大大提高。表中，对于客运专线，相应的数值为，正是基于上述不同的制订依据。根据上述分析，高速客运专线与客、货共线的线路相比，实设超高大，按表给出数值为，最大允许欠超高也大，按表所给出的数值为，按下述最小曲线半径的计算公式设就可算出高速客运专线上的最小曲线半径为，从而得出在/的客运专线上的最小曲线半径比速度/的客、货共线铁路上的最小曲线半径还小的结论。德国铁路所允许的超高时变率分别为/S（）及/S（），欠超高时变率均为/S。缓和曲线、夹直线、圆曲线德国高速铁路采用曲率按直线变化的三次抛物线型式。故缓和曲线上的超高顺坡也是直线型的。缓和曲线长度受超高时变率或欠超高时变率制约。由超高时变率决定的缓和曲线长度由下式计算/（）由欠超高时变率决定的缓和曲线长度由下式计算/（）德国铁路的缓和曲线长度为（）；（）。式中E，E为设计速度。德国铁路夹直线、圆曲线的长度规定为（E/）；（E/）。最大纵向坡度和竖曲线在已投入运营的客、货共线的高速铁路上，最大纵向坡度为。正如表所指出，在高速客运专线上，最大纵向坡度可达。高速铁路上的竖曲线半径为AX（），竖向加速度值不大于G，竖曲线长度应大于。路基德国新建高速铁路双线标准横断面尺寸如图和表所示。表德国新建高速铁路双线标准横断面尺寸，。，。符号AB，。，项目超高路基顶面宽轨道中心线至人行道外边缘距离轨道中心线至路肩边缘距离路肩宽度曲线内侧曲线外侧曲线内侧曲线外侧曲线内侧曲线外侧，。，。单位，数值，。，。，。，图德国新建高速铁路双线标准横断面路基顶面为双向人字坡，横向坡度为（）。在分界点范围内，路基中心线和线路中心线之间路基横向坡度为（）。高速铁路的路堤结构及各层的夯实要求示于图。可以看出，在路基（下部结构）的顶部有一个厚度为的防冻层（），在防冻层之上，有一个属于轨道（上部结构）范畴，厚度为的路基保护层（）。铺设防冻层之前，基床必须夯实，使之达到变形模量（ETFORUNGSODUL）/（按的规定，进行平板加载试验，由第次加载所得出的变形模量）。防冻层必须到夯实度（ERDITUNGSGRAD）（式中，D防冻层夯实后的干燥密度，PR由简单葡氏试验法所得出的同种材料的干密度），变形模量/。路基保护层必须达到夯实度PR，变形模量/。路基保护层的材料必须满足供货技术条件所规定的砂砾石材料的要求。其颗粒不均匀系数（NGLEIORIGKEITAL）D/D（D过筛重量百分率为的颗粒的粒径，D过筛重量百分率为的颗粒的粒径）。，。，图德国高速铁路路基示意图，。，图当时，路基保护层与防冻层之间ERAGI隔离准则，。，图当防冻层（）材料的液限时，路基保护层（）材料的允许粒径范围整个防冻结构（包括防冻和路基保护层）由级配土组成，其抗冻性能应根据ASAGRANDE防冻准则进行检验。该准则是，粒径小于的细颗粒重不大于，粒径为颗粒重不小于，粒径为的颗粒不小于。粒径为的颗粒不小于。或当，粒径小于的颗粒重量不大于时，该砂砾土材料是抗冻的，详见图所示。另外，整个防冻结构的渗水性能要求其渗水系数（ASSERDURLASSIGKEITBEIWERT）不大于/S。因为渗水系数过大，穿过防冻结构并进入基床的地表水就越多，越易导致基床，甚至路基的冻结。