高速铁路知识ppt课件.ppt

xxxxxxxxxxxx,高速铁路知识,职工冬季培训之,高速铁路概述,轨道结构类型,高速铁路道岔,桥涵和隧道,目录,第一章,高速铁路概述,高速铁路是指新建线路允许速度达到250km/h及以上，或通过既有线改造，线路允许速度达到200km/h及以上的铁路。,国际上根据铁路线路允许运行的最高时速作以下划分：普通铁路（常速、中速）： 100160km/h快速铁路（准高速或快速）： 160200km/h高速铁路： 200km/h(既有线改造) 250km/h(新建线),第一章 高速铁路概述,高速铁路概念,高铁与动车的区别,第一章 高速铁路概述,严格意义上，动车是列车车型，高铁是铁路线路类型.两者不是同一个概念。但是，在中国，动车、高铁又分别代指不同的铁路线路类型。动车组指的是列车的类型。它是中国独有的叫法，区别于以前的普通列车。一般情况下，普通列车是靠机车牵引的，车厢本身不具有动力；而动车车厢本身就具有动力，运行时，不光是机车带动，车厢也会“自己跑”，这样就可以把动力分散，运行速度也就更快。同时，与普通列车相比，动车组的震动和噪音都偏小。所以动车是和普通列车相区别的列车车型。,铁道部目前定义：动车指代时速在200公里级别的铁路线路；高铁指代时速在300公里级别的铁路线路，一般而言，动车在有砟铁路上，高铁在无砟铁路上，在现在的中国，动车和高铁指代两种铁路运行类型，动车的时速在200公里级别，高铁的时速在300公里级别。,第一章 高速铁路概述,世界高速铁路的发展,日本高速列车全部采用动力分散方式。1964年10月1日,正直奥运会首次在亚洲东京举办之际，世界第一条高速铁路日本东海道新干线全线开通，最高时速达210km，东京至大阪仅需3h10min。日本的高速列车已走过了40多年的发展历史，从0系高速列车开始，相继研制开发了100系、100N系、200系、E1(Max)系、400系、300系、500系、E2系和700系等高速列车。,第一章 高速铁路概述,日本0系高速动车组,日本100系高速动车组,第一章 高速铁路概述,日本300系高速动车组,日本500系高速动车组,第一章 高速铁路概述,日本E2系高速动车组,日本700系高速动车组,第一章 高速铁路概述,第一章 高速铁路概述,法国TGV-2N高速动车组,法国TGV-TMST高速动车组,第一章 高速铁路概述,德国ICE-1高速动车组,德国ICE-2高速动车组,第一章 高速铁路概述,德国ICT高速动车组,德国ICE-3高速动车组,第一章 高速铁路概述,主要体现在：一是修建高速铁路得到了各国政府的大力支持，一般都有了全国性的整体修建规划，并按照规划逐步实施；二是修建高速铁路的企业经济效益和社会效益，得到了更广层面的共识，特别是修建高速铁路能够节约能源、减少土地使用面积、减少环境污染、交通安全等方面的社会效益显著，以及能够促进沿线地区经济发展、加快产业结构的调整等等。,2007年4月3日，在刚刚竣工的巴黎斯特拉斯堡东线铁路进行了试验，列车时速达到574.8公里。最新资料表明，日本磁悬浮型高铁JR-Maglev已经超过法国，最高时速581km/h，成为实验时速度最快的高铁。,第一章 高速铁路概述,CHR（China Railway High-speed），中文（中国铁路高速）。用来指时速200km/h以上的高速列车。已有型号有CRH1 CRH2 CRH3 CRH5CRH1、2、5均为200km级别（运营速度200km/h，最高速度250km/h）， 其中CRH2和CRH5具备提速至300km/h的条件。CRH3为300km级别（运营速度330km/h，最高速度380km/h）,CRH1型,中国高铁最高时速：2010年12月3日，在京沪高铁枣庄至蚌埠间的先导段联调联试和综合试验中，由中国南车集团研制的“和谐号”380A新一代高速动车组在上午11时28分最高时速达到4861公里。