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1、高速铁路技术简介一、概述（一）线路地理位置和径路（二）线路在国民经济与路网中的意义和作用（三）研究工作概述二、高速铁路主要技术条件铁路等级：高速铁路；正线数目：双线；运输组织模式：本线和跨线列车混合运行的客运专线模式；设计速度：设计最高运行速度350km/h，初期最高运行速度300km/h。跨线列车运行速度200km/h及以上；列车类型：本线列车采用最高运行速度300km/h及以上的动车组；跨线列车采用最高运行速度200km/h及以上的动车组； 线间距：5.0m；最小曲线半径： 7000m； 最大坡度：12；到发线有效长度：700m；牵引种类：电力；列车运行控制方式：自动控制；调度指挥方式：综
2、合调度集中；三、高速铁路的设计特点高速铁路设计速度350km/h，初期开通运行速度300km/h，与传统铁路相比，表面上看，只是列车运行速度提高了。但实际上，由于速度的提高，各种运行工况下的不利因素在高速条件下被放大了：行车事故的后果在高速条件下被放大了；对列车运行控制系统的安全性要求和技术难度在高速条件下提高了；弓网受流特性在高速条件下更复杂了；线路平纵断面条件和轨道不平顺对旅客乘座舒适度的影响在高速条件下更敏感了；列车运行对周围环境的影响在高速条件下增大了。因此，高速铁路不是列车运行速度的简单提高，也不是单项专业技术标准的简单提高，而是当代新型牵引动力、高性能轻型车辆、高质量线路、高速运行
3、控制指挥和经营管理等方面技术进步的集中反映，它具有不同于传统铁路的技术内涵和特定要求。高速铁路以高速、安全、准时、方便、舒适、全天候为综合优势，需要以高性能的技术装备、高质量的基础设施、高水平的运营管理和高度科学的规划布局为支撑条件。作为高速铁路的设计，必须充分体现高速铁路的以上技术经济优势，具备高度的系统工程观念，系统地解决由于行车速度的提高而带来的一系列技术难点，确保高速列车高速、安全、舒适地运营。1运输组织模式高速铁路的运输组织模式与其他铁路一样，与国情、路情和沿线经济、社会条件等密切相关，具有很强的地域特征，不可能完全照搬国外现成的模式。欧洲、日本、韩国、中国台湾等已有或在建高速铁路的
4、国家，由于国土面积较小、既有路网发达等特点，选择了不同的高速铁路运输组织模式，主要包括客运专线型和客货混跑型。其中客运专线型中又分为纯客运专线型，如日本、韩国、台湾省等；高速列车下既有线的兼容型，如法国、德国等。但无论是哪一类型的运输组织模式，均有一个共同的发展趋势，即考虑与既有路网的兼容性，以实现高速列车跨线运行，提高铁路的网络效益。法国高速铁路营业里程为1568公里，而高速列车通达里程达到7000公里；德国新建高速铁路虽然只有900km，但高速列车的服务范围达到了约5000km；欧盟为了实现欧洲一体化，实现高速铁路的跨国运行，正在致力于建设一个统一的欧洲铁路网，采用欧洲统一的信号制式；西班
5、牙既有铁路为宽轨，为了将来与整个欧洲路网的连接方便，在建和计划修建的高速铁路全部采用标准轨距；日本既有铁路是窄轨，而新干线是标准轨距，曾经只能采用独立运行的模式，造成旅客出行的困难，影响了跨线客流，为此，日本对既有线进行了改造，增加一条第三轨或改造为标准轨，实现了新干线与既有线的跨线运行。我国铁路规划将形成以、京广、京哈、沪甬深及陇海、浙赣、青太及沪汉蓉 “四纵四横”等客运专线为主体，到2020年建设客运专线约1万公里，客货混跑快速线路约2万公里，总规模达到3万公里的客运网络。此外，在经济发达的城市密集群修建城际客运铁路，新建环渤海湾、长江三角洲和珠江三角洲城际快速客运铁路，形成2000公里左