在道碴层、路基保护层（）、防冻层（）和路基基床顶层之间，为了防止颗粒的相互渗透混和穿入，各层的颗粒粒径及颗粒组成之间应满足一定的隔离和过滤准则。对于液限砂砾土之间，按ERAGI隔离准则，要求粗D细（见图），图中为粒径较粗的路基保护层材料，其过筛重量百分率为时的颗粒粒径，D是被保护的属于路基（下部结构）范围的防冻层材料，其过筛重量百分率为时的颗粒的粒径。对于液限的基床顶部防冻层砂砾石土材料的隔离准则是要求按图的规定控制路基保护层中过筛重量百分率为的颗粒的粒径D。图中的横坐标为路基保护层（）下的防冻层材料的液限，纵坐标为层中过筛重量百分率为的颗粒的粒径为D（）。，。，图当防冻层材料的液限时，路基保护层中过筛重量百分率为的颗粒的粒径D对于液限的基床顶部防冻层材料的隔离准则，是要求按图规定，确定路基保护层材料的允许颗径级配范围。图中横坐标为颗粒的粒径，纵坐标为颗粒的累计重量百分率。由上限曲线和下限曲线所确定的颗粒级配范围，是材料的允许粒径范围。路基保护层（）的厚度为。整个防冻结构（包括和）的总厚度，可根据防冻结构下面的基床面上的变形模量和要求路基保护层所达到的变形模量值，按图查出。图中横坐标为防冻结构之下的基床面上的值和指数值；纵坐标为防冻结构总厚度，图中的条曲线分别表示路基保护层所需的不同值。对于高速铁路而言，路基保护层应达到的值为/。，。，图防冻结构（）所需总厚度，。，图路桥过渡段的结构尺寸及其填料和填筑标准之所以对材料的级配有这样严格的要求，是因为它既要防止道碴嵌入层，又要防止基床土进入层，还要防止水渗入基床。因此，层材料供应商需向德国铁路中央技术局提出供应资格申请，经审查批准后方能签订供货合同。为了保证路桥过渡段线路垂向弹性的均匀过渡，采用了图所示的路桥过渡段结构。其中，不仅规定了过渡段的结构、尺寸，而且还对过渡段的填料及各层的夯实度和夯实后的变形模量都作了具体规定。轨道有碴轨道德国高速铁路的有碴轨道结构如图所示。其中，采用断面钢轨，单位重量为/，其材料为最低抗拉强度为/的自然硬度轨（非淬火轨）。长度为的，。，图德国高速铁路的有碴轨道结构，。，图德国型扣件（型弹条）钢轨在工厂用闪光对接焊焊成长的轨条，再在工地用铝热焊焊成无缝线路钢轨。在出厂前进行超声波探伤，厂焊及工地焊的焊接接头也要进行超声波探伤。钢轨中间部分的轧制平直度要求达到/，焊接接头的平直度也要求达到/。采用型混凝土轨枕，长度，重量。轨枕间距。按轨枕中间部分长不受支承考虑，其枕底在道床上的支承面积为。由于支承面积大，从而大大降低了道床顶面上的轨枕压应力。由于轨枕的抗弯刚度大，从而保证了在高速条件下，轨底坡和轨距的恒定性。采用普通线路上大量使用的型和型型弹性扣件，其弹条设计扣压力为K，弹程为。轨下胶垫厚，其静刚度为K/。典型的型型弹性扣件见图所示。扣件连同轨枕一起供应。出厂时扣件预先安装在轨枕上，为避免弹条正式安装时需调转的麻烦，型弹条安装时只需将预先安装的弹条往钢轨方向移动，使弹条跟端落入轨距挡板的凹槽中即可。以工程塑料制成的轨距挡板可发挥原来型钢轨距挡板及垫在其下的绝缘垫片两者的作用，使扣件零件减至最少。道床最小厚度，轨距范围的枕下道床厚度，道床肩宽，边坡，道碴粒径，其级配曲线见图。道床材质应满足供货技术条件的碎石道碴。