,第一章 高速铁路概述,CRH3,CRH2,第一章 高速铁路概述,CRH380A,CRH5,第二章,轨道结构类型,从钢轨单位质量上来看，在大轴重、大运量的重载线路上应采用6075kg/m钢轨，在列车速度超过160km/h的线路上应采用6075kg/m钢轨。高速客运专线铁路钢轨的断面应在既有线路使用成熟的钢轨中选择，而我国也已经形成75、60和50的断面系列，其中60kg/m钢轨应用最为广泛。,第二章 轨道结构类型,在混凝土枕长度方面，我国型和型混凝土枕长度都是2500mm。长期使用结果表明，这个长度不能满足高速铁路的技术要求。而且世界各国的客运专线和高速铁路中无一例外地采用2600mm以上的混凝土枕。我国采用型预应力混凝土，轨枕长2600mm，每公里铺设1680根，轨枕间距600mm。,第二章 轨道结构类型,我国采用弹性扣件已有20多年历史，已成功的开发了弹条扣件，弹条型调高扣件，弹条型扣件及弹条型扣件等，以上扣件已全部通过部级鉴定并推广使用。弹条型扣件（图4-3）是为高速重载而研制的无螺栓式扣件，系利用预埋于轨枕中的铁件来保持轨距，承受横向力并固定弹条，以弹条扣压钢轨，尼龙块作为绝缘部件并用于调整轨距。弹条用BS970 251A58级弹簧钢制作，扣压力1114kN，弹程13mm，具有很强的保持轨距能力。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，这些性能都十分适合于高速行车和大型养路机械作业。,第二章 轨道结构类型,无碴轨道是以混凝土或沥青混合料等取代散粒道碴道床而组成的轨道结构形式。由于无碴轨道具有轨道平顺性高、刚度均匀性好、轨道几何形位能持久保持、维修工作量显著减少等特点，在各国铁路得到了迅速发展。特别是高速铁路，一些国家已把无碴轨道作为轨道的主要结构形式进行全面推广，并取得了显著的经济效益和社会效益。,第二章 轨道结构类型,第二章 轨道结构类型,无碴轨道分为上部结构和下部结构两部分：上部结构由钢轨、扣件、预制结构或混凝土/沥青道床板以及底座/支撑层组成，及常说的轨道结构，其中的钢轨、扣件和预制结构组合结构称为轨排，而道床板、支撑层/底座称为上部结构层；下部结构包括桥梁、隧道和路基，即常说的基础工程。,无砟轨道结构,无碴轨道结构类型比较多，其主要区别在于：支撑扣件方式是有轨枕还是无轨枕；支撑轨枕方式是埋入到道床板中、支撑在道床板上还是嵌入到道床板中；道床板材料是混凝土还是沥青；道床板制作方式是预制还是现浇。根据以上区别，可将无砟轨道分为预制板式和现浇混凝土两大类。板式无砟轨道是将预制好的轨道板直接“放置”在混凝土底座上，通过轨道板与底座间充填沥青混凝土材料调整轨道板，确保铺设精度。板式无砟轨道以预制轨道板为核心，轨道板结构形式、抵抗纵横向作用力方式和高性能的调整层材料是板式无砟轨道关键技术。目前板式预制板式无砟轨道分为CRTS和道岔区板式四种类型,现浇混凝土无砟轨道分为CRTS、CRTS双块式和道岔区轨枕埋入式三种。,无砟轨道分类,第二章 轨道结构类型,CRTS型轨道板,CRTS型轨道板,CRTS型轨道板,第二章 轨道结构类型,CRTS型轨道板,第二章 轨道结构类型,CRTS型双块式无砟轨道,双块式无砟轨道是将预制好的轨枕（包括轨枕块）直接“放置”在混凝土或沥青道床板上的一种结构形式。双块式无砟轨道包括有CRTS、CRTS双块式无砟轨道。 CRTS型双块式无砟轨道是指将预制双块式轨枕组装成轨排，以现场浇筑混凝土的方式将轨枕埋入道床板中。CRTS型双块式无砟轨道是指预制双块式轨枕组装成轨排，以机械振动方式将轨枕压入混凝土中。