轨道结构理论与轨道力学讲座课件.ppt

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1、 轨道结构理论与轨道力学轨道结构理论与轨道力学主要学习内容主要学习内容第一章 绪论 第一节国内外轨道交通的主要发展趋势 第二节 我国重载、提速及高速铁路运输的发展概况 第三节 高速重载铁路线路中的主要技术问题第二章 轨道结构的承力及传力特性 第一节 轨道结构垂向的承力及传力特性 轮载、接触斑与接触应力、轨枕长度确定原则、枕上压力、枕下压力、道床名义应力、道碴接触应力、道床厚度确定原则、轨道结构的合理配套 第二节 轨道结构横向的承力及传力特性 曲线地段转向架的内接形式、导向力的影响因素、挡肩力、锚固螺栓受力、道床阻力、轨排横移及轨道横向加强措施 第三节 轨道结构纵向的承力及传力特性 作用在轨道上

2、的纵向力、纵向力的传递特性、轨道爬行、桥上无缝线路纵向力 第四节 轨道垂向及横向受力的有限单元法计算 第四节 钢轨的合理使用 分类分级、病害检测、状态决策、打磨、在线修补、倒换、下道 第五节 钢轨接触应力计算 计算模型、计算公式、最大剪应力、钢轨承载能力、轮轨非正常接触问题 第六节 接头冲击力计算 冲击力的特性、实用计算公式及影响因素、减小接头冲击力的措施第四章 联接零件 第一节 扣件设计的基本要求(足够的扣压力、合适的弹性、刚度匹配、尽可能大的可调量)第二节 主要扣件介绍(扣板式扣件、弹片式扣件、弹条式扣件、国外主要扣件、减振扣件)第三节 接头联接零件(双头夹板及其问题、夹板的改进历程、胶接

3、接头、冻接接头)第五章 轨枕 第一节 预应力混凝土枕 优缺点、发展历程、各型混凝土枕的设计参数的特点 第二节 预应力混凝土宽轨枕 铺设情况、特点、结构型式设计参数、维护 第三节 预应力混凝土岔枕 铺设情况、结构型式、设计参数第七章 无碴轨道 第一节 概述(类型、对无碴轨道的要求国内外应用情况)第二节 整体道床(应用情况、特点、类型、结构型式、设计要点、施工注意事项、弹性整体轨道)第三节 板式轨道(应用情况、结构型式、特点、施工)第四节 长枕埋入式轨道 第五节 弹性支承轨道 第六节 浮置板轨道 第七节 其它无碴轨道 第八节无碴轨道设计计算理论第八章 无缝线路 第一节 无缝线路的发展历史及现状 第

4、二节 无缝线路的动态稳定问题 第三节 桥上无缝线路 第四节 跨区间无缝线路及无缝道岔 第五节 新线一次性铺设新缝线路的技术问题第十章 高速及重载轨道 第一节 高速轨道的受力与结构特点 第二节 重载轨道的受力与结构特点第一章第一章 绪论绪论第一节国内外轨道交通的主第一节国内外轨道交通的主要发展趋势要发展趋势1、旅客运输向高速度、大密度发展、旅客运输向高速度、大密度发展1）国外发展情况）国外发展情况n世界上第一条高速铁路日本东海道新干线1964年开通以来，高速铁路因具有行车速度快、运输能力大、安全舒适、综合经济效益好、科技含量高的优势，呈现出蓬勃发展的态势。高速铁路已成为铁路现代化的重要标志和世界

5、铁路发展的重要趋势，在世界范围内牵引了铁路运输的复兴。n全世界运营中的高速铁路营业里程总长达6393km，这些线路分布在日本、法国、德国、西班牙、意大利、比利时、英国、瑞典、丹麦、韩国等10个国家。n全世界计划或规划建设的高速铁路（不含中国大陆）总长度达16000km。在已运营的高速铁路中，最高营运速度已超过300km/h，最高试验速度达到574.8km/hn国外磁悬浮技术的研究始于20世纪初。到20世纪80年代，德国和日本分别建设了高速磁悬浮试验线，1989年德国高速磁悬浮列车试验速度达到了436km/h。n1997年日本高速磁悬浮列车试验速度达到了550km/h。2005年3月，日本第一条