，。，图铁路碎石道碴的级配曲线德国高速铁路为提高有碴轨道结构的承载能力，曾分别采取过下列改善道床工作条件的措施，有效地提高了道床抗力（）采用甚至长的混凝土轨枕，以扩大枕底支承面积，降低道床顶面压力，最后采用长轨枕。（）增加轨下胶垫弹性，使胶垫刚度从普通线路的K/降到高速线路的K/，以降低轨枕作用到道床顶面的准静态荷载、冲击荷载和振动荷载。（）增加碎石道床厚度。从普通线路的碎石道碴厚，增加到高速线路的，以提高轨道的弹性，降低碎石道碴层传递到路基保护层的压应力。（）铺设碴下胶垫。特别是在高架结构的有碴线路及长度范围内的路桥过渡段上，在道床下铺设减振胶垫，以减少道碴的破碎和粉化。碴下垫层的刚度为/。（）在碴肩的坡上涂刷塑胶，以提高道床碴肩和边坡的稳定性。在道床下，为厚度的路基保护层，正如图所示，这一层是属于轨道的范畴。之所以把这一层划归轨道范围是因为这一层的厚度要跟道床层的厚度一起，按列车荷载和轨道结构，经轨道应力和强度检算后确定；这一层材料的粒径、级配，首先应和上层道碴的粒径、级配相匹配，彼此之间满足相应的隔离、过滤准则和渗水准则，这一层材料的材质，应满足列车荷载所引起的压应力及冲击、振动的要求。因此，它是轨道结构不可分割的一部分。脱离了轨道结构的荷载和应力分析，脱离了道床层材料对路基保护层材料粒径级配和材质的要求，路基保护层就成为无源之水、无本之木。图中和图中的路基保护层的厚度是不同的。在路基部分，笼统地规定为，在轨道部分，规定为。这正表明这一层的厚度不应当是一个恒定不变的数值，而应当根据具体的列车、轨道条件，经计算确定，其具体数值可在给定范围内变化。由于路基保护层材料用量大，而其粒径、级配和材质要求又很严，故路基保护层厚度的改变将会对整个铁路的工程造价产生相应的影响，这是一个值得重视的问题。采用有绝缘接头轨道电路，两股钢轨之间的绝缘电阻为/。高速道岔德国高速铁路的车站到发线道岔采用型可动心轨道岔，其侧向通过速度为/。渡线道岔采用型可动心轨道岔，其侧向通过速度为/。型可动心轨道岔主要用于两条线路的分界点上。在道岔范围内不设轨底坡，轨距保持，不作轨距加宽，表为德国高速铁路采用的道岔的主要参数。由于德国高速新建线路客货混运，有时必须办理反向行车业务，为避免反向行车和支线运行时较多的时间损失，在分界点上必须使用侧向容许速度较高的大号码道岔。德国信号装置的设置就允许新线作为两条单线运营，分界点之间或分界点与越行站（或联轨站）之间大约长的线路组成一个传统的闭塞区段，由色灯信号分隔，每左右设一越行站。在高速新线与时速的旧线联结处也采用/号道岔，侧向容许过岔速度/。表德国高速铁路采用的道岔，。道岔号数/导曲线半径/侧向容许过岔速度高速道岔的线型有种圆曲线和三次抛物线。规程推荐侧向允许过岔速度/的渡线道岔采用渡线中点曲率无穷大的三次抛物线线型。德国大号码道岔采用了复曲线型，虽可减小尖轨冲击角，但却加长了尖轨较薄弱部分的长度，同时，在两个不同半径曲线之间的联结处增加了一个拐点，对行车不利，最近德国对/道岔的导曲线也已由复曲线变为变曲率曲线。表为德国采用的高速道岔的线型与平面主要尺寸。表德国高速道岔线型与平面主要尺寸，。项目侧向过岔速度/侧向道岔速度/，。