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    客运专线线路设计暂规概述(二)


    2005-04-14


    4.宽大、独行的线路空间

        列车沿地面高速运行时,将带动列车周围的空气随之运动,形成一种特定的非定常流场,称为“列车绕流”,俗称“列车风”。这种列车风形成的列车气动力将威胁沿线工作人员和站台旅客的安全,对沿线建筑物也有破坏作用。列车风卷起的杂物也可能危及行车安全。相邻线路两列车相向高速运行交会时,产生的空气压力冲击波易震碎车窗玻璃,使旅客耳朵感到不适,甚至影响列车运行的平稳性。所以高速铁路要求有一个宽大的行车空间,即增大两线间的距离和加宽站台上旅客的安全退避距离。在有高速列车通过的车站站台上,除加宽临近站台的安全退避距离外,还需在安全线上设置手扶安全护栏,留出可供旅客上下车的活门。

        此外,由于高速列车动能和惯性力很大,一旦与其他物体发生碰撞,其后果不堪设想。故高速线路要求一个独行的空间,即采用全封闭形式,沿线路两侧设全长护栏。同时,在高速铁路与道路或既有铁路相交时,一律采用立体交叉。这样可避免列车在平交道口与汽车等物体相撞的可能,也避免出现列车频繁加减速的可能。

    5.高标准的环境保护

        高速铁路作为重要的现代化交通运输工具,必须强调重视现代化的文明,各种设施应与周围环境协调,重视环境保护。如桥梁的造型设计,要注重结构外观和色彩。法国高速铁路的桥梁造型设计甚至要请建筑师和环保师参与或请他们审查。

    防止噪声污染是环境保护的一项重要内容,当列车速度超过250kmh后,气动噪声的声功率强度与列车速度的6~8次方成正比增长。因此,建设高速铁路时,应重视降低噪声的措施。法国规定,高速铁路通过地区,若原来噪声低于65dB,则需保持原噪声水平,若原来噪声大于65dB,则需控制在70dB以内。因此,沿线通过居民区,甚至通过公园附近,均设有隔音墙、明洞或隔音土堆。

    此外,还应重视减少列车振动以及防止电磁干扰等措施。

    6.开通运营之日,列车即以设计速度运行

        目前世界上所建成的高速铁路,除日本东海道新干线外,其后修建的所有高速铁路,均在通车之日列车即按设计最高速度运营。东海道新干线因是第一条高速铁路,没有修建经验,开通运营第一年因路基问题列车未能达到设计速度目标值,经过一年多的整修后,最高运营速度才达到210km/h。法国高速铁路在铺轨完成后,一般经过5~6个月的调试后验交,列车即以最高速度运行。

        我国以往新建铁路通车一年后还不一定能达到设计速度。这对于高速铁路来说是绝不允许的。因为,由于线路初始状态达不到设计标准而限速运行,列车虽以低速通过这些不合格地段,线路将产生  “记忆”性病害或不平顺,其后果将是花数倍的物力去整修才可能达到高速运行的目标。这正是高速铁路与普速铁路在工程验交时的重要差别。

    7.运营中,实行科学的轨道管理及严密的防灾安全监控

        高平顺的轨道在列车荷载的不断作用下,是会发生变形和位移的。当轨道及其各部件的变形、位移量值或其变形、位移发展的速度超过一定限值时,将失去轨道的高平顺性,从而恶化轮轨间的相互作用,影响列车运行的舒适性、安全性。因此,对运营中的高速线路要实行严格的轨道状态检测和科学的轨道管理制度,及时掌握铁路运营过程中轨道不平顺的量值及其发展速度,并予以校正,使其恢复到小残变或初始高叫引顷状态,以保证高速列车运行的安全、平稳、舒适。

        安全对于任何交通工具都是第一位的技术条件,对于高速铁路来说就更为重要。因此,高速铁路除了保证设备本身安全要求外,对于一些超出设备本身安全限度范围的灾害,如自然灾害——暴雨、强风、地震等,突发性灾害——坍方落石、异物侵入限界等,以及设备的运用状态、故障等要实时监测,并根据这些监测信息,对列车的运行进行严格的管理,如限速、停车等。

        综上所述,高速线路的外表结构形式与普速铁路差别不大,但是组成高速线路的每一个分部所采用的技术及其条件,以及各分部的接合,却大大有别于普速线路。自开通运营之日起就能适应高速列车不间断地、高密度运行的线路,其每一个组成部分都是依托在高新技术的应用与开发上的。

    三、客运专线线路的关键技术与标准

    1.线形变化平缓的线路平纵断面

        轨道的高平顺性首先要求赖以存在的空间线路曲线尽可能的平滑,即线路平纵断面的变化尽可能平缓。因为,无论是平面曲线还是立面曲线,曲率变化快的地段,轮轨间的相互作用力都会增加,线形也难于保持,往往是产生轨道不平顺的处所;同时,列车在曲线上运行,产生的离心加速度与列车速度的平方成正比,该值影n向列车运行的舒适、平稳和安全。因此,行车速度越高,平面曲线和竖曲线的半径增,幅越大。此外,列车通过缓和曲线时产生的超高时变率和欠超高时变率,也随列车速度成正比增加,影响乘车的舒适性。因此,直线与曲线间过渡的缓和曲线要有足够的长度,使线形过渡平缓,以保证列车运行平稳和旅客乘坐的舒适。同时,夹直线和圆曲线以及纵断面坡段也要有足够的长度,以免列车通过平面直缓、缓圆、圆缓、缓直以及纵断面坡圆、圆坡各变化点产生的冲击振动发生叠加,影响列车运行的平稳和舒适。世界上高速铁路线路的平纵断面标准见表4

    (1)大幅度捉高线路平面最小圆曲线半径标准

        1)最小圆曲线半径计算公式

        对客运专线而言,最小圆曲线半径决定于两种情况:一是在速差较小时,满足最高行车速度的要求;二是在速差较大时,满足一定速差的列车共线运行的要求,并取两者中之大值。

        满足最高行车速度要求的最小圆曲线半径,主要决定于最高行车速度以及超高与欠超高之和的允许值:

          Rmin=    (1)

    满足一定速差的列车共线运行的最小圆曲线半径,主要决定于最高、最低行车速度以及欠、过超高之和的允许值:

    Rmin=    2

    上述两式中  Vmax---列车最高运行速度,kmh

    Vz---列车最低运行速度,kmh

    [h+hq]----实设超高与欠超高之和的允许值,mm

    [hq+hg]---欠、过超高之和的允许值,mm

        [h][hq][ hg]---分别为最大超高、最大欠超高和最大过超高允许值,mm

        2)曲线参数允许值

        ①最大超高允许值Ih]

        [h]决定于列车在曲线上停车时的旅客乘坐舒适度要求。我国铁道科学研究院1980年的试验研究表明,当列车停在超高为200mm的曲线上时,部分旅客感到站立不稳,行走困难且有头晕感觉。日本新干线最大超高用到155180mm(东海道新干线提速到270280km/h后用到200mm,实属不得已)。法国TGV线最大超高亦为180mm。故我国客运专线曲线最大超高的允许值取用180mm



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