既有线提速200公里技术概述

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,既有线提速200公里技术概述,概 述,根据我国?中长期铁路网规划?，到2021年我国将建成10万公里铁路，其中客运专线1.2万公里，同时加强对既有线的改造，有条件的繁忙干线旅客列车提速到200km/h，货物列车提速到120km/h。,一、既有线提速200,km/h,的技术经济分析,二、时速200公里铁路的设计标准,三、第六次提速初步方案,一、既有线提速200km/h的技术经济分析,一、经济合理,二、技术可行,根据国务院审议通过的?中长期铁路网规划?，我国将建设“四纵四横客运专线。但受建设工期和资金9000万元1亿元/km的限制，客运专线只能分线、分段建设，难以很快到达规模效益。(目前，国家计委已经审批通过的客运专线共有9条：武广967km、郑西458km，时速300350km/h、石太205km，太青的一局部、京津城际115km，300km/h、甬温268.4km、温福280.3km、福厦276.7km、合宁、合武线483km，总计3000km。)因此，将一些客流量较大、线路条件较好、并与客运专线相连接的既有线进一步实施提速，能够到达投资省、见效快的效果，可以尽快适应当前旅客运输的需要。同时又可与逐步建成的客运专线连网，实施跨线运输，发挥网络规模效应，实现效益最大化。,为了尽快满足不断增长的客运需求，将有条件的既有线通过适当改造和加强，将最高速度提高到200,km/h，,是构建我国铁路快速客运网的必由之路和捷径。建设我国铁路的快速客运网必须采取加快建设客运专线和既有线提速改造相结合的方针。,1、五次大提速提高了铁路技术装备水平,2、时速200公里的秦沈客运专线建设成功,3、京秦线200,km/h,的提速改造顺利完成,1995年铁路开始实施既有线提速战略，五次大提速优化了资源配置，调整了运输结构，强化了线路根底，提高了列车速度，增强了竞争能力，取得了明显的社会效益与经济效益。并且，掌握了时速160公里铁路的成套技术线桥、机车、车辆、供电、通信等，使我国铁路技术装备水平得到很大提高，为进一步提速打下了坚实的根底。,秦沈线是我国建设的第一条客运专线，全线的根底设施按200km/h速度设计，是我国铁路速度最高的线路，说明我国已初步掌握了建设时速200公里速度等级铁路的技术。2002年11月至12月第三次综合试验中，采用动力集中型动车组“中华之星进行了绥中北皇姑屯的全线拉通试验。试验中，“中华之星2M+9T全编组，试验速度到达了306km/h；采用2M+3T编组，创造了321.5km/h的中国铁路最高运行速度。,在秦沈客运专线建设的同时，铁道部决定对298.7公里的京秦线进行提速改造，以形成进出关的京沈快速客运通道。京秦线是既有线第一条进行200,km/h,改造的线路，整个改造工程已经顺利完成，从而与秦沈客运专线构成京沈快速客运通道，可以开行200,km/h,的旅客列车。,此外，广深线自1998年开始，陆续采用引进的X2000摆式列车瑞典和国产动车组成功实现了200km/h旅客列车的运营。,通过五次大提速、秦沈线的建设、京秦线的改造和广深线的运营经验，我国对200km/h铁路的技术条件或标准进行了较深的研究，解决了提速200km/h的关键技术问题，因此，既有线进一步提速到200km/h，在技术上是可行的。,一、线路平纵断面,二、轨道,三、路基,四、站场,一、线路平纵断面,1、曲线半径,1最小曲线半径,线路的最小曲线半径是根据线路的设计速度(最高和最低或货物列车平均速度)和超高参数标准确定的。计算公式为：,Rmin=11.8v2max-v2h/hq+hgm,式中 vmax-旅客列车最高速度，km/h；,vh-货物列车平均速度，km/h；,hq+hg-欠、过超高之和的允许值，mm，hq+hg=hq+hgh,我国铁路现行标准规定：最大实设超高双线为150mm、单线为125mm；允许欠超高一般为70mm、困难90mm、既有线改造为llOmm；允许过超高一般30mm、困难50mm。