道岔号/线型变曲率曲线复曲线圆曲线圆曲线导曲线半径/道岔全长尖轨长侧向容许速度欠超高/注/号辙叉长，尖轨最大冲击角。表为德国高速道岔的结构特征。由表可见其结构特征主要是表德国高速道岔的结构特征，项目转辙器辙叉，。，尖轨轨型基本轨轨型尖轨跟端结构固定式可动翼轨可动心轨可动心轨跟部结构，。，特征弹性可弯，将锻成焊接辙叉特种断面轨制或轨制锰钢轨焊接（弹性可弯）、高锰钢铸造弹性可弯项目扣件侧向护轨轨底坡接头枕木特征弹性槽形带弹性护轨无焊接、粘接混凝土轨枕、木枕（）轨型与区间一致，一般采用/轨；（）尖轨多采用矮型特种断面钢轨制造，尖轨为藏尖式，根部弹性可弯；（）辙叉一般用可动心轨辙叉，可动心轨的根部为弹性可弯式；（）为消灭道岔区内轨缝，道岔直股内接头为焊接或粘接；（）道岔内的扣件采用弹性扣件；（）直股不设护轨，侧股设弹性护轨；（）道岔区的轨枕采用木枕，混凝土枕或混凝土轨枕板。无碴轨道德国铁路公司基于大量试验证明无碴轨道在节约维修费用方面明显的优点，而有碴轨道费用有增长趋势，故决定在新建的科隆法兰克福高速客运专线上，将在左右区段上均采用无碴轨道结构。在土路基上无碴轨道的基本结构形式如图所示。其中，上部结构（轨道）部分包括钢轨、扣件、轨枕、混凝土支承层或沥青支承层、水硬性材料支承层；下部结构包括防冻层或路基、基础。，。，图土路基上无碴轨道的基本结构形式，。，图（）列塔（）型整体式无碴轨道结构无碴轨道结构的基本设计要求是（）利用轨下垫层、弹性扣件及枕下弹性垫层等部件，提供轨道结构合适的弹性和减振性能。具体要求在T静轴重作用下，钢轨有的下沉量。为此，无碴轨道结构轨下垫层的刚度应为（）K/。（）无碴轨道本身及轨下基础在长期运营条件下，其残余变形，能为扣件调高量所承受。（）满足环保及运营使用的要求。在环保方面，应考虑线路两侧的减振、降噪、绿化；在使用方面，应考虑抗油污、抗农药、抗紫外线老化、防火等。（）方便的轨道结构检查和合适的轨道维修条件。（）满足通信信号设施的安装及轨道电路绝缘的要求。德国无碴轨道结构的基本形式有下列种（）整体式（图），。，图（）列塔（）型整体式无碴轨道结构（）支承式（图）（）特殊结构式（图）图所示为土路基采用的（列塔）型整体式无碴轨道结构，其特点是利用配筋混凝土将轨枕浇注在作为混凝土支承层（）的混凝土槽内，使轨道框架和混凝土支承层浇注成一个整体。该型无碴轨道铺设在富尔达维尔茨堡间高速线路上，显示了良好的运行性能。试验型/列车曾在该地区创造了/的当时最高速度记录。，。，图型支承式无碴轨道结构图所示为土路基上使用的型支承式无碴轨道结构，其特点是轨道框架和混凝土支承层或沥青支承层不再是一个整体，轨道框架仅仅是支承在一个其几何位置非常准确的混凝土支承层或沥青支承层上，轨道框架与支承之间借助锚具强劲相联。特殊结构式无碴轨道只在要其边界条件必须满足特殊要求的区段使用，图所示为型钢轨连续支承式无碴轨道结构。其特点是钢轨的外侧（轨顶面以下）及内侧（轨顶面以下）均受边界约束，钢轨底部为连续支承。另外还有崔勃林型，型及（采用钢轨枕）等型无碴轨道结构进行了试铺运用。，。，图型特殊结构式无碴轨道（）土路基上的无碴轨道结构德国铁路在土路基上铺设无碴轨道结构时，对路基残余下沉量有下列规定长期运营中的残余下沉量必须小于等于扣件的调高量减去，该是为列车荷载产生下沉所留出的余量。