6、HSST型中低速磁悬浮铁路正式商业运营，时速120km。n自1863年伦敦建设世界上第一条地铁线以来，世界上已有300多座城市修建了轨道交通，一些大城市已经形成了比较完善的包括地铁、轻轨和市郊铁路的城市快速轨道交通网络系统。n在日本，市郊铁路每天输送的客流量达3500万人次，仅东京市郊铁路就约2000km，年客运量约50亿人次。轨道交通在这些大城市公共交通中的份额占到35%50%，在城市交通中具有越来越重要的作用。2）国内发展情况）国内发展情况n上世纪末以来，我国铁路大力开展客运提速，通过五次大面积提速，我国铁路已基本掌握了160km/h等级的运输装备、线路、通信、信号及运营管理成套技术，提速

7、线路达到7700公里。n已经建成了胶济线、大秦线等时速200250公里提速示范线，初步形成了时速200-250公里提速技术体系。n铁道部在2007年4月18日进行第六次铁路大提速，铁路时速200公里及以上提速线路延展里程一次达到6003公里，我国铁路既有线提速技术达到了世界铁路先进水平。n20世纪80年代以来，我国开始跟踪磁悬浮技术，一些大学和科研机构相继开展了基础性研究。n2002年12月31日，引进全套德国技术在上海浦东建成的世界第一条高速磁悬浮商业示范运营线投入运营，正线全长29.873km，最高运行速度430km/h。n2006年3月，国家批准沪杭高速磁悬浮项目正式进入工程可行性研究。

8、n城市轨道交通以其大密度、高效率、低污染等优势，已成为许多大城市解决交通问题的首要选择。n目前，北京、上海、广州、深圳等10个城市已建成轨道交通线路500多公里，据统计，我国各大城市规划建设的轨道交通网络总里程高达5000公里。n未来我国大中城市将形成以地下线路为主，地面线、高架线、轻轨、快轨、跨座式单轨等多种类型并举的快速轨道交通新格局。3）技术特点和发展趋势）技术特点和发展趋势n在高速铁路技术方面，法国、德国、日本研制的TGV、ICE和新干线高速列车，系统采用了先进的交流传动、列车控制、新材料、车辆制造等高新技术；n普遍采用了综合调度系统和列车运行自动控制系统，实现通信信号一体化、机电一体

9、化、车站区间一体化和地车控制的统一指挥与管理；n采用了无碴轨道、高速道岔、跨区间超长无缝线路等技术，提高了轨道平顺性、刚度均匀性，减少了维修工作量，保证了行车安全和满足旅客舒适度的要求。n在城市轨道交通技术方面，新型车辆技术、列车自动控制、综合系统监控等高新技术已广泛应用于城市轨道交通领域。n由于城市轻轨有着起停频繁并定位精度高、地板面高度低、车体承载率高（人数/米长）、车门多而大、线路坡度大和曲线半径小等特点，城轨交通从车辆（特别是转向架）、线路、运控均有自身的特点要求，而且城市轨道交通一般是独立的交通运行体系。n因此，一些新型交通方式出现，如单轨车交通、磁悬浮车交通，并出现一些相应的新技术

10、，如适用于100低地板的独立车轮转向架技术，直线电机驱动、全电制动技术、轮毂电机技术等。n目前，我国250km/h以上动车组技术、高速列车运行控制技术和建设技术尚未系统掌握，磁悬浮技术尚处于研究阶段，现代城市轨道交通成套技术尚未掌握，急需加强轨道交通核心技术与关键装备的自主创新，以提高我国旅客运输技术装备水平。2）国内发展情况）国内发展情况n我国铁路从上世纪80年代开始在货物运输方面大力发展重载运输，目前京沪、京广、京哈等主要繁忙干线普遍开行了5000吨级重载列车。n为满足国民经济对煤炭运输的要求，从2004年初，我国铁路在大秦线进行了2万吨重载组合列车的系统集成创新。2004年12月，中国铁

11、路第一列2万吨（45000吨）重载组合列车试验开行成功，2005年底，又成功试验开行了21万吨重载组合列车。2006年3月，大秦线正式开行万吨重载组合列车，为实现年运量2.5亿吨的目标打下了坚实的基础，标志着我国铁路重载运输已跻身世界先进行列。n根据中长期铁路网规划，我国铁路将围绕十大煤炭基地，建设大能力煤运通道。重载运输技术将在我国得到更大地应用和发展。3）技术特点和发展趋势）技术特点和发展趋势n20世纪90年代以后，在重载铁路运输技术领域，广泛应用新材料、新工艺、电力电子、计算机控制和信息技术等现代高新技术，使重载运输技术及装备水平得到很大提高。n大功率交流传动机车逐渐成为重载运输的重要牵