“九五期间，实施既有线提速战略，制定了适用于160km/h的提速技术条件，规定允许过超高个别情况可为70mm。,?提速200技术条件?规定最大超高150mm，允许欠超高一般为90mm、困难110mm，允许过超高一般为50mm、困难70mm；确定最小曲线半径时，采用的允许的过、欠超高之和hg+hq一般为110mm、困难为140mm、个别情况为160mm。,根据最高速度200km/h和货物平均速度80km/h进行计算，改建或新建地段最小曲线半径3500m、困难条件下2800m；既有线保存地段半径2500m的曲线通过速度可为200km/h。亦即，只要改造就按新标准；保存地段即个别情况，可按较低标准，以节约投资。,2推荐曲线半径,在近些年所编制的线路设计标准中，建立了“推荐曲线半径的概念，主要是希望设计单位在设计时，“以人为本，优先采用所推荐的曲线半径，防止大量采用最小曲线半径。推荐曲线半径的欠、过超高值都较小，与客、货列车运行品质有良好的匹配关系，能够保证良好的旅客舒适度。,?客运200暂规?的推荐曲线半径为35006000m，?客货200暂规?因其速差比客运专线大，推荐曲线半径为45007000m。,3最大半径,最大半径的建议值取决于线路铺设、检测、养护维修能力能否到达所要求的精度。我国铁路轨检车在通过大于8000m半径的曲线时，轨检车记录常会自动打印出“F标记，说明对所检测结果有疑问。根据专家研究，适当提高检测系统的处理功能，可以准确检测12000m左右半径曲线的方向和曲率。但更大的半径曲线，由于曲率太小，外界干扰信号可能大于测试信号，不能准确得到真实信号。因此，时速200公里铁路的设计暂规都规定最大曲线半径为10000m，困难条件下为12000m。,2、线间距,(1)影响会车压力的主要因素,如果线间距过小，那么交会时的两列列车的车厢侧壁间净距就变小，会车压力波将增大，有可能造成车厢侧壁的车窗玻璃破碎，危及人身平安。线间距过大，那么会增加路基、桥梁的工程量和用地，造成浪费。因此，必须科学合理地确定线间距标准。首先应根据运行的各种列车车窗结构的情况，确定允许的会车压力波值，以保证交会时的列车平安；其次，根据允许的会车压力波值和各种列车的形状、宽度，再确定合理的线间距标准。,广深线和四次大提速的经验说明，在4.0m线间距下，列车以140km/h的速度交会时，未见客车的门、窗玻璃破损，以及伤及旅客和货车因会车出现平安、破损等报导。但当DF11或SS8牵引的客车速度大于150km/h时，车窗玻璃时有破损，且有伤及旅客的事情发生。据广州铁路集团公司统计，广深准高速铁路开通四年间，共破损678块玻璃，平均每两天一块。据天津客运段上报部、局材料，京津间局部地区行车速度按155km/h铺图，在1999年11月20日至2000年5月28日之间的20次交会运行中，22型绿皮客车共破损190块玻璃，平均每次达10块之多，且其中几次的破碎玻璃伤及旅客，共计7名。又如，1998年郑武线综合试验时，当日SS8型电力机车牵引试验列车按方案进行第一次160km/h运行试验时，与运营的普速客车交会时，造成普速客车中3个车厢接连出现车窗玻璃破碎。,2线间距,?铁路主要技术政策?明确规定不同速度铁路的线间距，见下表：,速度（,km/h）,120,160,200,250,300,350,线间距（,m）,4.0,4.2,4.4,4.6,4.8,5.0,3、缓和曲线长度,缓和曲线长度主要根据超高时变率或超高顺坡来确定，缓和曲线长度计算公式、超高顺坡率计算公式如下：,l=hv/3.6f f-超高时变率mm/s,i=h/l=3.6f/v,?提速200技术条件?规定缓和曲线最小长度、困难最小长度对应的超高时变率分别为28mm/s、35mm/s。