如扣件调高量为，则路基残余下沉量应（）。如果在长度大于的线路范围内产生较均匀的轨道下沉，则路基残余下沉量允许达到第项所规定的数值的倍，即。如果在某一线路区段上的路基的下沉能按竖曲线E进行圆顺（式中E为线路设计速度），则允许路基有更大的下沉值。在路基残余下沉量大于扣件调高量减去余留后的倍（）或下沉量无法进行圆顺的路基上不能铺设无碴轨道结构。在那些由于地质、沿线工程等原因，可能使路基产生不可预测的残余下沉的地段，也不应采用无碴轨道结构。在地下水位高出钢轨顶面以下的土路基地段，不应铺设无碴轨道。不管是采用什么轨道结构形式，在与桥、隧等污工结构相连的回填土地段，要求至少在长度的线路范围内，回填土与污工结构的下沉量之差不大于，并在该范围内的下沉梯度不大于/。在回填土与污工结构的接点上，回填土不能产生下沉，否则会导致无碴轨道结构或支承范围内的过渡结构的超载。（）桥上无碴轨道结构在桥上采用无碴轨道结构时必须考虑的特殊问题是由于列车荷载和温度变化所引起的桥梁与上部结构（轨道）之间的纵向相对位移。由于桥梁的蠕变和收缩所引起的桥梁上拱度的变化。在列车荷载作用下，由于梁跨挠曲所引起的端部支座断面的扭转。为了解决梁轨之间的相对纵向位移问题，必须在钢轨扣件，无碴轨道结构形式等方面进行特殊设计，或采用钢轨伸缩调节器。为了不至因为混凝土的蠕变和收缩所造成的桥梁上拱度的变化而影响轨道的几何形态，必须在架梁后并等待桥梁的上拱度变化基本完成之后再铺设无碴轨道。无碴轨道铺设后的桥梁上拱度变化应限制在L/（L为桥梁的跨度）。为了控制端部支座断面的扭转，必须控制梁跨的挠度限值。在单线桥上，挠跨比F/L/，相应的端部支座断面转角为；在双线桥上挠跨比F/L/，相应的端部支座断面转角为。为此，前面所介绍的应用于土路基的无碴轨道结构必须进行适当的修改之后才能应用于桥上。（）隧道内的无碴轨道结构在地质结构稳定的隧道内，前面所介绍的使用于土路基上的无碴轨道结构原则上均可以采用。这时，隧道的混凝土仰拱代替了水硬性材料支承层（），在仰拱之上直接铺设混凝土支承层（）或沥青支承层（）。在岩层断裂，地面沉隐，地下水涌流的隧道内，原则上不宜采用无碴轨道。桥梁德国联邦铁路自世纪年代起，针对高速铁路桥梁设计中的轮轨关系和线桥相互作用，开展了大量的研究工作，在此基础上于年颁布了“速度/以上铁路桥梁和特种工程结构物的特殊规程（草案）”/，作为“德国铁路桥梁及其他工作结构物规程”的补充规定，用于高速铁路桥梁的设计依据。在此规程草案中，集中体现了有关高速铁路桥梁研究的主要成果，对桥梁的设计荷载、梁体标准截面布置、线桥相互作用原理及其计算方法、桥上纵向力传力装置的布置原则和构造处理等方面均做了详细规定，为高速铁路桥梁的标准设计提供了依据。该草案经修订后于年正式颁布为“铁路新干线上桥梁的特殊规程”/，列车设计时速提高到/，实际运行速度不低于/。概括起来“特殊规程”的基本内容如下（）高速铁路桥梁的桥面应采用有碴无缝线路，桥上线间距、桥面宽、人行道宽，轨顶至桥面顶间距不小于，桥上不设护轨，详细剖面见图。，。