br
/>等平面标准,
坡度值和竖曲线等线路纵断面,以及
列车风对线路的特定要求等。
2,
最小曲线半径:是高速线路设计主要标准之一,它与
铁路运输模式,速度目标值,旅客乘坐舒适度和列车运行平稳度等有关,我国高铁运输组织模式为
本线与
跨线旅客列车共线运行的客运专线模式。最小曲线半径选用因素:a,高速列车设计最高速度Vmax,实设超高与欠超高之和[h+hq]等因素;b,高速列车最高运行速度vG,跨线旅的客列车正常运行速度vD,欠超高与过超高之和的允许值[hq+hg]等因素。
3,
对圆曲线半径最大半径限制的原因:当曲线半径大到一定程度后,正失值将很小,测设和检测精度均难于保证极小的正失值的准确性,可能反而成为轨道不平顺的因素。
我国客运准线铁路最大曲线半径一般不宜大于
12 000m,个别不大于14
000m。
4,
缓和曲线:是指直线与圆曲线之间的一段变曲率,变超高线段。
作用:是在缓和曲线范围内完成曲率半径由直线上的无限大逐渐变化到圆曲线的曲率半径,曲线外股钢轨高度从直线上左右股钢轨水平一致逐渐变化到圆曲线时达到外轨超高值。
我国客运准线铁路采用
三次抛物线形。
确定缓和曲线:a,车辆脱轨
;b,为被平衡横向离心加速度时变率;c,车体倾斜角速度。
线规规定:为防止车辆脱轨的最大超高顺坡率不大于
2%o。
5,
夹直线:两相邻曲线间的直线段。我国客运专线铁路夹直线及圆曲线最小长度按
0.8Vmax计算。困难条件下按0.6Vmax计算,Vmax按原起速度目标值350km/h计。
6,建筑界限:我国高铁建筑界限的基本尺寸取
最大高度7.25m,
最大宽度4.6m。
7,
线间距:相邻两股道线路中心线之间最短距离。我国客运专线铁规规定区间及站内正线线间距按
5.0m和4.8m选用,曲线段不应加宽。
7,我国高铁站台安全距离标准建议取
2.0m,轨侧铁路员工安全退避距离取
3.0m。
8,最大坡度:线规规定一般条件下不应大于
20%o,困难不应大于30%o,动车组走行线最大坡度不应大于35%o。
9,坡段长度:一个坡段两端
变坡点(坡度变化点)间的水平距离。
最小坡段长度的确定:a,两竖曲线不重叠且两竖曲线间有一定加坡段长度;b,尽可能节约工程投资。
最小坡段长度不应小于
900m,困难条件下不应小于600m,不得连续采用
“N”形短坡段,相邻大坡段宜避免采用
“V”形纵断面。
最大坡段长度:最大坡度12%o时,对最大坡段长度暂不限制;最大坡度15%o时,最大坡段长度不宜大于9km;最大坡度20%o时,最大坡段长度不宜大于5km。
10,竖曲线半径的大小可从
竖向离心力和
竖向离心加速度考虑。
为保证列车运行安全的最小竖曲线半径:设计目标速度250km/h为5200没;300km/时7400m,350km/h时9900m;高铁竖向离心加速度
0.4m/s2较为合适,考虑舒适度最小曲线半径:设计目标速度值250km/h时为12060m,300km/h时为17370m,350km/h时为23640m。
最大竖曲线半径一般不大于40
000m。
11,竖曲线与缓和曲线重叠的影响:a,增加线路测设工作量;b,对行车安全度和乘坐舒适度产生影响;c,增加养护维修工作的难度。

第三章:高速铁路路基
1,路基的荷载:作用在路基面上的应力,一部分是线路上部结构的重量作用在路基面上的应力,即
静荷载;另一部分是列车行驶时轮载力通过上部结构传递到路基面上的动应力,即
动荷载。
2,轮重组成:a,
机车车辆静轴重;2,机车车辆与轨道的相互作用产生的