12、引动力，重载货车向大轴重、低自重、低动力作用的方向发展。n近年来，随着计算机控制技术的发展和应用，美国、德国、日本等都研制了用于货物列车的电空制动和同步操纵装置，取得了良好的效果，保证了列车的安全，使列车重量能不断提高。n在重载运输线路技术方面，采用高强度重型钢轨，铺设无缝线路，加强道床基础和改进轨枕结构等技术，强化重载运输线路，减少了维修成本，保障了重载列车的安全运行。n目前，我国大功率交流传动机车、列车同步操纵技术尚未系统掌握，急需加强重载核心技术与关键装备的自主创新，以提高我国货物重载运输技术装备水平。3、运输组织向信息化、智能化发展、运输组织向信息化、智能化发展1）国外发展情况）国外发

13、展情况n20世纪60年代后，各国铁路积极应用信息技术，在行车调度指挥方面，实现了集中化、自动化和智能化。n日本建成了由运输计划、运行管理、车辆管理等八个子系统组成的COSMOS综合调度系统。德国铁路路网公司设有一个中央调度中心和七个区域调度中心。美国、日本的一个调度中心可以管理5万公里以上铁路。n在列车运行控制方面，实现了网络化、智能化及通信信号一体化，为高速列车高效、安全运营打下了技术基础。n在客货运输服务方面，采用先进的信息网络技术，建立了客货运输综合服务信息系统，实现了客货运输服务的信息化。2）国内发展情况）国内发展情况n中国铁路在信息技术与应用方面也取得了重要进展，铁路运输管理信息系统

14、基本建成，行车调度指挥系统建设全面启动：客票发售和预订系统已具规模，车号自动识别系统投产应用，办公自动化系统联网运行，财务、客货运清算系统推广应用和模拟运行，铁路通信基本建成数字化传送网，程控交换网和数据通信网。n根据铁路“十一五”规划，“十一五”期间，我国将积极推进铁路信息化，重点是强化运输繁忙的东部地区和路网中具有重要作用的铁路干线和新建客运专线的信息化建设，逐步实现调度指挥智能化、客货营销社会化、经营管理现代化，在提高运输效率、扩大运输能力、优化资源配置、保障运输安全、改进服务质量、提升管理水平、提高经济效益等方面发挥明显作用。3）技术特点和发展趋势）技术特点和发展趋势n发达国家铁路通信

15、信号技术从调度、联锁、闭塞、信号等设备独立控制与简单组合逐渐向调度指挥、运行控制及自动驾驶为一体的综合自动化方向发展。n建立了综合调度系统可以在线掌握列车的运行状况，并根据运营和安全需要进行列车运行调整，可实时掌握基础设施的状态，根据运行安全、灾害和维修需要自动或人工保证列车运行安全，自动化程度高、人工干预少。n欧洲铁路制定了欧洲列车控制系统（ETCS）技术规范，实现了不同信号制式设备的兼容，进一步提高了列车运行的安全性，并逐步采用数字移动通信技术，进行车地数据传输，向移动自动闭塞方向发展。n铁路客货运服务系统可实现远程订售票，对货物实时信息跟踪、查询，国际联合运输的信息联网，极大地提高了客货

16、物运输的服务质量、效率和效益。n我国铁路于2004年发布了铁路信息化总体规划，全面开展铁路信息化建设。n制定了CTC暂行规定，研制并初步应用了分散自律调度集中系统。n制定了中国列车运行控制（CTCS）规范，开展了CTCS装备的系统集成，并已在胶济线试验成功。n建成了铁路运输管理信息系统（TMIS）、调度管理信息系统（DMIS），以及铁路客票发售和预订系统。n但从总体上讲，我国铁路信息化水平，特别是在运营调度指挥、列车运行控制、客货信息服务等方面，无论是在技术水平，还是管理水平，都与国外存在较大差距。4、运输安全向实时监控、综合化发展、运输安全向实时监控、综合化发展1）国外发展情况）国外发展情况