，图德国高速铁路桥梁桥面剖面图（）桥上活载采用荷载图式。在特殊情况下，经批准可按向上或向下以的级差分级使用。制动力按竖向均布荷载K/及轮轨黏着系数，计算值为每线K/，根据线路纵向位移阻力和下部结构刚度的影响，实际桥梁结构所承受的制动力将折减，折减系数根据下部结构刚度及桥长分别在之间。考虑到开行T的货物列车，总制动力为K，作用在的长度内；牵引力为K，作用在的长度内。桥梁在荷载作用下冲击系数按下式计算；为影响线长度（）。在混凝土中采用型钢作骨架制成的承重结构，其横向钢筋的设计所采用的冲击系数取。（）桥梁设计中应考虑线桥相互作用原理。“特殊规程”中规定在设计中要考虑桥梁纵向水平力的传递，对无缝线路的纵向位移阻力和爬行阻力做了具体规定，并从行车安全考虑，对由桥梁纵向力（温度、制动、牵引、支座摩擦力）产生的钢轨附加应力加以限制，控制钢轨附加应力为压应力A，拉应力A。（）当桥上钢轨附加应力超限后，桥梁必须采取以下措施提高下部结构刚度应力或改变桥梁结构支座布置方式，提高下部结构整体刚度；设置无缝线路上的钢轨温度伸缩调节器，释放钢轨上的温度附加应力；设置拉压联结器、液压式徐变联结器和传力杆等传力装置，使水平力从梁体直接传递到刚性桥墩或桥台上去。采用的结合方式。（）对高速铁路桥梁的变形限值做了具体规定。多跨桥梁端部正切角为；单跨桥梁端部正切角为；每延米桥梁长度上的扭转角为/；由牵引力和制动力引起轨道与梁体结构之间的相对位移不得超过。根据高速铁路对桥梁的要求，年德国联邦铁路运输中心由曼海姆/斯图加特设计组制定了高速干线桥梁的标准设计原则，并征得德国联邦铁路慕尼黑研究中心局批准。根据该设计原则，高速铁路干线桥梁的标准跨度是、和。跨度主要用于高架桥，和跨度则主要用于山谷桥。桥梁结构通常采用预应力混凝土简支箱梁，标准截面形式见图。通常采用就地灌注、移动支架施工或简支梁连续顶推等方法在现场制梁。除简支梁之外，也常采用连续梁。此时固定支座通常设在桥台上，并将箱梁底板和桥台联成整体，以将桥上纵向水平力直接传递到桥台上去，在活动端桥台上设置钢轨伸缩调节器，以释放钢轨附加应力。（，。，。，图高速铁路桥梁标准断面及外形对于高而长大的桥梁，设置一副钢轨伸缩调节器还不足以吸收钢轨纵向位移时，并考虑到今后更换桥梁的可能性，常采用带有特种传力装置的串联简支梁体系。它既具有连续梁有利于传递纵向力的优点，而且构造简单，便于安装及更换。从传递桥梁纵向力的角度，高速铁路上常用的结构体系有以下种不设纵向力传力装置的单联及多联结构；设置纵向力传力装置的单联及多联结构；设置钢轨伸缩调节器的单联及多联结构。此外为将纵向力传递到桥梁下部结构，桥梁的固定支座的布置方式有很大影响，通常采用将固定支座设置在刚性桥台上，以型刚架做固定支点或在桥梁中间部位设置固定的桥墩组，以承受纵向水平力，详见图。图所示为桥梁上所采用的型钢轨伸缩调节器。，。，图高速铁路桥梁固定支座布置方式高速铁路上的大跨度桥梁除连续梁外，还采用型刚构（）和拱桥（），钢桥则常采用钢桁梁或钢箱梁混凝土桥面的结合梁。德国还特别重视高速铁路桥梁的构造细节处理和耐久性，要求能使检修人员达到桥梁桥墩、桥台和支座的任何部位，以便进行检修。在箱型梁的内部要能走行检查小车，以便检查梁体内部。