附加作用力。
确定路基设计动应力幅值的方法:一种是在高速条件下进行动力实测,另一种是运用计算机模拟计算。
3,路基面上的动应力沿线路纵向分布,车轮正下方路基面动应力最大值和最大值与沿线路向扩散距离L之比成线性关系,L处衰减为0。
动应力沿深度衰减:列车荷载以动力波的形式通过道床传递到面,再向深层传播,在动力波传播过程中因为土要吸收能量发生阻尼作用,所以要消耗能量
4,路基基床:一般将受动应力影响较大的那一部分路基叫路基基床,我国高铁路及
基床厚度为
3.0m。是按动静应力比
1:5确定基床厚度的标准。
5,路基面宽度:我国设计速度为350km/h的高速铁路
线间距根据采用机车车辆类型,运行速度等因素确定为
5.0m。高速铁路路基面形状为
三角形,并设有由路基面中心向两侧成
4%的横向排水坡。
6,路肩宽度决定因素:a,路基稳定的需要,特别是浸水以后路堤边坡的稳定性;b,满足养护维修的需要;c,保证行人的安全,符合安全退避距离的要求;d,为路堤压密与道床边坡坍塌落留有余地。我国高铁
路肩宽度提出路基两侧均为
1.4m(双线)和1.5m(单线)的标准。
7,基床的作用:a,基床有足够的强度;b,基床有足够的刚度;c,基床具有良好的排水性;d,在可能发生冻害的地区,基床还有防冻等特殊作用。
8,基床结构:我国高铁有砟轨道基床表层厚度为0.7m,底层厚度为2.3m,总厚度3.0m。基床表层厚度由5-10cm厚的沥青混凝土和65-60cm厚的级配碎石组成。无砟轨道路基表层厚度与混凝土支承层或混凝土底座的总厚度不小于0.7m,底层厚度为2.3m。混凝土支承层或混凝土底座以外的路基面应设防排水层。
9,
基床表层的作用:a,增加线路强度,使路基更加坚固,稳定,并具有一定刚度,是列车通过时的弹性变形控制在一定范围内;b,扩散作用到基床底层顶面上的动应力,使其不超过基床底层填料的临界动应力;c,防止道砟压入基床及基床土进入道砟层;d,防止雨水进入基床是基床土软化,发生翻浆冒泥等基床病害,并保证基床肩部表面不被雨水冲刷;e,防冻等。
10,基床表层厚度计算方法:a,
动强度控制法(主要内容:确定作用于路基表面上的设计动应力幅值大小;确定路基基床底层填料的临界动应力。);b,
弹性变形控制法。
11,基床表层填料:级配砂砾石,级配碎石,级配矿物颗粒材料和各种结合料得稳定土。
12,基床表层和底层的压实标准:地基系数K30,动态变形模量Evd,孔隙率n三项指标。
13,
路堤填料的要求:a,稳定性吧;b,密实完成时间少;c,力学特性稳定性;的,外界环境下耐久性好。
14,
路堤建成后发生的变形,沉降主要有:a,路堤在列车荷载作用下发生的变形;b,路堤本体在自重作用下的压密沉降;c,支承路基的地基压密沉降。
路基工后沉降量符合规定:a,有轧轨道路基工后沉降量不应大于
5cm,沉降速率应小于
2cm∕年。桥台台尾过渡段路基工后沉降量不应大于
3cm。b,无砟轨道地段路基在无砟轨道铺设完成后的工后沉降应满足扣件调整和线路竖曲线圆顺的要求。工后沉降一般不应超过扣件允许的沉降调高量
15mm;路桥或路隧交界处的差异沉降不应大于5mm,过渡段沉降造成的路基与桥梁隧道的转折角不应大于1/1000。
15,
铁路路基与桥梁之间设置过渡段的原因:与桥梁连接处的路堤一直是铁路路基的一个薄弱环节,由于路基与桥梁钢度差别很大,一方面引起轨道刚度的变化,另一方面,路基与桥台的沉降也不一致,在桥台与路基过渡点附近极易产生沉降差,导致规面发生弯折。
