高速铁路技术简介

1、一、工程概况二、技术体系构成三、轨道四、路基五、桥梁六、隧道七、站后技术八、质量管理与技术创新高速铁路一般是指最高行车速度达到250km/h及以上的新建铁路和最高行车速度200km/h及以上的既有线提速铁路。高速铁路的发展趋势是：设计速度350km/h。 高速铁路以其占地少、能耗低、污染小、成本低、运量大、全天候的比较优势，在世界范围内呈现出方兴未艾之势。截至目前，世界上其他国家或地区高速铁路已经建成并投入运营的长度达到7412km，正在建设的长度达2934km，准备建设的线路长度达9036km，既有线改造成高速铁路的线路长度达9732km。 我国自1992年实施铁路提速以来，先后开展了六次大

2、面积提速，200km/h及以上线路长度达到6003km；根据中长期铁路网规划，至2010年建设客运专线5000km，至2020年建设客运专线1.2万km以上，客车速度目标值达到200km/h及以上。 京沪高速铁路是目前世界上标准最高、规模最大、一次建成线路最长的高速铁路，是新中国成立以来我国基础设施建设的最大项目。十几年来，国内专家潜心研究，博采众长，逐步形成适合中国国情路情、具有自主知识产权、达到世界一流标准的高速铁路技术体系，为京沪高速铁路建设奠定了坚实的基础。 线路经北京、河北、天津、山东、江苏、安徽、上海等四省三市，衔接环渤海湾经济带及长江三角洲经济带。是一条贯穿东部发达地区的交通大通

3、道，线路走向与既有京沪铁路基本平行 线路全长1318km。 线路位于东部沿海平原地区,局部地区通过低山丘陵,大部分地形平坦。平原地区地质条件普遍较差,软土、松软土分布较广，基底松软，廊坊、天津、沧州、德州以及常州至上海区域地面沉降较严重。冬季施工时间： 北京至黄河：4个月（11月至2月） 黄河至淮河：3个月（12月至2月） 淮河至长江：2个月（12月中旬至2月中旬） 长江至上海：1.5个月（1月至2月中旬）沿线土壤最大冻结深度划分如下： DIK0+000DK75+300 0.8m DK75+300DK196+900 0.6m DK196+900DK569+000 0.5m DK569+000D

4、K667+026 0.5m DK665+100DK1309+150 200200200200300轨距（轨距（mm）2 231（2）水平（水平（mm）2232421（2）高低（高低（mm）2/10m3/20m3/10m4/20m3/10m2/5m3/10m2/10m2/10m轨向（轨向（mm）2/10m3/20m3/10m4/20m2/10m2/10m3/10m2/10m2/10m扭曲（扭曲（mm）3/3m3/3m3/3m4/3m1.5/2.5m2/6.25m养护高质量内容内容日本新干线日本新干线法国高速铁路法国高速铁路德国高速铁路德国高速铁路项目项目计划维修计划维修舒适性舒适性安全性安全性V

5、AVIVRSRASR100SRlimSR极限极限高低高低/ mm6/10m710/40m7/10m710/40m10/10m710/40m5/12.2m10/31m10/12.2m18/31m15/12.2m24/31m5/6m7/6m9/6m18/6m轨向轨向/ mm4/10m67/40m4/10m67/40m6/10m67/40m6/10m12/33m8/10m16/33m12/10m20/33m5/6m7/6m9/6m18/6m轨距轨距/ mm+6-4+6-4+6-4+5+10-3+15-4水平水平/ mm55757910扭曲扭曲/ mm4/2.5m5/2.5m6/2.5m2/2.5m3

6、/2.5m车体垂加车体垂加/g0.25*0.25*0.35*0.100.130.15车体横加车体横加/g0.20*0.20*0.30*0.12*0.22*0.28*0.100.130.15国家轨道结构钢轨轨枕扣件道床日本有砟轨道60kg/mJIS E 1101整体式长2.4m重325kg120双重弹性，扣压力6kN，垫板厚10mm，刚度60kN/mm颗粒级配19/63，厚度300mm无砟轨道板式无砟轨道直结4或直结8，扣压力取决于扭矩，轨下垫板厚10mm，刚度30kN/mm德国有砟轨道60kg/mUIC60E1* 900A整体式长2.6m或2.8m重330kg或380kgHM Vossloh，

7、扣压力11kN，垫板厚10mm，刚度60kN/mm颗粒级配22.4/60，厚度350mm无砟轨道以轨枕埋入式无砟轨道为主Vollsoh 300，扣压力10kN，弹性基板厚10mm，刚度22.5kN/mm法国有砟轨道60kg/mUIC60E1 900A双块式/整体长2.4m重248kg/290kgNabla，扣压力11kN，垫板厚9mm，刚度150kN/mm颗粒级配25/50，厚度300mm西班牙有砟轨道60kg/mUIC60E1 900A整体式长2.6m重320kgHM Vossloh，扣压力11kN，垫板厚6mm，刚度500kN/mm颗粒级配30/60，厚度300mm意大利有砟轨道60kg/

