[转帖] 京津城际客运专线线路设计主要技术条件的探讨

Hercules

最近“京津城际客运专线”比较引人注目，特转贴一篇文章，以供大家讨论和分享。

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[这个贴子最后由Hercules在 2005/03/09 04:55pm 第 1 次编辑]

京津城际客运专线线路设计主要技术条件的探讨
（铁道标准设计，2003年，12月，第15页）
卢茂胜
（铁道第三勘察设计院线路处　天津　300142）
摘　要：针对京津城际客运专线的特点，参考国内外资料，提出对线路平面和纵断面设计主要技术条件的见解。
关键词：京津城际客运专线； 线路设计； 技术条件
中图分类号：U21213 　　文献标识码：B 　　文章编号：1004－2954 （2003） 12－0015－02
京津城际客运专线是连接北京市和天津市延伸至塘沽的一条高速客运通道，自北京南站东端南侧引出，经北京市的亦庄开发区、永乐开发区，天津市的武清区，沿既有京山铁路引入天津枢纽，进天津站，出天津市后，沿京山铁路至塘沽市民广场。本文针对京津城际客运专线的特点，参照国内外研究资料对线路平面、纵断面设计主要技术条件提出一些见解。
1 　平面设计主要技术条件
1. 1 　最小曲线半径
最小半径的确定与线路的运输模式、速度目标值、舒适度标准及曲线实设超高密切相关。
（1） 运输模式的确定
京津城际客运专线所连接的北京市和天津市是我国重要的经济中心，旅游资源丰富。两地不同的经济结构有很大的互补性。随着京津经济一体化的逐步实现，人员往来频繁，异地就业、异地居住将普遍增加。根据客运量分析预测结果及既有铁路网的情况，确定的运输组织模式是采用纯高速的运营方式。
（2） 速度目标值的选择
法国TGV 高速列车最高运行速度达到300 km/ h，最高试验速度达到515.3 km/ h ；我国在秦沈客运专线上的最高试验速度达到321.5 km/ h。我国发展高速铁路应根据国外近年来已投入运营列车的技术参数（表1） ，结合京津城际客运专线的特点，速度目标值的选择不宜太低，建议运营速度采用300 km/ h。
[UploadFile=jjcjkyzxxisj_t01_1110357435.gif]
（3） 最小曲线半径的确定原则
平面最小曲线半径是铁路线路平面设计的重要指标之一。在确定高速铁路最小曲线半径标准时，不仅要满足行车安全、旅客乘坐平稳舒适，还要考虑技术经济合理和减少线路维修养护工作量的要求。这要考虑列车最高运行速度Vmax和超高的设置。
根据京沪高速铁路多年的研究结果得出，单一高速线的最小曲线半径由以下公式确定
[UploadFile=jjcjkyzxxisj_e01_1110357553.gif]
式中　h ——实设超高允许值；
h_q ——欠超高允许值。
根据日本、德国和法国选用的标准和京沪高速铁路的研究结果，本线最大实设超高取值同京沪高速值，即180 mm ，欠超高允许值采用标准见表2。
[UploadFile=jjcjkyzxxisj_t02_1110357674.gif]
根据以上选择的数据求得：一般情况最小曲线半径为4 827 m ，困难情况下最小曲线半径为4 084 m ，个别情况最小曲线半径为3 662 m。因此，最小曲线半径一般地段为5 000 m ，困难地段为4 100 m。进出北京枢纽和天津枢纽限速地段根据行车速度检算。

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1. 2 　缓和曲线的线形和长度
（1） 缓和曲线的线形
各国在选用缓和曲线的线形时有不同的见解，日本采用半波长正弦形；德国选用三次抛物线形；英国和法国采用三次抛物线改善形。在京沪高速铁路平面技术标准的研究中明确采用三次抛物线形或其改善形，在秦沈客运专线设计中亦选用三次抛物线型，能够满足旅客舒适度和安全的要求，本线选用三次抛物线形。
（2） 缓和曲线的长度
缓和曲线的长度通常有以下3 个条件确定，以保证行车安全和旅客的舒适度。
①车辆脱轨安全性　车辆运行在缓和曲线上，为保证安全要限制缓和曲线的最大值，但国内外资料显示，对高速铁路该项指标不制约缓和曲线长度的选取。
②未被平衡横向加速度时变率β_未（欠超高时变率） 　由欠超高时变率要求的缓和曲线长为
[UploadFile=jjcjkyzxxisj_e02_1110357921.gif]
根据铁科院研究的成果：一般条件下β_未= 22.5mm ，个别情况下β_未= 37.5 mm。
③车体倾斜角速度ω（超高时变率） 　由超高时变率要求的缓和曲线长为
[UploadFile=jjcjkyzxxisj_e03_1110358008.gif]
根据铁科院研究的成果：一般条件下f = 25 mm ，个别情况下f = 31 mm。
由以上3 个条件确定的缓和曲线长度见表3。
[UploadFile=jjcjkyzxxisj_t03_1110358114.gif]
1. 3 　线间距
高速铁路最小线间距（以下简称线间距） 的确定主要根据车体宽度和两线列车相向运行时内侧之间的最小距离确定。我国高速列车（中华之星） 还在试运营阶段，目前对该车的运营数据还在研究中，本文参照日、法、德国高速铁路线间距提出参考性建议，见表4。
[UploadFile=jjcjkyzxxisj_t04_1110358207.gif]
从表4 可以看出，运营速度为270 km/ h 及以上的高速铁路的线间距在4.2～4.7 m ，两线高速列车间最小距离在0.92～1.63 m ，差异较大。这与机车车辆外型和车窗玻璃的允许压力有关，线间距大对机车车辆制造的要求较低，但土建工程投资增加。反之，线间距小对机车车辆制造的要求高，土建工程投资减少。我国现行研制的“中华之星”列车坐席为3 + 2 形式，车辆宽度为3 300 mm。根据本线运输能力的分析可采用列车坐席为2 + 2 形式的车体，但目前我国没有生产出该型车体，只能参考国外车辆宽度（各国该型车辆宽度为2 900 mm 左右） 。根据各国的经验和我国的实际情况，京津城际客运专线在采用2 + 2 形式的车体时需要的线间距建议采用4.5 m。