过渡段的处理方法:a,在过度段较软一侧,增大路基基床的竖向刚度,减少路基结构的沉降(1,加筋土路堤法;2,碎石填料填筑法;3,过渡搭板法)b,在过度段较软一侧,增大轨道的竖向刚度(1,通过调整轨枕的长度和间距;2,通过增大规排的的抗弯模量;3,通过增加道床厚度)c,在过渡段较硬一侧,通过设置轨下,枕下,砟底橡胶垫块来减小轨道的竖向刚度。
铁规规定路堤与桥台连接处应设置过渡段,可采用
沿线路纵向倒梯形级配碎石过渡段或
二次过渡形式。

第四章:高速铁路轨道
1,
高速铁路对轨道的基本要求:一、高平顺性;二、高可靠性(保持轨道高平顺性,维持线路正常运营能力)、长寿命(轨道结构有较长的维修和大修周期);三、高稳定性采用跨区间无缝线路是提高轨道结构连续性、均匀性的重大举措)。
2、
高铁轨道的高平顺性的体现:a,钢轨的原始平直度公差要小;b,焊缝的几何尺寸公要小;c,岔道区不能有接头轨缝,有害空间等不平顺;d,高低、轨向、水平、扭曲和轨矩偏差等局部孤立存在的不平顺幅值要小;e,敏感波长和周期性不平顺的幅值要小;f,轨道不平顺各种波长的功率谱密度值都要小。
3、
高铁荷载:垂直荷载、横向水平荷载(横向力Q和轨道横向位移阻力S)、纵向荷载(a,列车制动力和启动力b、钢轨承受的温度力)、冲击力(脉冲型、谐波型和动力型)和震动荷载(频率在50-200Hz之间)。
4,、钢轨在技术上要求能保证足够的强度、韧性、耐磨性、稳定性和平顺性,在经济上要保证合理的大修周期,减少养护维修工作量。
5,
钢轨重量:轨道计算结果表明钢轨越重,轨道各部分的动挠度和振动加速度就越小;轨轮冲击计算角度分析钢轨越重冲击力越大;钢轨纵向力分析在列车荷载作用下,重型钢轨的动弯应力较小,有较多的强度储备来承受纵向力。
钢轨断面的选择:主要考虑钢轨的刚度、稳定性、耐磨性和轮轨关系。
6,高铁钢轨出现的质量问题主要形式是由于钢轨内部夹杂、缺陷所引起的疲劳损伤。提高钢材材质的纯净度是减少钢轨疲劳折损、提高钢轨的可靠性、延长期使用寿命的有效途径。
7、
轨枕:我国高铁因采用
跨区间无缝线路,轨枕间距按
60cm等间距均匀布置,可有效降低
高频冲击力。轨枕采用
混凝土轨枕,每千米铺设
1667根,道岔应铺设混凝土岔枕。
8,
扣件要求:a、具有足够的扣压力确保线路的纵、横向稳定;b、弹性好,保证良好的减震、降噪性能;c、扣压力保持能力好,降低日常维修工作量;d、绝缘性能好,提高轨道电路工作的可靠性,延长轨道电路长度,降低轨道电路投资。
弹条Ⅲ型扣件:是为高速重载而研制的无螺栓式扣件,该扣件零件少,装卸方便,养护工作量小,由于扣件无螺栓故无须进行涂油作业,这些性能很适合高速行车和大型养路机械作业。
9、道床(散粒体道床):a、采用
特级碎石道砟,并符合有关技术条件的要求;b、正线单线道
床顶面宽度3.6m,
道床厚度35m,
道床边坡1:1.75,
砟肩堆高15cm,双线道床顶面宽度应分别按单线设计;c、铺设
Ⅲ型混凝土枕地段道床顶面与轨枕中部顶面平齐,岔枕等其他轨枕地段的道床顶面应低于轨枕承轨面3cm;d,桥上道床标准应与路基地段相同,砟肩至墙间以道砟填平,并采用弹性轨枕或铺设砟下弹性垫层;e,隧道内道床厚度应按与道床外道床厚度相同设计;f、线路开通前,道床密实度不得小于1.75g/cm3,支承刚度不得小于120KN/mm,纵向阻力不得小于14KN/枕,横向阻力不得小于12KN/枕;g、轨道电路道床电阻不应小于
2Ω;km。
