【文章內容簡介】 術除穩(wěn)定外，還有舒適性、曲線通過性能、輕量化、動力轉向架的牽引電機懸掛和傳動技術等。(4)高速受流技術采用電力牽引的高速列車必須采用弓網受流系統(tǒng)不間斷的從接觸網上獲取電能。弓網受流良好的受流質量保證了高速行車中的電力供應。(5)高速列車車體結構及輕量化技術采用優(yōu)化金屬，使車體重量減輕，速度提高。(6)高速列車的車輛連接技術高速列車車輛連接包括機械連接、風管連接、電器連接和通過臺風擋連接。車輛間的緩沖裝置可以使列車的連接更穩(wěn)固，行車更安全。(7)高速列車新材料技術高速鐵路的發(fā)展除了當今信息技術，軌道動力學和輪軌關系等一系列理論有所突破，采用新材料、新工藝也在推動著高速鐵路的發(fā)展。(8)高速鐵路列車控制及診斷技術 高速鐵路經濟優(yōu)勢(1)速度快速度是高速鐵路的技術核心，也是其主要技術經濟優(yōu)勢所在。迄今，高速鐵路是陸地上運行距離最長、運行速度最高的交通運輸方式。近幾年相繼建成的高速鐵路，其最高運行速度都在300Km/h左右，其中京津城際客運專線的最高時速應經達到350Km/h。這大大提高了高速鐵路的競爭力和經濟使用價值。(2)運能大高速鐵路旅客列車行車間隔小，行車密度達，每次載客數量比較多，輸送能力是高速公路和民用航空等現代交通運輸方式不可比擬的。(3)安全性高安全性是人們出行選擇交通運輸方式最關心的因素。盡管各種現代交通運輸都竭力提高自身安全性能，但交通事故仍有時有發(fā)生。高速鐵路采用了先進的列車運行控制系統(tǒng)，能保證前后兩列車有必要的安全距離，防止列車追尾及正面沖撞事故。幾乎與行車有關的固定設施與移動設備，都有信息化程度很高的診斷與檢測設備，并有科學的養(yǎng)護維修制度。對一些有可能危及行車安全的自然災害，設有預報預警裝置，所有這些構成了高速鐵路現代化的、完善的安全保障系統(tǒng)。(4)準確性高高速鐵路安全保障系統(tǒng)不但保證了高速列車行車安全，也使得鐵路運輸全天候的優(yōu)勢得到了更充分的發(fā)揮。除了可能危及行車安全的自然災害，幾乎不受大氣和氣候條件影響。(5)能耗少高速鐵路在能源的使用方面具有絕對優(yōu)勢。(6)占地少鐵路是占地比例最少的交通運輸方式。(7)工程投資低高速鐵路在工程投資在高速交通中是比較低的。(8)污染環(huán)境輕高速鐵路相對公路、航空可大大減少對環(huán)境的污染。(9)舒適度高高速鐵路線路平順、穩(wěn)定，列車運行平穩(wěn)，振動和擺動幅度很小。(10)效益好高速鐵路可以帶來巨大的經濟效益。 中國高速鐵路發(fā)展模式中國高速鐵路發(fā)展幾乎與世界發(fā)達國家同步,在幾十年的發(fā)展過程中,通過不斷的探索與學習,截至目前為止，中國的高速鐵路已經取得了相當不錯的成績，2020年中國即將全面建設小康社會，高速鐵路將承擔著經濟大動脈的角色，為中國的現代化建設貢獻力量。中國需要高速鐵路，這一點體現在其必要性上，眾所周知，任何一種運輸方式的傳輸量和成本都不可能和鐵路相比，尤其是速度方面相對傳統(tǒng)鐵路具有極大優(yōu)勢的高速鐵路。高速鐵路在中國幾十年的發(fā)展過程中已經充分體現其可行性，尤其近年來中國多條客運專線的成功運營，實踐證明高速鐵路的應用在中國取得的巨大的效益。幾十年的發(fā)展，中國高速鐵路通過不斷整合，取利除弊，不斷吸取世界各國的高速鐵路發(fā)展中的經驗教訓，價值對自身情況的深入探索，研究出了一套適合中國國情和路情的發(fā)展模式。中國目前的最佳發(fā)展模式是在不斷改造既有線的前提下，根據需要建設一些新的高速鐵路線路，并實現客貨分運，是鐵路線路資源得到最大程度的利用，實現價值的最大化。