17、n国外发达国家高度重视铁路运输安全，积极发展安全监控技术。n如日本建立了新干线安全、维修和运营系统（COSMOS），在其中实现了对线路、通信信号、电力等设备实时监控，对沿线灾害信息进行远程监控等安全监控功能。n法国、日本和意大利等国都开发和使用了综合检测列车，法国的综合检测列车（MGV）设计检测速度320km/h，日本的综合检测列车（EASTi）检测速度达到275km/h，意大利的综合检测列车（阿基米德号）检测速度220km/h，可对轨道几何、接触网、信号、轨道视频检测定位系统、无线通讯GSMR和环境等参数进行检测。n同时，各国还开发和使用了各种专业检测车和装备。2）国内发展情况）国内发展情况

18、n多年来，针对我国铁路高速客运、重载货运，客货混跑、内电混跑等特征，坚持依靠科技保安全的思路，注重发展安全技术，加大研究和采用先进安全技术装备的力度，提高安全管理水平。n特别是针对行车安全，在“六大干线”标准线建设过程中，全面推广使用红外线轴温探测系统、货车运行状态地面安全监测系统、货车滚动轴承轨边早期故障声学诊断系统、货车运行故障动态检测系统、客车运行安全监控系统，即5T系统，开发了各种安全监控设备，初步形成了“地对地”、“地对车”、“车对地”、“车对车”的安全监控系统。n“十一五”期间，我国将加速铁路行车安全装备现代化，不断提高行车安全监测、防灾减灾、应急救援和安全评估技术水平，构建新的安

19、全技术体系。3）技术特点和发展趋势）技术特点和发展趋势n世界轨道交通安全技术装备正在向综合化、系统化发展，成为集安全监控、行车指挥、运营管理等为一体的综合性系统。n在检测手段上，国外安全监控系统通过应用现代检测技术，丰富检测功能，提高检测精度和检测速度，实现基础设施和移动装备的实时、在线检测。n在检测方式上，呈现综合检测和专业检测相结合的趋势。n我国铁路的安全检测技术在网络化、信息化等方面与国外还有较大差距，尚未形成完整的、系统化的综合安全保障和应急救援体系。5、轨道交通基础研究现状及发展趋势、轨道交通基础研究现状及发展趋势1）基础科学技术问题的现状）基础科学技术问题的现状尽管目前高速列车的运

20、行速度已达300km/h以上，磁悬浮列车的运行速度达到400km/h以上，但轨道交通仍有许多基础问题没有得到很好地解决。n由于轨道交通是一个庞大的系统工程，涉及的学科门类众多，包括交通运输工程、机械工程、土木工程、电气工程、信息与通信工程、材料科学与工程、工程力学等，包含了大量的基础科学技术问题，特别是交叉科学问题。n随着列车运行速度不断提高，振动、摩擦、噪声、空气动力学等新问题接踵而至，材料、力学、电力电子、运输控制以及网络安全等学科都面临着新的挑战，期待着创新与突破。n与此同时，以高速磁悬浮列车为代表的新型轨道交通，特别是超导磁悬浮列车的出现，给现代轨道交通的发展带来了新的机遇，也带来了大

21、量新的课题。2）应用基础研究）应用基础研究随着人们对轨道交通需求的提高，新型轨道交通技术的出现，轨道交通相关基础或应用研究的课题日益广泛，而且轨道交通的学术活动也十分活跃，如世界铁路研究大会、国际重载会议、轮轨和轮轴国际会议、国际动力学会议、磁悬浮系统与直线驱动国际会议等。n轮轨关系研究轮轨接触几何关系、轮轨相互作用模型，脱轨、粘着、波浪型磨耗、接触疲劳（龟裂和压溃）等机理，轮轨噪音等。n机车车辆车辆系统动力学，包括非线性稳定性、随机振动和振动模态等，车辆主动悬挂控制理论，结构可靠性，列车空气动力学，新型制动理论基础和防滑控制等。n弓网关系弓网系统建模和动力学研究，动态受流理论和电弧发生机制，