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2 　纵断面设计主要技术条件
2. 1 　最大坡度的选择
新建客运高速铁路的坡度选择与高速列车的性能密切相关，高速列车无论是采用动力分散型还是动力集中型，线路最大坡度的选择都是根据机车功率，列车编组辆数，同时考虑经济合理，要结合线路所经地区的地形比选确定。由于高速列车采用大功率、轻型动车组，牵引和制动性能优良，适应大坡度运行。各国由于采用的运输组织模式和地形条件不同，采用的最大坡度也不一样：以法国和日本为代表的全高速模式的高速铁路的最大坡度分别为25 ‰～35 ‰和15 ‰～20 ‰；我国在京沪高速铁路的纵坡选择时主要考虑中高速混跑等诸多因素选择最大坡度为12 ‰，个别困难地段选用20 ‰。而京津城际客运专线运输模式为全高速模式，在最大纵坡选择上，考虑两个因素：首先，京津为我国的两大直辖市，地处华北平原，该地区经济发达，铁路、公路、城市轨道交通、河流纵横交错，高架线路、立交工程、跨越河流等对高程有所要求，要合理选择最大纵坡，以减少工程投资；其次，结合我国高速列车的性能确定最大坡度。
综合以上分析，考虑我国的实际情况，京津城际客运专线的最大纵坡选择20 ‰。
2. 2 　相邻坡段坡度最大代数差值
相邻坡段坡度最大代数差值的选择，主要考虑保证运行列车不断钩，但这项指标主要受货物列车运行条件限制。根据国外资料和京沪高速铁路的研究成果，相邻坡段坡度最大代数差值不作规定。
2. 3 　最小坡段长度
从列车运行平稳的角度出发，设计坡度应采用较长的坡度，在《京沪高速铁路设计暂行规定》（上册） 中对最小坡段长进行了分析。当相邻两变坡点的坡度代数差为48 ‰时，最小坡段长为900 m；当相邻两变坡点的坡度代数差为24 ‰时，最小坡段长为600 m。可以看出，最小坡段长与相邻两变坡点的坡度代数差和两竖曲线夹坡段长度有关。京津城际客运专线取最大坡度时，相邻两变坡点的坡度代数差为40 ‰，需要最小坡段长为800 m。在京沪高速铁路天津至济南段，由于采用控制的最小坡段长900 m ，该段纵断面相邻两变坡点的坡度代数差有一处为24 ‰，一处为18.5 ‰，一处为16.5 ‰，其他均在15 ‰以下，这样纵断面的标准较高，对工程造成浪费。考虑到工程的经济合理性，又要考虑列车运行的平稳性，在线路的控制地段应根据实际情况计算需要的坡段长，应不小于600 m，不受控制地段可采用不小于800 m的坡段。

wheremylove

原来看过一篇帖子，京津城际的最小半径7000米，困难是不少于5500米。

hakutaka

关于座席论述十分恶心，又忘了中国的基本国情了。还想搞法国那套2米9……不数数差了多少人！

Hercules

不就是为了省点钱吗……

苏鲁之星

圆曲线半径缓和曲线长度
推荐长度最小长度个别最小长度
14000280250150
12000330270190
11000370300220
10000430350270
9000490400320
8000570470380
7000670540430
（5）夹直线和圆曲线长度
两相邻曲线间夹直线和两缓和曲线间圆曲线的长度一般地段应为280m，困难地段应为210m。
2、纵断面设计
（1）区间正线最大坡度不大于12‰（推荐坡度方案）。最大坡度可不考虑平面曲线阻力和隧道阻力的坡度折减。
（2）设计坡段尽可能采用长坡段，以增加行车平顺性及舒适度。最小坡段长度不宜小于900m，困难条件下不应小于600m，且不得连续使用。
（3）相邻坡段的坡度代数差可不受限制，当相邻坡段的坡度代数差大于或等于1‰时，区间正线采用圆曲线型竖曲线连接，最小竖曲线半径为25000m，推荐采用30000～35000m。竖曲线与竖曲线、缓和曲线、道岔不得重叠设置。
（4）设计坡段长度除满足最小坡段长度要求外，还应保证两竖曲线间的夹坡段长度一般不小于280m，困难条件下不应小于140m。