两种无砟轨道差异仅表现在施工工艺的不同。,第二章 轨道结构类型,第二章 轨道结构类型,我国常见无砟轨道常见类型WJ-7型扣件、WJ-8型扣件、SFC型扣件、福斯罗300型。其中福斯罗300型、WJ-8型扣件有挡肩轨枕/道床板采用，WJ-7型扣件、SFC型扣件为无挡肩轨枕/轨道板采用。,福斯罗300型,福斯罗300扣件属轨枕/道床板带混凝土挡肩的不分开式扣件。通过轨枕螺栓与轨枕/道床板中预埋的套管配合紧固弹条。弹程27mm扣压力6.5kN。,第二章 轨道结构类型,WJ-8型扣件,WJ-8型扣件由螺旋道钉、平垫圈、弹条、绝缘块、轨距挡板、轨下垫板、铁垫板、铁垫板下弹性垫板和预埋套管组成。,第二章 轨道结构类型,SFC型扣件为无砟轨道扣件，属无挡肩弹性分开式扣件。,第二章 轨道结构类型,直列式,错列式,WJ-7型扣件,WJ-7型扣件为无砟轨道扣件，属轨枕/轨道板不带混凝土挡肩的分开式扣件。,第二章 轨道结构类型,第三章,高速铁路道岔,第三章 高速铁路道岔,第三章 高速铁路道岔,采用了目前国内领先的新技术、新工艺，客车直向通过速度250km/h，侧向通过速度80km/h，是我国具有自主知识产权的第一组客运专线铁路用道岔，适用于无砟、有砟两种轨道基础。,时速250公里客运专线铁路60kg/m钢轨18号单开道岔,客专系列道岔是在铁道部的统一领导和组织下，由西南交大、铁科院、中铁咨询、中铁宝桥、中铁山桥等联合自主研发的。,第三章 高速铁路道岔,目前国内速度最快、技术含量高的直向通过速度350km/h客运专线道岔，2007年在中铁宝桥诞生，适用于无砟、有砟两种轨道基础。直向通过速度350km/h，侧向通过速度均为80km/ h。,时速350公里客运专线铁路60kg/m钢轨18号单开道岔,第三章 高速铁路道岔,迄今为止国内号码最大、技术水平最高的铁路道岔。主要用于客运专线正线与到发线连接，直向通过最高速度为350km/h，侧向通过速度160km/h。全长157.200m,时速350公里客运专线铁路60kg/m钢轨42号单开道岔,第三章 高速铁路道岔,CZ系列高速道岔由中铁宝桥股份有限公司引进法国福顺通-科吉富公司的高速道岔技术设计制造的。有砟和无砟道岔在平面线形及钢轨件完全相同，只是扣件和岔枕及轨下基础不同。主要为和宁、武合、郑西等客运专线提供道岔。1999年11月在中铁宝桥研制成功，客车直向通过速度250km/h，侧向通过速度80km/h，该提速道岔用于秦沈客运专线。,60kg/m钢轨18号提速道岔,第三章 高速铁路道岔,引进法国富顺通-科吉富公司一流的高速铁路道岔成套技术制造，道岔直向通过速度350km/h，侧向通过速度160km/h，转换系统可满足一机多点、多机多点两种形式，可满足有砟、无砟两种轨道基础。,时速350公里客运专线铁路60kg/m钢轨41号单开道岔,第三章 高速铁路道岔,CN系列高速道岔由中铁山桥与等过bwg合资成立的新铁德奥道岔有限公司制造生产的高速道岔。为京津、武广、京沪等客运专线提供道岔。（德国技术）,新铁德奥60kg/m钢轨18号单开道岔,第四章,桥涵和隧道,高速铁路的高速度、高舒适性、高安全性、高密度连续运营等特点对其土建工程提出严格的要求，由于速度大幅提高，高速列车对桥梁结构的动力作用远大于普通铁路桥梁。桥梁出现较大挠度会直接影响桥上轨道的平顺性，造成结构物承受很大的冲击力，旅客舒适度受到严重影响，轨道状态不能保持稳定，甚至影响列车的运行安全。此外，为保证轨道的平顺性还必须限制桥梁的预应力徐变上拱和不均匀温差引起的结构变形，这些都对高速铁路桥梁的刚度和整体性提出了严格要求。,陕县赵家湾高铁大桥,高速铁路桥梁具有以下特点：,所占比例大、高架长桥多。