22、载流条件下的摩擦磨损。n桥梁与道路工程大型结构建模和结构动力学，结构稳定性和结构风工程，结构健康检测与评估，线路结构模型和轨道动力学，路基稳定性等。n牵引与供电同向供电，传动控制理论，超导变压器理论，RAMS理论与应用。n运输与控制物流和交通流理论，规划理论与方法，自律分散理论及其应用等n材料材料损伤和失效机制，特别是在多场耦合作用下的材料失效机制，材料本构关系和材料特性，新型材料制备中的基础科学。n磁悬浮交通常导超导悬浮机理和稳定性，线性驱动技术，特别是同步电机。第二节我国重载、提速和高第二节我国重载、提速和高速铁路运输的发展概况速铁路运输的发展概况n我国铁路为了解决长期存在的运能与动量的矛

23、盾，大力推进重载、提速和高速铁路运输的发展。n自1980初开始围绕运煤专线和主要繁忙干线进行重载运输改造，在繁忙干线上推广应用牵引质量5000吨列车的重载货运技术，在运煤线路上推广万吨列车的重载运输技术。n自1990年初至今，经过了六次大的既有线提速，将繁忙干线的大多数区段的车速提高到160km/h，部分区段的车速提高到200km/h，少数有条件的区段的车速提高到250km/h。n自2002年开始，规划并大规模修建时速250350km/h的高速客运专线，预计至2020年完成1.2万公里的高速客运专线，配合既有线的提速，构建我国的快速铁路网。一、铁路重载运输的发展概况一、铁路重载运输的发展概况n

24、20世纪50年代以来，重载铁路运输因其运能大、效率高、运输成本低而受到世界各国铁路的广泛重视，在北美、澳洲、南非等国家和地区发展尤为迅速。n国外重载列车牵引质量一般为13万吨，一些国家单条重载线路年运量达到亿吨。目前国外重载铁路最大轴重已达35.7吨，正在积极研究39吨轴重的可行性。美国、加拿大、澳大利亚等国家的重载铁路轴重普遍达到32.5吨至35.7吨，瑞典、巴西的重载列车轴重已提高到30吨。n我国铁路从1980年代开始在货物运输方面大力发展重载运输。先后在大秦线、石太线及丰沙线等运煤铁路和主要繁忙干线上，进行了牵引质量为5000、6000及10000吨重载列车的试验，对列车合理操纵及重载列

25、车对轨道的动力作用进行了全面的测试。n对制动机、车钩、信号方式、线路平纵面、车站到发线有效长、轨道结构、路基结构和桥梁结构进行了全面的改造或加强。成功地在繁忙干线上开行了牵引质量5000吨的重载单元列车，在运煤线路上开行了6000吨和万吨的重载单元列车和组合列车。n至1990年，形成了我国重载运输的成套技术研究成果并逐步推广应用。目前京沪、京广、京哈等主要繁忙干线普遍开行了5000吨级重载列车。n为满足国民经济对煤炭运输的要求，2004年初开始，我国铁路在大秦线进行了2万吨重载组合列车技术的系统集成创新。n2004年12月，中国铁路第一列2万吨（45000吨）重载组合列车试验开行成功，2005

26、年底，又成功试验开行了21万吨重载组合列车。2006年3月，大秦线正式开行万吨重载组合列车，为实现年运量2.5亿吨的目标打下了坚实的基础，标志着我国铁路重载运输技术已跻身世界先进行列。n同时，我国轴重25吨、运行速度120km/h的重载货车，以及双层集装箱重载运输也在积极地试验和实践过程中。n根据中长期铁路网规划，我国铁路将围绕十大煤炭基地，建设大能力运煤通道。重载运输技术将在我国得到更大地应用和发展。二、既有铁路提速运输的发展概况二、既有铁路提速运输的发展概况n我国既有线提速工程自1989年启动。第一阶段为广深准高速铁路（后称为快速铁路）建设。1989年开始进行了广深线旅客列车最高速度提高到

27、160kmh的可行性研究，于1990年7月经过专家详细论证，通过了“广深准高速铁路实现160kmh可行性研究报告”，铁道部正式下达了广深线准高速铁路科研攻关及试验计划的通知，从准高速机车车辆、线路工程，到安全保障体系、速度分级控制及安全评估与试验，共15大项攻关计划开始全面执行。n广深线地处路网尽头，进行改造和试验对路网影响少，全长147km，作为试验线路长度适中。n经过4年的科技攻关和试验，对线路平纵面、轨道及桥梁结构、机车车辆及信号系统的改建，在研制成功160km/h准高速机车车辆的基础上，1994年12月开通160km/h的旅客列车，为繁忙干线提速奠定了技术基础。n第二阶段为三大繁忙干线