10、日本“梯子形”轨道特点:a、低振动、低噪声;b、变传统横向轨枕支承钢轨的方式为纵向支承;c、轨道自重轻,约为有轧轨道的1/4;d、轨道高度的调整除利用扣件的调整量外,减振支承装置也有一定的调高功能。
11、
道岔:是机车车辆从一股轨道转入或另一轨道的线路设备,是铁路轨道的重要组成部分,道岔是线路上的薄弱环节,是影响列车行车速度和安全的关键之一。
分类:一类是适用于只想高速行车的道岔,另一类是直向和侧向都能通过高速列车的大号码道岔。
12、跨区间无缝线路:轨条长度跨区间,且车站正线采用无缝道岔的线路。
无缝线路:区间长轨条与道岔之间不直接焊接或胶接,而是通过缓冲轨或钢轨伸缩调节器与道岔相连。
13、
长钢轨轨道铺设方式:
单根轨枕铺设法和
长轨排铺法。
14、道床状态评估参数:a、
道床密度b、
道床纵、横向阻力;c
、轨枕支承刚度。

第五章:高速铁路桥梁
1、
高铁桥梁设计遵循原则:a、采用双线整孔桥梁,主梁整孔制造或分片制造整体连接;b、除小跨度桥梁外,大都采用双线单室箱形截面;c、增大梁高,高跨比一般在1/9-1/12之间;d、尽量选用刚度大的结构体系(简支梁、连续梁、连续钢构、斜拉桥、拱及组合结构)e、桥梁跨度不宜过大。
2、高铁桥梁按用途分类:高架桥、谷架桥、一般桥梁。
3、
高铁桥梁特点:a、所占比例大,高架长桥多;b以中小跨度为主;c、刚度大、整体性好;d、限制纵向力作用下结构产生的位移,避免桥上无缝线路钢轨的受力出现过大的附加应力;e、重视改善结构耐久性。便于检查、维修;f、桥梁上部结构多采用混凝土材料;g、强调结构与环境的协调。
4、
ZK标准活载:经过比较分析,0.8UIC作为高铁桥梁设计活载,其静、动载效应均大于跨线旅客列车和高速列车的静、动载效应,并有一定余量,且设计活载与实际运营活载间的余量和既有铁路设计活载(中---活载)与实际运营活载间的余量相当,其作用与结构上的内力变化与实际运营活载内力变化规律协调,还有利于向国际标准靠拢,加强国际间的交流。此外,0.8UIC较UIC荷载可节省材料用量约10%。因此我国采用0.8UIC作为我国高铁桥梁设计活载。
5、我国高铁线路线间距5.0m,车辆限界宽:3.4m、建筑界限宽度
4.88m。桥面布置:有砟轨道轨下枕底道砟厚度不应小于0.35m,双线桥面道砟槽宽9.40m线间距5.0m线路中心至挡砟墙净距2.2m,维修作业通道宽应不小于0.8m栏杆高不应小于1.0m,有砟防水面保护层厚度不应小于6.0cm,桥面横向应采用双侧排水坡,坡度不小于2%,箱型梁内净空高度不宜小于1.6m
6、大跨度混凝土桥:刚度大、噪音小、成本低、维修养护方便。大跨度钢桥:跨越能力大、材质离散性小、加工精度高、施工建造方便。

第六章:高速铁路隧道
1、
空气动力学效应:当列车进入隧道时,原来占据空间的空气被排开。空气的黏性以及隧道壁面和列车表面的摩阻作用使得被排开的空气不能像隧道外那样及时。顺畅的沿列车两侧和上不形成绕流。于是列车前方的空气受到压缩,列车后方则形成一定的负压。这就产生一个压力波动过程,这种压力波动又以声速传播至隧道口,形成反射波———Mach波,回传,叠加,诱发对运营产生一系列负面影响的空气动力学效应。
主要是:a、由于瞬变应力,造成旅客不适,并对铁路员工和车辆产生危害;b、高速列车进入隧道时,会在隧道口产生微压波,引起爆破声噪声并危及洞口建筑物;c、行车阻力增大,引起列车动力和能耗的特殊要求;d、列车风加剧,影响在隧道中待避的作业人员;e、其他,如隧道内热量的聚集,空气动力学噪声等。