,4、夹直线及圆曲线最小长度,为了提高旅客舒适度、便于养护维修，两相邻曲线间夹直线和两缓和曲线间圆曲线宜采用较长的长度，最小长度为0.7Vmax，困难条件下为0.5Vmax，既有线改造时，保存地段那么允许不小于0.4Vmax。,正线上缓和曲线与道岔根本轨接缝间的直线段长度车站两端不小于70m，困难条件下不小于30m。,5、最小坡段长度,纵断面宜设计为较长的坡度。,?提速200技术条件?规定最小坡段长度一般不应小于600m，困难条件下不宜小于400m，且不得连续使用2个以上。坡度代数差大于1时，应以圆曲线形竖曲线连接，半径不得小于15000m。,二、轨道,1、钢轨,正线采用60kg/m钢轨，铺设跨区间无缝线路。根据实际运输情况，进行技术经济比较后再确定是否采用淬火轨非淬火轨利于进行钢轨打磨，保持轨道的良好平顺度，应积极采用一次铺设跨区间无缝线路技术，防止二次铺设短轨过渡期所造成的钢轨接头的路基病害。,2、轨枕及扣件,区间正线上应采用型预应力混凝土轨枕，岔区铺设混凝土岔枕，既有型轨枕应逐步更换为型枕。弹条型扣件与型有挡肩混凝土轨枕配套使用。,3、道床,道碴材料应采用I级道碴；正线道床枕下厚度为30cm，单线道床顶面宽度350cm，碴肩堆高15cm，道床边坡1：1.75，双线道床顶面宽度应分别按单线设计；桥上枕下道床厚度为35cm。国内外经验说明当道床加垫层的总厚度超过60cm时，线路良好，路基病害的发生概率很小。,4、道岔,正线道岔采用直向通过速度为200,km/h,的道岔，即可动心轨道岔；正线与到发线连接用道岔，侧向允许通过速度宜为80,km/h，,采用18号道岔。相邻道岔间插入的钢轨长度当道岔对向设置，且当正规列车同时通过两侧线时，插入钢轨长度不应小于50,m；,困难条件下不小于33,m；,当无正规列车同时通过两侧线或道岔顺向设置时，插入短轨长度不应小于25,m，,困难条件下不小于12.5,m。,?技规?第41条规定：1.用于侧向通过列车，速度超过80km/h的单开道岔，不得小于30号；2用于侧向通过列车，速度超过50km/h的单开道岔，不得小于18号；3用于侧向通过列车，速度不超过50km/h的单开道岔，不得小于12号(非AT弹性可弯尖轨为45km/h)；4.用于侧向接发停车旅客列车的单开道岔，不得小于12号；,5、线路的养护维修方式,?提速200技术条件?明确提出采用大型养路机械进行养护维修，规定线路的养护维修应采用综合维修天窗进行，时间不少于180min。,三、路基,1、路基横断面,路肩宽度应不小于0.8,m。,路基面宽度应根据线间距、道床实际厚度以及曲线轨道超高等参数计算确定。,2、基床,既有路基的基床表层应设有厚度不小于0.2,m、,孔隙率小于18%的级配砂砾石或级配碎石填筑的面层。,3、过渡段,1、设置过渡段的必要性,由于桥台与路堤的动静刚度相差悬殊，列车通过时，桥台与路堤之间就会出现变位差，虽然其数值很小，但因车速很高，会对轨道结构产生较大的冲击，同时反过来轨道结构对列车也会产生冲击，从而降低列车运行的平稳性、舒适度，加快结构物和车辆的损坏。为此，三个暂规都要求轨道刚度变化处在的一定距离之内设置过渡段，以减小冲击。,2过渡段的结构形式和长度,每过渡段的结构形式。(客运200暂规)规定路桥过渡段的两种形式：正梯形和倒梯形。通 过总结秦沈客运专线的经验，?客货200暂规?规定采用正梯形，如图3-8。,该过渡方式结构简单。根据理论分析，该过渡方式可使轨道根底的动态不平顺减小到lmm以内，动力不平顺坡度降低到0.01以下。,过渡段长度,过渡段长度的计算公式 L=2(H-h)+A,式中 L-过渡段长度，m；H-路堤高度，m；h-基床表层厚度，m；,A-常数，可取35m。,根据秦沈线试验的结果，动应力、动位移及加速度的极大值，均出现在设计范围内。因此，所规定的长度是适宜的。,在广深线有局部台后填土采用级配良好的砾石，并参加3的水泥。广州局认为效果良好，可参考使用。,4、既有线路基改造,既有线提速改造的路基技术和处理措施与新建线路不同,1路基横断面：路基应设计为三角形，由中心线