28、的提速试验。京沪，京广，京哈三大干线最为繁忙，总里程5046km，占全国铁路运营里程的9.5%，但完成的客货运周转量分别占39.4%和34.4%。n1995年910月，上海局沪宁线首次进行客货列车提速试验，试验中要保证日常运营客货列车的正常运行，旅客列车最高试验速度达173kmh，货物列车最高试验速度达到100kmh，1996年4月第一列提速列车“先锋号”在沪宁线上正式运营。n1996年6月，北京局在京秦线上又一次组织了提速试验，该试验为1996年7月“北戴河号”提速列车的正式运行做好了技术准备。n1996年67月，在沈阳局的组织下，在沈山线上进行了又一次大规模的提速试验，旅客列车最高试验速度

29、达183.5km/h，在沈大线上专门进行了货车转8A型转向架提速动力性能试验，取得成功。n1996年10月，北京大连间首次开行长途快速客车，运行时间由16h15min缩短到11h58min。n1996年11月，郑州局组织在郑武线郑州螺河段进行了我国首次电气化铁路提速试验，最高客车速度185km/h，为电气化线路接触网悬挂参数的确定提供了充分的科学依据。n综合三大干线的提速试验，编制了“三大干线客货列车提速试验总结及提速装备技术条件研究论证报告”，作为全路提速的技术基础和依据。n1996年底至1997年初，铁道部在所有提速试验的基础上，制订了“九五”期间的提速规划。在三大干线上全面整治线路，更换

30、提速道岔，封闭道口，进行全面的提速列车运行时分实际试验踏勘。n1997年4月，第一次调整运行图。客、货列车平均旅行速度分别达到了54.91km/h和31.4km/h，比1993年分别提高了6.84和1.41km/h。全路开行“夕发朝至”客车（旅行速度超过90km/h）78列，其中速度在140160km/h的8对。n1998年10月，第二次调整运行图。集中在三大干线，扩大快速客车、“夕发朝至”客车的数量和范围。n新运行图线路允许速度平均达到92.8km/h，比1997年增加2.1km/h，平均旅行速度达55.16km/h。新开快速列车80对，比1997年增加40对，开行“朝发夕至”列车116列，

31、比1997年增加38列。n新运行图实施后，旅客上座率、旅客发送量明显增加，货运形势也有所好转。n第三阶段为主要繁忙干线提速。1999年，我国铁路以市场需求为导向，以提高经济效益和社会效益为中心，以缩短旅行时间为目的，以科技进步为手段，在三大干线提速基础上，努力将提速范围向与三大干线连接的其他干线扩展，在少投入的前提下，实现全国主要干线，进而全路范围内的普遍提速。n重点针对三大干线以外线路提速的主要限制性问题，即小半径曲线改造和部分道岔换铺。在胶济、浙赣、鹰厦线进行了小半径曲线及过渡型道岔、内锁闭60AT12固定辙叉型单开道岔的基础性提速试验。1999年6月试验结束，为解决全路干线普遍提速的限制

32、性问题提出了科学的解决办法，制订出了符合提速要求的技术标准和规范。在上海厦门、徐州宝鸡兰州阿拉山口等干线上进行提速列车运行安全性及时分模拟试验，为再次调整列车运行图做好了充分准备。n2000年10月，第三次调整运行图，提速主要集中在陇海，兰新东西向主要干线上，重点倾向西部地区。n全路形成四纵两横提速冈络，辐射全国主要地区，提速区段延伸至9215km。比1988年运行图增加了142对旅客列车，增加了夕发朝至客车150对，共达266对。n我国铁路要摆脱落后的局面，必须抓住关键技术的创新，在开行准高速、提速列车的基础上，发展我国自己的160200km/h的快速列车技术。n当1996年11月郑武线提速