对桥面的路沿、电缆沟槽及排水处理均做了详细规定。20世纪年代德国新建科隆法兰克福和汉诺威柏林两条高速线，前者最高运行速度达/，在新建线中改变过去主要采用有碴线路的状况，在桥上使用无碴轨道，目前已有列塔式（EDA）和澳尔德（ELDE）式等多种桥上无碴轨道的形式，在无碴轨道上试验列车的运行最高速度已达到/。年德国颁布了“铁路桥梁和特种工程结构物规程”第三次修订版，在该版中将/“铁路新干线桥梁的特殊规程”中的有关内容均纳入规程，并做了少量的修订。其中高速铁路（/）桥梁变形限值适当放宽了一些，规定荷载作用下的梁体竖向变形限值如下（，梁跨L（）梁跨数N，NN/，。，图3型钢轨伸缩调节器（可伸缩）（单位）隧道高速隧道设计的特殊性由于高速列车进入隧道所诱发的空气动力学效应等原因，同常规铁路（中、低速）相比，高速铁路隧道设计须考虑一些特殊的问题。德国铁路在高速隧道设计时很注意考虑如下问题（）横断面的形状，特别是隧道的“有效净空面积”，德国高速隧道“有效净空面积”是世界各国高速铁路中较大的，客货混运线路达，客运专线为。（）为消减洞口微压波的爆裂声而修建了辅助建筑物（洞口缓冲棚）。（）由于空气阻力加大而引起的纵向坡度折减。高速隧道横断面设计德国铁路认为在高速隧道设计时必须满足如下基本要求（）从缓解和消减空气动力学效应出发对隧道“有效净空面积”或阻塞比（列车横截面积/隧道有效净空面积）的要求。（）高速铁路建筑接近限界、线间距和曲线加宽要求。（）隧道内专门养护、维修、防灾救援所需空间。（）隧道内作业人员承受的列车风不超过临界值。这些问题在德国铁路新线设计规范（）中专门加以规定。克服空气动力学效应对旅客舒适度、车辆结构（瞬变压力）、洞口环境（微压波）和行车阻力的影响是确定隧道设计参数的首要因素。目前世界上的高速铁路对隧道设计参数的确定基本上有两种做法以日本新干线为代表，隧道断面比较小以求降低土建造价，而采用提高车辆密封性和修洞口缓冲棚的办法来缓解脉冲压力和微压波引起的负面影响。如第一篇中所述，东海道新干线，净空有效面积S，山阳新干线S，。为此日本用于修建缓冲棚，特别是制造和维护密封车辆所引起的费用相当可观，还会给运营带来一些麻烦。以德国铁路为代表在高速隧道修建时，主要通过放大横截面来解决上述问题。以曼海姆斯图加特（隧道占线路总长）和汉诺威维尔茨堡（隧道占线路总长）高速铁路为例，运行速度为/，S（曲线区段S），；其直线区段及曲线区段的隧道断面图见图所示。对于正在修建的运行速度为/的科隆法兰克福高速铁路（隧道占线路总长），则采用S，尽可能使有效净空截面积加大，有利于克服空气动力学效应，增加旅客舒适度。这些隧道施工方法均采用新奥法。其隧道断面图见图所示。，。，直线区段S，曲线区段S图德国高速铁路直线区段及曲线区段的隧道断面图，。，图德国科隆法兰克福高速铁路隧道断面图（S）德国铁路采用的隧道横截面形状，除了考虑增大有效净空断面积的要求以及建筑接近限界外，还考虑隧道内养护、维修和防灾、救援所需的空间。（）安全空间在隧道侧边位置设置尺寸为（宽）（高）的安全空间，当车速为/时，规范要求该空间距线路中心线以上。安全空间内包括安放施工设施（宽）或开关柜（宽，长）的空间（见图）。