但是中國的發(fā)展模式尚不十分成熟，有的地方尚需改進，下面根據世界高速鐵路的發(fā)展模式進行具體研究。世界上有許多國家擁有高速鐵路，而高速鐵路的建設管理模式，各國因國情不同而已，大致有四種類型：一是新建高速鐵路雙線，專門用于旅客快速運輸，如日本新干線和法國高速鐵路；二是新建高速鐵路雙線，實行客貨共線運營，如意大利羅馬佛羅倫薩高速鐵路；三是部分新建高速線與部分既有線混合運營，如德國柏林漢諾威線，承擔著客運和貨運任務；四是在既有線上使用擺式列車運行，這在歐洲國家多見，在美國“東西走廊”行駛的擺式列車速度為240Km/h。根據所采用的不同技術，高速鐵路分為輪軌技術類型和磁懸浮技術類型。輪軌技術有非擺式車體和擺式車體兩種；磁懸浮技術有超導排斥型和常導吸引型兩種。非擺式車體的輪軌技術是目前世界高速鐵路的主流。中國在高速鐵路發(fā)展模式方面曾進行過大量探索，但是根據經濟技術實力不足的現實情況，在既有線上使用擺式列車這種運行模式并不適合中國國情。這種模式比較著名的是瑞典等國采用的ATP擺式列車模式，它的主要原理是對機車進行改良，使列車根據線路不同情況自動調節(jié)傾斜度等運營參數，從而實現高速運行，種種模式下的鐵路系統(tǒng)對軌道的要求不是很高，但卻對線路的信號系統(tǒng)有極高要求，加之復雜的地理情況，中國目前的科技尚不能滿足需，所以這種模式并不適合在中國普及使用。截止到2010年5月，中國已經有武廣、石太、京津城際客運專線等多條高速鐵路建成投入運營，其中京津城際客運專線的最高時度達到350Km/h，達到了世界最高運營速度，這些承載著世界尖端技術和自主研發(fā)新成果的高速鐵路，帶來了良好的經濟效益和社會效益，為中國2020全面建設小康社會打下了堅實的交通基礎。中國地域遼闊，地理條件復雜多樣，在高速鐵路的建設過程中，通過不斷吸收國外先進經驗技術結合自主研發(fā)等諸多過程，中國整合了一套適合國情和路情的高速鐵路發(fā)展模式。中國有大量的既有線，因為建成時代較早，加之當時的社會需要和科學技術的不足使得這些鐵路大多數并不適合高速列車的運營，隨著社會的發(fā)展，人民物質文化生活需求的不但增加，發(fā)展高速鐵路已經勢在必行，而新建高速鐵路不但需要大量資金投入，而且需要使用大量的土地資源，尤其是農用耕地的征用，而既有線改造則可以有效地節(jié)約這些資本投入，所以既有線改造是一種很好的發(fā)展模式，通過一系列的改造，使其運營條件得到提高從而能夠滿足高速列車的運營需求，既節(jié)約了成本，又節(jié)省資源，最重要的使可以大大縮短工程建設時間，所以一般情況下中國的鐵路可以采用這種模式。但是有些線路本身的特點使其不適合進行改建，例如地勢較復雜的既有線，對其進行改造的成本很大程度上會超過新建線路，在這種情況下，為適應國家的現代化建設和經濟發(fā)展，就要建設一些新的高速鐵路，中國目前新建的客運專線就屬于這種情況，對不適合改造的線路，采用貨運列車專營的運營方式，使其自身價值的得到最大程度的發(fā)揮，從而創(chuàng)造出最大的價值。例如，已經建成投入使用的京津城際客運專線，該線將采用公交化城際列車和跨線列車混合開行的運輸組織模式，全長約120Km，連接首都北京和天津兩大直轄市，鐵路設計最高時速為350Km，全程直達運行時間約為30min，使得許多在北京工作的可以在其他城市居住，大大減小了北京的人口壓力，在一定程度上緩解了社會矛盾。京津城際客運專線，不僅是中國最早開工建設并最先建成的第一條高標準鐵路客運專線，而且代表著中國高速在發(fā)展模式上樹立了新的里程碑。