33、试验结束时，铁道部指示立即着手在环行线上进行200kmh以上速度的机车车辆综合性试验。n1996年12月，由SS8机车牵引4辆转向架经过改进的准高速客车，开始了在环行线上的高速运行试验。1997年1月，环行线上的列车试验速度达到212.6km/h。n环行线试验后，铁道部决定继续改进、完善机车车辆性能，选取京广线郑武段这一既有繁忙干线地段，进行更高速度的高速试验。n在对试验段线路平面加以少量改造，对接触网悬挂系统进行强化后，1998年6月，SS8电力机车牵引4辆以200km/h级转向架装备的快速客车，在郑武线上试验速度达到240kmh。n第四阶段为秦线客运专线的修建和试验。1999年，铁道部决定

34、建设我国第一条客运专线秦沈客运专线。设计速度200km/h，将与京秦线，哈大线共同构成北京至东北地区的快速客运通道。n全线于2003年建成通车。沟邦子南台安间79.6km作为试验段，试验列车最高速速321km/h。n在秦沈线上完成了多项关键性技术的试验：（1）一次性铺设区间无缝线路的研究；（2）24m、32m双线箱型梁桥的设计，施工、架设、运输及专用架桥机研究；（3）客运专线路基工后沉降，软土、软弱地段的施工工艺及控制设备研究；（4）大号码无缝提速道岔研制；（5）200km/h等级接触网系统设计，架设技术的研究；（6）以机车信号为主体信号（地面不设信号机）的区间自动闭塞和超速防护系统的研究；（

35、7）以车站计算机联锁为基础的调度集中系统研究；（8）200kmh动车组和电力机车、车辆的试运行及综合试验段的全面试验。n秦沈客运专线的试验和修建成功，对我国高速客运专线铁路的大规模修建打下了较为坚实的基础。n提速的第五阶段为构造快速铁路网。在广深线提速、三大干线提速的基础上，到2015年，完成大面积提速，新建200km/h客货混跑线路，构造1.4万公里客货混跑快速网络，实现旅客出行“一日行动圈”的目标。n“一日行动圈”包括三种类型，一是“朝发夕归”型，即路程在600km左右，当天可以往返；二是“夕发朝至”型，即路程在1500km左右，尤其对出差公务人员及游客，不耽误工作或旅游时间，住宿就在车上

36、。三是“夕发夕至”“朝发朝至”型，即路程在2500km左右，旅行时间在2427小时间，可与航空竞争。三、高速客运专线铁路的规划与发展三、高速客运专线铁路的规划与发展n我国铁路提速和高速铁路起步较晚但发展迅猛。中国大陆从1997年第一次列车提速至今，在短短的10多年时间里，在既有线改造，提高列车运行速度方面取得了巨大成就，目前时速不低于160k m的线路延展里程达14025km，时速不低于200km的线路延展里程达5371km。n中国台湾台北至高雄的高速铁路，全长345km，也已投入运营。n根据经济社会发展需要和市场需求，中国大陆客运专线网规划目标是努力覆盖主要城市，使北京、上海、广州、武汉、成

37、都、西安六个中心城市至全国主要城市的旅行时间大大缩短。n到2020年，初步形成总规模约1.25万公里的“四纵四横”客运专线网，列车时速将达到350公里。我国客运专线规划图客运专线规划线路图建成客运专线1万公里，形成“四纵四横”为骨架的快速客运网。宁汉蓉专线京沪专线京广专线京哈专线杭甬深专线徐兰专线杭长专线青太专线1“四纵四纵”客运专线客运专线n（1）北京上海：京沪铁路全长约1300公里，速度目标值300公里/小时，线桥隧等基础工程预留350km/h的条件，预计2008年动工。该线纵贯东部京、津、沪三市和冀鲁皖苏四省，连接环渤海与长江三角洲两大经济区域，自北京经天津、济南、徐州、蚌埠、南京至上海

38、，吸引区土地面积占全国6.5%，人口占全国25.8%，生产总值占全国40.4%，是我国经济和社会相对发达的地区。京沪高速铁路是我国中长期铁路网规划中投资规模最大、技术含量最高的一项工程，也是我国第一条全部依靠自主技术创新修建的具有世界先进水平的高速铁路。n（2）北京武汉广州深圳：全长约2200公里，连接华北和华南地区。武汉至广州段全长995公里，2005年6月开工。n（3）北京沈阳哈尔滨（大连）：全长约1700公里，连接东北和关内地区。秦皇岛至沈阳段已于2003年建成。n（4）杭州宁波福州深圳：全长约1600公里，连接长江、珠江三角洲和东南沿海地区。2“四横四横”客运专线客运专线n（1）徐州郑

