相对普通铁路，高速铁路对线路平面设计标准有哪些特殊要求

高速铁路线路平纵断面的主要技术标准一、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，该值影响列车运行的舒适、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1。1.大幅度提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京沪高速铁路而言，最小圆曲线半径不仅要满足350km/h行车的要求，而且要满足高、中速共线运行300/160km/h要求。满足350km/h行车要求的最小圆曲线半径，主要决定于超高与欠超高之和的允许值：注：西班牙正在修建马德里〜巴塞罗那高速铁路，全长796km，最高速度350km/h，最小曲线半径6615m，最大坡度25%。，最小竖曲线半径25000m，计划200+年全线贯通满足300/160km/h高中速共线运行的最小圆曲线半径，主要决定于欠、过超高之和的允许值： (2)上述两式中Vmax—高速列车最高运行速度，km/h; Vz一中速列车运行速度，km/h;[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]一分别为最大超高、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[h][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155〜180mm(东海道新干线提速到270〜280km/h后用到200mm，实属不得已）。法国TGV线最大超高亦为180mm。故京沪高速铁路最大超高的允许值取用180mm。②最大欠超高允许值[hq]在高速铁路上[hq]主要取决于旅客乘坐舒适度要求。根据我国铁科院于1979年在京广线和1980年在滨州线的旅客乘坐舒适度试验，以及1993年在铁科院环行铁道进行的广深准高速客车运行试验和广深线开通后进行的旅客乘坐舒适性试验结果，提出京沪高速铁路欠超高允许值[hq]采用表2所示值。③最大过超高允许值[hg]在既有客货混运干线上[hg]远小于[hq]，主要是考虑货物列车的轴重及通过总重大于旅客列车的，货车车辆转向架的垂向及横向刚度也大于客车车辆的，因而对曲线钢轨的磨耗及线路的破坏作用较大。为使内外轨磨耗均匀和线路稳定，较严格的限定了过超高值。而中速旅客列车对线路的破坏作用及对钢轨的磨耗远较货物列车为小，因此客运高速铁路高、中速旅客列车共线时的过超高允许值可以适当放宽。英、日等国六十年代的试验结果认为，欠超高与过超高对旅客乘坐舒适度的影响是同等的。考虑到京沪高速铁路的高、中速列车共线运营模式是以高速为主，重点应保证高速列车的舒适性，因此取过超高与欠超高允许值一致（见表2)④高、中速共线运行时[hq+hg]允许值高、中速列车运行在半径为R、实设超高为h的圆曲线上，对选定的欠超高允许值[hq]和过超高允许值[hg]存在下式：(4)同时满足上列两式的点A对应的曲线半径Rjx、实设超高hjx是唯一的。而现场的实设超高是由通过曲线的各次列车速度及其质量决定的，与hjx往往大相径庭，存在下列差值：(5)式中hjx—理论计算的曲线超高，mm;Hjh－现场实际设置的曲线超高，mm;Vjx一理论计算的曲线均衡速度，km/h;Vjh—曲线上实际运行列车的均方根速度，km/h。由此造成实际列车运行中，欠超高或过超高可能超出允许值，故在确定标准时，对于欠、过超高之和的允许值应留有Δh的裕量，即：[hq+hg]=[hq]+[hg]—Δh(6)Δh随N(高、中速列车对数）、Q(高、中速列车质量）、V(高、中速列车速度目标）变化，结合京沪高速铁路不同区段的客运量、列车对数等资料计算，Ah值可达40mm或者更多。在国外高速铁路线上，德国的客货混运高速铁路，Vmax为250km/h、Vg为120km/h，半径7000m曲线的欠、过超高之和为89mm，半径5100m曲线的欠、过超高之和为121mm。日本新干线部分中间站附近曲线的欠、过超高之和实际值约达110〜130mm。考虑到京沪客运高速铁路距离长，高、中速共线运营时期也可能较长，而高、中速列车共线又以高速列车为主等特点⑤单一高速列车运行时[h+hq]允许值[h+hq]与[h]、[hq]也存在下列关系：lh+hg]=[h]+[hg]-Δh(7)其理由同[hq+hg]的分析。因为即使是单一高速列车运行的线路，也会有一定的列车速差，同样也会产生Δh的效应。因此[h+hq]应小于[h]+[hq]。国外高速客运铁路上[h+hq]的取值情况：日本东海道新干线一般条件下为210mm，个别条件下为240mm;山阳及其后的新干线一般为180mm，个别为210mm。法国TGV一SE线一般为215mm，个别为269mm;TGV—A线一般为177mm，个别为266mm;TGV-N线为214mm。参照国外取值情况，京沪高速铁路采用的[h+hq]标准见表3。将上述曲线参数代入公式计算并取整后，最小圆曲线半径为7000m，个别最小圆曲线半径为5500m。需要说明的是，京沪高速铁路开通运营初期，很有可能高、中速列车即按350/200km/h速度共线运行，在此种速度匹配条件下，最小圆曲线半径应为9000m，个别最小圆曲线半径应为7000m。因而，京沪高速铁路原设计的半径小于7000m的曲线，将成为限速曲线。所幸，京沪高速铁路全线小于7000m的曲线计21处，总延长34.169km，这些曲线大多分布在枢纽内的降速地段，故可以不必变动设计，对全线运行时分的影响也不大。2.优先选用推荐曲线半径线路平面设计中曲线半径的选用，并不是越大越好。曲线半径过大，曲率变化很小，曲线线形难于保持，反而成为线路不平顺的隐患。在一般情况下，选用的曲线半径应与列车运行速度有良好的匹配关系，既保证列车有良好的运行品质和旅客乘坐舒适性，又能达到“少维修”的目标。因此，提出推荐曲线半径的概念。在前苏联及现在俄罗斯的铁路设计规范中，也有类似的概念，即“建议曲线半径”。