綜上所述，目前適合中國國情和路情的高速鐵路發(fā)展模式是在最大程度上進行既有線改造，并根據需要建設新的高速線路，實現客貨分運，有效地提高列車的運營速度，在此基礎上還要不斷加大包括機車在內的高速鐵路附屬工程科研力度，努力提高本國鐵路系統(tǒng)的的科技裝備水平，爭取在其他模式上有新的突破。第3章 無砟軌道選型 無砟軌道概述無砟軌道是以混凝土或瀝青砂漿取代散粒道砟道床而組成的軌道結構型式，它具有軌道穩(wěn)定性高，剛度均勻性好，結構耐久性強和維修工作量顯著減少等特點，對于高速鐵路較傳統(tǒng)的有砟軌道有更好的適應性。 無砟軌道主要技術條件(1)良好的結構連續(xù)性和平順性有砟軌道采用均一性較差的天然道砟材料，在列車荷載作用下其道床肩寬、砟肩堆高、道床邊坡、軌枕間距及軌枕在道床中的支承狀態(tài)相對易于變化，并導致軌道幾何形變。無砟軌道可以保證其性能有較好的均一性。由此組成的軌道整體結構與有砟軌道相比具有更好的結構連續(xù)性和彈性均勻性，為提高軌道的平順性，改善乘車質量提供了有利條件。(2)良好的結構恒定性和穩(wěn)定性無砟軌道結構中，作為無縫線路穩(wěn)定性計算參數的軌道橫向阻力、軌道縱向阻力不再依賴于材質和狀態(tài)多變的有砟道床，其整體式軌下基礎可為無縫線路提供更高和更恒定的軌道縱、橫向阻力，具有更好的耐久性和更長的使用壽命。(3)良好的結構耐久性和少維修性能無砟軌道維修工作量大大減少，被稱為“省維修”軌道，為延長線路的維修周期以及客運專線列車的高密度 準點正常運行提供重要保證。客運專線的行車速度高、密度大，所有線路地面檢查、維修作業(yè)都必須在“天窗”時間內進行。我國客運專線由于跨線列車多，自身的行車密度又大，不可能完全像國外高速鐵路那樣白天行車、夜間軌道維修作業(yè)。要在白天、夜間均行車的條件下，安排“天窗”作業(yè)就更加困難。減少線路維修工作量是保證客運專線列車準點正常運行的前提條件。無砟軌道采用整體式軌下基礎。與采用散粒體結構的有砟道床基礎相比，在列車荷載作用下不會產生道砟顆粒磨耗、粉化、相對錯位所引起的道床結構變形；在列車荷載反復作用下不會產生變形積累，使軌道幾何尺寸的變化基本控制在軌下膠墊、扣件及鋼軌的松動和磨損等因素之內，從而大大降低軌道幾何狀態(tài)變化的速率，減少養(yǎng)護維修工作量，延長維修周期和軌道使用壽命。(4)工務養(yǎng)護、維修設施減少由于維修工作量減少，可以延長每個綜合維修中心和維修工區(qū)的管轄范圍，從而減少上述維修部門的數量。同時也可相應減少每個部門配置的維修機械、停車股道數量和房屋等設施。(5)免除高速條件下有砟軌道的道砟飛濺我國秦沈客運專線在線路開通之前進行的行車試驗表明：行車速度達到250kmh1時，道心道砟出現飛砟現象，造成車輛轉向架部分的車軸、制動缸等被道砟打擊的現象(這種飛砟現象與線路開通前道床表面細砟、粉塵較多也有一定的關系)。根據法國TGV鐵路的運營經驗，有砟軌道在列車速度達到350kmh1時，出現較嚴重的道砟飛濺現象。后將速度降到320kmh1時，飛砟現象才有所改善。此外，在嚴寒冬季，凍結在車體下部的冰塊融化時，冰塊打在道砟上，濺起的道砟會打壞鋼軌踏面。另外，在進行道床維修施工作業(yè)后，由于表層道砟松散，粉粒較多，也會產生飛砟，此時要求限速170kmh1時行車。法國TGV鐵路在嚴寒多雪地區(qū)，為了防止下雪天因道砟表面裹雪被列車風吹起，曾采取過在道床表面噴撒乳膠和雪天降速運行等措施。采用無砟軌道之后，就可以完全免除道砟飛濺的顧慮。(6)有利于適應地形選線，減少線路的工程投資無砟軌道的縱 橫向穩(wěn)定性較之有砟軌道大大增加。在選線困難的地段可以利用無砟軌道能承受較大輪軌橫向力的有利條件，在保證舒適度的前提條件下，適當放寬曲線允許超高 欠超高的限制，減小最小曲線半徑，從而有利于選線，減少工程量。