39、州兰州：全长约1400公里，连接西北和华东地区。已开工建设郑州至西安段450公里。n（2）杭州南昌长沙:全长约880公里，连接华中和华东地区。n（3）青岛石家庄太原：全长约770公里，连接华北和华东地区。已开工建设石家庄至太原段205公里。n（4）宁汉蓉（南京武汉重庆成都）:全长约1600公里，连接西南和华东地区。已开工建设南京至合肥段、武汉至合肥段、宜万段、成遂渝段。3三个区域城际轨道交通三个区域城际轨道交通n（1）长三角：以上海、南京、杭州为中心，形成“Z”字型主骨架，形成连接沪宁杭周边重要城镇的城际客运铁路网络。n（2）珠三角：以广深、广珠两条客运专线为主轴，形成“A”字型线网，辐射广州

40、、深圳、珠海等9个大中城市，构建包括港澳在内的城市1小时经济圈。已开工建设105Km长的广深客运专线和广珠城际轨道交通。n（3）环渤海：以北京、天津为中心，北京天津为主轴进行建设，形成对外辐射通路。已开工建设京津城际轨道交通，全长约115km。n2007年4月实施的第六次大提速，京沪、京广、京哈和陇海线部分区段，胶济、浙赣、武九、广深线等实现时速200km的运行目标。n在铁路客运专线网和铁路提速规划线路中，符合新建铁路列车最高运行时速不低于250km，改建铁路列车最高运行时速不低于200km，形成高速铁路运营网。四、高速铁路的线路工程技术体系四、高速铁路的线路工程技术体系n最小曲线半径7000

41、m，最大曲线半径14000m。夹直线和圆曲线最小长度一般0.81Vmax。区间正线最大坡度20，动车组走行线30。区间正线设计较长坡段，最小坡段长度一般900m。相邻坡段坡度差1时，设竖曲线，半径25000m。n车站数量按大中城市、枢纽和著名旅游胜地分布设置。始发、终到客站的到发线数量按满足高峰小时列车密集到发需要设置。n高速、城际、普速列车共站的车站，原则上分场布置，设必要的联络进路；站台长450m,站台高出轨面1.25m。n以无碴轨道作为主要结构形式，在地质灾害和地质活动活跃断裂带地段，以及不宜铺设无碴轨道地段，采用有碴轨道结构。n无碴轨道铺设精度，高低和轨向2mm/10m，水平1mm，轨

42、距1mm；n有碴轨道采用特级道碴，道床厚350mm，铺设精度高低和轨向2mm/10m，水平2mm，扭曲2mm，轨距2mm。n到发线采用混凝上宽枕。n采用跨区间无缝线路。采用100m长定尺无螺栓60kg/m钢轨。n无碴轨道采用弹性分开式扣件，节点间距650mm,调高量30mm,调距量-12/+10mm，桥上抗拔力80kN，其它地段100kN。n正线道岔直向通过时速350km，进出站侧向通过时速80km，跨线联络线道岔侧向通过时速160km。n无碴轨道正线区间直线地段路基面宽度13.6m。严格控制路基工后沉降、不均匀沉降和过渡段差异沉降，保持路基纵向刚度的均匀性和良好的动力特性，稳定安全系数1.5

43、；工后沉降量3cm，路基与结构物间的工后差异沉降量0.5cm，工后不均匀沉降2.0cm/20m。n地基加固处理措施应根据地基的物理力学性质、岩土层分布厚度及其特性、路基高度等因素优选。软土、松软土地基，以复合地基法加固为主，地基处理后须有合理的放置时间，确保本体和地基沉降变形稳定，布置沉降观测设备进行沉降观测，并实时分析处置。n在路基填方大于5m的地段、地基处理困难地段，为节省用地，确保工后沉降控制，采用以桥代路通过。第三节高速重载铁路线路中第三节高速重载铁路线路中的主要技术问题的主要技术问题n轮轨动力学研究成果进入线路设计n高速铁路线路的平纵面技术主要技术标准n高速重载轨道设备技术标准n高速重载轨道技术状态标准n无碴轨道与高速道岔设计理论与方法n高速客运专线线路安全保障体系n高速铁路路基、桥梁与隧道结构技术标准