2、空气动力学受影响因素:a、机车车辆方面b、隧道方面;c、其他方面。
3、压力瞬变程度主要影响因素:a、隧道断面阻塞比b、车速;c、隧道长度(压力波动的程度并不随隧道长度的减小而缓解,);d、车辆密封性e、辅助坑道的影响f、列车交会的影响。
4、
微压波:至列车进入隧道时产生的压缩波在另一端是释放时产生的爆破噪声现象。
微压波的影响因素有:列车进入隧道的速度、列车头部形状、列车头部细长比、隧道的阻塞比、隧道长度、隧道内部条件和隧道出口地形。微压波的波形是一个中央具有峰值、成山形的压力脉冲。
微压波最大值与距出口距离r成正比。当采用碎石道床时,当长度在
1km以下时,隧道长度对微压波的影响不明显。当隧道较长时随时到床将能很有效的降低隧道口的微压波效果。列车速度为
200km/h时,距隧道出口
20m处的微压波最大值约为
35pa。在较长隧道中微压波最大值与壁面状态有很大关系。
5、当车速超过
200km/h时,
空气阻力成为行车总阻力的主要成组分。
6、小断面方式主要通过
提高车辆的密封程度和
修建洞口缓冲结构来消减瞬变压力和洞口微压波。
7、我国线规规定单线隧道轨顶面以上净空横断面面积
不应小于70m2;双线隧道轨顶面以上净空横断面面积
不应小于100m2,限速地段当检算行车速度小于
300km/h时,可按相应的速度目标值和有关标准选择隧道净空横断面面积。
8、
安全空间:隧道内安全空间应在距线路中心线
3.0m以外,单线隧道在救援通道
一侧设置,多线隧道在两侧设置。安全空间的尺寸高度不应小于
2.2m,宽度不小于
0.8m。安全空间的地面高程不应低于内轨顶面,地面与接触网设备的带电部分的距离不小于
3.95m,安全空间地面应平整,地面可设
置3%o的横向排水坡。
9、
救援通道:救援通道应设在安全空间的一侧,并距线路中心线不应小于
2.3m,就能通道行走面不应低于轨面高程,地表平面平整,宽度不宜小于
1.5m净高不应小于
2.2m。
10工程技术作业空间宽度宜为
0.30m。
11、隧道衬砌:要求地板厚度不应小于
30cm,并配置双层钢筋,混凝土强度等级不低于
C30,衬砌混凝土强度等级不低于
C25,仰拱填充混凝土强度等级不应低于
C20.隧道防水板厚度不得小于
1.5mm。
12、高铁隧道采用
单洞双线断面为宜。
13、为降低微压波影响,在列车进洞速度超过
160km/h时采取措施:一、扩大隧道横断面到一定的程度;二、在隧道入口处设置相应的缓冲段。
入口缓冲段形式:a、断面积不变,具有一定长度的缓冲段;b、断面积扩大,具有一定长度及侧面开口的缓冲段,主要是洞口地形、洞内设施安装条件等而定。
洞口缓冲段主要形式:a、无侧面开口或开槽的扩大断面型;b、右侧面开口或开槽的扩大断面型;c、喇叭形。
设置缓冲结构考虑因素:列车类型及长度;b、隧道长度及横断面净空面积;c、隧道内轨道类型;d、隧道洞口附近地形和洞口附近情况。
14、
针对隧道空气动力学特性采取的措施:a、增大隧道净空面积,该措施对空气动力学效应有整体减缓作用;b、改善洞口形状,设置洞口缓冲结构,在隧道内和出口处增设其他主、被动型减缓微压波的设施或结构,以减少微压波的冲击;c、洞内设施尽量隐蔽设置,使隧道表面平整光滑,减少列车运行时产生的阻力对设施的破坏;d、在动内设置减压通风竖井、斜井和横洞;e、改善轨道结构,提高洞内列车运行的稳定性和舒适度;f、使高速列车具有良好的空气动力学特性的形状。