(7)減少客運專線特級道砟的需求為了延緩客運專線有砟道上道砟的磨耗和粉化，道砟材料要求采用為客運專線專門制定的特級道砟標準。我國特級道砟標準與國外高速鐵路道砟標準相比，盡管在性能指標上仍有一定的差距，但符合這種性能要求的巖葳資源在我國，特別是中南和西南地區(qū)仍相當稀少，可能難以滿足我國新建客運專線的需求。發(fā)展無砟軌道可以減少客運專線建設對特級道砟的需求量(8)無砟軌道彈性較差日本、德國開發(fā)無砟軌道的初衷是力求無砟軌道的軌道彈性等于或接近于有砟軌道的軌道彈性。但實際開發(fā)的結果卻是無砟軌道的彈性仍低于有砟軌道。軌道彈性的降低會增加軸重對軌道破壞、失效和軌道狀態(tài)惡化的影響，也會隨著軸重的增加加劇環(huán)境振動和噪聲。因此，在軸重較大的客貨共線鐵路以及軸重更大的重載鐵路，國內外規(guī)模鋪設無砟軌道的范例尚屬罕見。高速列車的軸重較輕、車輛轉向架懸掛性能改善、簧下質量減少，為在高速鐵路上采用無砟軌道創(chuàng)造了有利條件。(9)建設期工程總投資大于有砟軌道與有砟軌道相比，盡管無砟軌道的結構高度低、自重輕，無砟軌道在隧道中鋪設時，軌頂面以下的隧道開挖面積可適當減當；在橋上鋪設時，由于其二期恒載相應減輕，從而降低橋、隧工程費用。但無砟軌道結構本身的工程費用高于有砟軌道，特別是在對振動和噪聲等環(huán)境要求較高的地段，用于減振降噪措施的費用比有砟軌道要高?？傮w來說，無砟軌道建設期投資大于有砟軌道。(10)對地震和環(huán)保的適應性日本是多地震國家。根據日本的經驗，無砟軌道在低等級地震條件下，比有砟軌道具有更好的穩(wěn)定性，從而提高行車的安全性；但在大地震情況下，有砟、無砟軌道都會遭到破壞，而無砟軌道的修復更為困難。和有砟軌道相比，無砟軌道的彈性較差、環(huán)境振動和噪聲的量級較高。在靠近人口居住區(qū)及諸如學校、醫(yī)院、辦公區(qū)、度假區(qū)等環(huán)保要求較高的地段，其減振降噪措施及相應的工程費用也會增加。(11)關于線下工程的“工后零沉降”建設理念無砟軌道的永久變形只能通過扣件進行調整以恢復其正常的軌道幾何形狀。由于扣件的調整量非常有限，因此對于無砟軌道的變形，特別是由于線下工程的沉降所引起的軌道永久變形必須做出嚴格的限制。線下工程工后沉降能否控制在規(guī)定范圍之內，是無砟軌道能否在線路上進行規(guī)模鋪設的關鍵。線下工程“工后零沉降”建設理念正是基于這樣的要求而提出的?！肮ず罅愠两怠苯ㄔO理念就是在客運專線線下工程的設計（特別是合理的工程預算） 施工(特別是嚴格的工程質量監(jiān)控)和管理(特別是合理的施工期限)中，都要以“工后零沉降”為追求目標。傳統(tǒng)設計、施工、管理中“預留沉降”的概念不再適用。我們把“工后零沉降”說成是一種“理念”，而不是說成一種“理論”或“原理”，是因為在實際工程中我們還沒有一種可靠的理論或方法，把工后沉降準確 可靠地控制為零。但是人們只有“求其上”，才能保證至少“得其中”，只有按“零沉降”理念要求，最后才能取得實際工程“小沉降”的結果。為此，人們在線路上部結構的設計中為這種“小沉降”提供了進行調整的手段，并為線路下部工程的工后沉降規(guī)定了一個允許值(“零沉降”理念基礎上的允許偏差)，作為工程實際操作和控制的標準，從而在目標和現實之間留有一定的余地。國外的高速鐵路不僅在無砟軌道，即使在有砟軌道的線下工程中也已引入了“工后零沉降”理念。德國高速鐵路路基“追求的目標是不再產生工后沉降”。韓國高速鐵路路基的要求是“一般情況為運營后要求路基沉降”。日本高速鐵