安全空间的地面与接触导线及支撑部件间的距离至少为。（）救援通道在隧道侧边位置设置贯通的救援通道，用于自救或外部救援，尺寸为（宽）（高），要求距中心线至少，在救援通道位置内包括放施工设施（安放设施空间）或宽度为安放开关柜空间（图）。建筑限界和救援通道交叉没有关系，因为救援通道只在车辆停止时使用。，。，图隧道的安全空间，。，图隧道中救援通道位置（）预留空间沿隧道衬砌预留宽为环形空间，用于安放施工辅助设施（如立脚手架），作为预留的加强衬砌或安装建筑材料的空间。但不能利用预留空间来满足隧道建设的工程误差。（）防火、防灾设施为进行隧道外部救援，每长区段末端设救援列车。其任务是将工作人员和灭火设备、救援机具运到事故地点；救出受伤旅客；熄灭隧道内火势；在隧道内有烟雾情况下，采取辅助措施；保证隧道内工作人员无线通信联系。灭火用水供应办法是用罐车将水运送到紧急出口或隧道洞口；消防队将江湖的水或供水管路的水经软管输送到隧道内、紧急出口或洞口附近地下水罐；利用排水管或软管经隧道洞口或紧急出口送入。专门用于防灾的设备有便携式无线电话；备用氧气瓶；氧气自救器；便携式远红外显示器和发电机。紧急出口应该与地面保持尽可能近的距离。在隧道内紧急出口的结构可以是纵向坡度最大的坑道，横断面至少为；平直入口，有阶梯的斜井、横断面同前；有逐级阶梯的垂直高井和斜井，轨面和地面间高度差不得超过。明挖隧道对于入地不深的隧道，德国铁路采用明挖式施工方法。其安全空间和救援通道的标准与暗挖隧道相同，仅预留空间宽度较小，可以是，即沿隧道壁和顶可留宽为环状空间，允许以后安装隔音设施，其有效净空断面积可达。图所示为德国费罗斯特隧道，使用预制构件建成。图为明挖隧道断面与暗挖隧道断面的比较。关于高速隧道设计参数选择的深化研究（）德国在修建运行速度/以上的高速铁路时，普遍采用S为以上的大断面，具有良好的技术经济效果，这一点已为各国所接受，如韩国汉城釜山高速铁路，隧道占，总长，初定S，后改为。西班牙高速铁路在列车速度为/时，隧道也采用S。，。，图德国使用预制构件的费罗斯特明挖隧道，。，图德国高速隧道暗挖断面与明挖断面的比较（）对于瞬变压力而言，理论研究认为隧道的最不利长度为TR（TR为列车长度），同德国铁路实验研究资料（TR）较为吻合，但德国铁路资料指出，当隧道长度进一步缩短时，在TR处还存在一个瞬变压力最不利的长度。因此对于左右或以下的短隧道，空气动力学效应也不容忽视。（）值得注意的是各国对旅客的舒适度提出了更为严格的要求，例如德国铁路提出的标准是除瞬变压力的“峰对峰”值小于KA外，还要求变化梯度DP/DTKA/S。按照此要求，德国铁路即使采用以上的大断面，还仍需采取很多措施使车辆密封性进一步提高。建“筑“限“界德国第一代高速铁路新线的建筑限界第一代高速铁路新线为汉诺威维尔茨堡及曼海姆斯图加特。修建时考虑了客货混运、新线与既有线混运、超大货物运量的增加、通过能力和维修的要求，当时所采用的建筑限界是德国的加宽标准限界（），如图所示。，。，图德国第一代高速铁路使用的加宽标准建筑限界德国第二代高速铁路新线的建筑限界为了修建科隆莱茵/美茵高速客运专线，德国铁路于年由慕尼黑科技局专门制订了“新线设计规范”，并于年月日批准生效，开始执行。