8、mUIC60E1 900A整体式长2.6m重315kgPandrol，扣压力14kN，垫板厚10mm，刚度100kN/mm颗粒级配30/60，厚度350mm韩国有砟轨道60kg/mUIC60E1 900A整体式长2.6m重300kgPandrol，扣压力14kN，垫板厚10mm，刚度6595kN/mm颗粒级配22.4/63，厚度350mm中国有砟轨道CHN60U71Mn(K)U75V整体式长2.6m重350kg扣压力10kN垫板刚度5575kN/mm颗粒级配22.4/63mm厚度350mm无砟轨道板式无砟轨道扣压力10kN垫板刚度2030kN/mm 有砟轨道具有建设费用低、噪音传播范围小、建设

9、周期短、破坏时修复时间短、自动化及机械化维修效率高、轨道超高和几何状态调整简单等优点。有砟轨道对高速度的适应性？有砟轨道能否满足高速铁路平顺性的要求 ？比如：我国高速铁路要求高低和方向的铺设 精度为2mm/10m 目前最先进的养路机械作业精度为 4mm/16mm 有砟轨道难以达到我国高速铁路平顺性要求 有砟轨道是否具备保持轨道高平顺的能力 ？传统铁路：道床维修量占线路维修量的70%以上DB：高速铁路线路维修量是传统铁路的2倍，通过总重5亿t需要更换道砟（传统铁路为10亿t）SNCF：TGV东南线820km线路，14年统计结果是 每年需要对400km线路进行大机作业，最多的一年达600km大机作

10、业后需要慢行，对运输的干扰比较大有砟轨道保持高平顺的能力比较差，维修量大桥上有砟轨道的稳定性问题 ：道砟粉化，共振导致道床液化，道床失稳解决的措施：桥梁结构优化：目前已经取了2倍的安全系数，对经济性已造成影响，优化空间有限采用道砟垫：虽然起到了隔振作用，但减少了道砟与桥面的摩擦力，加剧了道床的振动弹性轨枕：减少了振动的传递，但纵横向阻力的减少对无缝线路稳定不利 京沪HSR桥梁比例大，一些长桥长度长达数十km，最长的甚至达100多km，如此长大高速铁路桥梁上铺设有砟轨道，国外没有相应的经验可借鉴 由于上述工程措施可靠性较差，问题还没有解决根据一个压力波、剪切波和长面波计算的均质空间里的位移在剪切

11、波速度压力波速度表面波速度用 抗剪弹性模量， 密度GP用 横向转数V软土路基上有砟轨道能否实现350km/h ？ 速度提高到一定限度，轮轨关系以及轮轨振动在轨下基础的传播机理还没有完全被掌握 轮轨振动在轨道中传播的是体波，在路基中传播的是表面波，体波和表面波波速至少是线路设计速度的1.52倍才能以设计速度开通运营 对于设计速度350km/h的线路来说，要求轨道体波和路基表面波达到（525700）km/h。目前国内还没有试验资料能够证明采取措施能够满足此要求，技术风险依然存在防止道砟飞散引发的安全措施？道砟飞散引发车辆和钢轨伤损以及相应的 安全问题法国国铁有一支专门的钢轨表面伤损焊补队伍，说明法

12、国由于道砟飞散造成的钢轨伤损是一种客观存在我国目前高速铁路采用的有砟轨道结构与既有铁路有砟轨道结构没有本质区别，防止道砟飞散问题还没有引起足够重视，安全隐患依然存在 对设计速度350km/h的高速铁路来说，有砟轨道不仅存在平顺性和稳定性难以满足问题，还存在其他技术风险需进一步研究。无砟轨道具有满足高速要求的技术优势和综合效益 无砟轨道作为混凝土工程，工厂预制和现场浇注精度能够控制，可以满足铺设高精度的需要，而且现有的轨检小车与全站仪组合的测量系统，测量精度能够保证铺设精度要求 无砟轨道具有满足高速要求的技术优势和综合效益 影响无砟轨道平顺性的因素中，作为轨下基础的混凝土变形和位移都能够控制，除

13、扣件外，对平顺性影响的因素很少，因此维持平顺性能力强，能够保持轨道稳定，少维修。据统计，无砟轨道维修工作量仅为有砟轨道的1835%无砟轨道具有满足高速要求的技术优势和综合效益桥上无砟轨道与桥面系形成一个完整的系统，提高了轨道的整体性，有利于改善整体振动性能，从标准上来看，有砟轨道桥梁竖向振动限值为0.35g，而无砟轨道桥梁为0.5g，后者抗振性能优于前者由于无砟轨道单位重量轻（有砟轨道107kN/m，单元板式轨道65kN/m，双块式轨道74kN/m），可以减轻桥梁二期恒载，降低造价。我国目前设计的桥梁无砟轨道梁部结构比有砟轨道要减少23万元/km 无砟轨道具有满足高速要求的技术优势和综合效益 随着无砟轨道质量的减轻，轨道体波和路基表面波速度都能大幅度提高，容易满足设计速度350km/h的要求 无砟轨道可减少传递到路基上的荷载，改善路基承载条件。国内对有砟和无砟轨道路基认识有偏差，认为前者工后沉降标准可以低于后者，从而可以减少路基建筑成本。从国外标准来看，没有看到两者工后沉降的区别；特别是DB标准，有砟轨道路基面压实标准Ev2=80MPa，Evd=40MPa反而高于无砟轨道Ev2=60MPa，Evd=35MPa