高速铁路由于采用全封闭行车模式，线路平纵面参数限制严格以及要求轨道高平顺性，导致桥梁比例明显增大。以中小跨度为主。由于高速铁路对线路、桥梁、隧道等土建工程的刚度要求严格，因此高速铁路桥梁的跨度不宜过大，应以中小跨度为主。 刚度大、整体性好。列车高速、舒适、安全行驶要求高速铁路桥梁必须具有足够大的刚度和良好的整体性，以防桥梁出现较大的挠度和振幅，同时，必须限制桥梁的预应力徐变上拱和不均匀温差引起的结构变形，以保证轨道的高平顺性。,京广高铁郑武段,高速铁路桥梁具有以下特点：, 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。 重视改善结构耐久性，便于检查、维修。高速铁路是极其重要的交通运输设施，任何中断行车都会造成很大的经济损失和社会影响，为此，桥梁结构物应尽量做到少维修或免维修，这就需要在设计时将改善结构物的耐久性作为主要设计原则，统一考虑构造细节并在施工中严格控制质量。另一方面，由于高速铁路运营繁忙、列车速度高，造成桥梁维修、养护难度大、费用高，因此，桥梁结构构造应易于检查与维修。,厦门跨海大桥,高速铁路桥梁具有以下特点：, 桥梁上部结构多采用混凝土材料。尽管各国对高速铁路的建桥材料不作限制，但90%以上的桥梁都选用混凝土结构，主要是混凝土梁具有刚度大、噪声低、养护工作量少，而且造价较为经济等优点。当桥下交通繁忙，需要快速施工、减少干扰时，还经常选用钢混结合梁桥。 强调结构与环境的协调。高速铁路作为重要的现代交通运输线，应强调结构与环境的协调，重视生态环境的保护。这主要指桥梁造型要与环境相一致并注重结构外观和色彩；在居民点附近的桥梁应有降噪措施；避免桥面污水损害生态环境等。,湖北孝感段高速铁路,伴随着高速铁路的发展，必然出现大量的隧道工程，这主要是与线路的标准有关，如高速铁路最小曲线半径在多数情况下都大于4000m等。,1、空气动力学效应当列车进入隧道时，原来占据着空间的空气被排开。空气的粘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、顺畅地沿列车两侧和上部形成绕流。于是，列车前方的空气受压缩，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。,武汉至广州高速铁路浏阳河隧道,2、列车进入隧道引起的瞬变压力高速列车进入隧道引起的压力变化由两部分叠加，一是列车移动时从挤压、排开空气到留下真空整个过程引起的压力变化；二是列车车头进入隧道产生的压缩波以及车尾进入隧道产生的膨胀波在隧道两洞口之间来回反射产生的压力变化。当双线隧道中同时有不同方向列车相向行驶时，叠加所产生的情况则更为复杂。,京沪高速铁路西渴马一号隧道,3、列车进入隧道引起的微压波微压波是隧道出口微气压波的简称，是高速铁路隧道运营过程中产生的另一个空气动力学问题。微压波是列车进入隧道时产生的压缩波在另一端释放时产生爆破声，影响周围环境，严重的可使建筑物的玻璃破碎，对环境造成声音污染，其发生的实际状态如图所示。,隧道微气压波的产生过程,我国高速铁路横断面轮廓图隧道横断面积（轨面以上）约为100m2,减少隧道空气动力效应的工程对策：1、扩大隧道横断面（减小阻塞比）,根据国际铁路联盟试验报告：,2、改变隧道入口形式：（1）采用斜切式洞口,（2）设置洞口缓冲结构 断面扩大无开口型 、断面扩大开口型 、喇叭型、喇叭开口型3、设置通风竖井在隧道内合理地设置通风竖井，可将因高速行车产生的瞬变压力幅值降低50左右 ；而且也能降低行车的空气阻力 。4、设置平行导坑平行导坑通过横通道将瞬变压力幅值降低，但列车经过一个横通道口就产生一次压力脉冲，瞬变压力变化频繁。,看过万千的风景，,也比不上回家的美丽,