6、右区域城际快速客运网络。高速铁路是我国以上庞大客运网络中的一条客运干线，将连接京哈、青太、陇海、沪汉蓉、沪甬深及浙赣等客运专线，同时在以上客运专线形成以前，连接了既有京秦、京山、石德、胶济、陇海、宁芜、沪杭等25条干支线铁路，有40%的客流跨线客流。为方便跨线客流，减少跨线旅客换乘引起旅行时间和费用的额外支出，高速铁路必然要开行跨线旅客列车。纵观中国客运网络中的其他客运专线，也将同样存在大量的跨线客流。因此，中国的国情和客运专线网络的特点，决定了中国客运专线的运输组织模式必然是本线列车和跨线列车混合运行。2列车开行方案列车开行方案的设计要最大限度地满足客流的需求，创造良好的社会效益，更要为旅客
7、提供优良的服务方式，吸引和诱发旅客乘座高速列车，引导旅客运输市场向有利于提高铁路的经济效益方面发展。同时，列车开行方案与车站设计规模有关，与动车组配属数量有关，与动车段（所）设计规模有关，与列车运行控制系统（ATP）和行车指挥自动化系统（CTC）的复杂程度有关。例如，假设方案一完全按预测客流需求组织开车，对旅客交流量相对较大的两OD点间组织始发终到的客车；假设方案二只在北京、上海、天津、济南、徐州、南京等大站间组织始发终到列车，沿线其他车站均乘坐过路客车。对于上述两方案，从提供的服务质量方面分析，方案一能为客流量相对较大的OD对间旅客提供直达列车服务，列车的平均旅行速度相对高一些，但同一OD对
8、间旅客提供的列车服务频率相对小一些；方案二为同一OD对间旅客提供的列车服务频率相对较高，旅客乘车的选择余地较大，但沿线中、小车站的旅客只能乘坐过路车，同时增加了部分列车的停站次数，对列车旅行速度有一定影响。从车底运用和维修设备的配置方面分析，由于方案一始发终到点多，始发终到列车数比方案二多，长途直通旅客列车比例较少，不利于车底的有效套用，车底在站停留等待时间增长、日完成周转公里短、需求数量有所增加，相应也引起动车段（所）规模增大。从车站配线需要数量方面分析，由于方案一增加沿线车站始发终到列车数量，车站配线数量相应有所增多。从行车调度指挥方面分析，由于方案二采用规律化、周期化运行，降低了行车调度
9、指挥的复杂程度，有利于行车调度安全和列车运行调整。因此，列车开行方案的设计，需要经过综合技术经济比选合理确定。不仅要考虑提供的运输服务质量情况，还要考虑相应的设备规模配置情况，要通过运行图铺画，不断地修正列车开行方案，做到吸引客流与设备规模、运输组织方便、安全等方面的最佳结合。3高速铁路线路走向方案高速铁路的运营目标是方便旅客乘降、吸引客流，最终获得较高的经济效益。对于旅客来说，关心的是旅行时间和旅行过程中的方便与舒适，关心旅行时间、服务质量与旅行费用的性价比。因此，高速铁路线路走向方案的研究，不仅要追求较高的速度目标值，更要追求较短的旅行时分目标值；不仅要关注列车运行的平稳、舒适，关注高密度
10、的列车开行方案，关注与城市交通的有机结合、方便旅客乘降，更要关注以上因素的综合集成。区间线路方案的设计宗旨是要尽可能选择较大的曲线半径和较缓的线路纵坡，实现列车的高速、安全、平稳、舒适运行。而引入枢纽方案的设计则较为复杂，既要考虑列车快速通过枢纽，又要降低对周围环境的影响；既要缩短列车的旅行时间，又要加大列车的停站数量，提高车站服务频率，吸引客流；既要选择较好的线路平纵断面条件，又要引入城市，与城市综合交通枢纽有机结合；既要充分利用既有铁路设施，节约工程投资，又要考虑减少施工干扰，考虑枢纽能力的远景发展、铁路生产力布局的调整和点线能力的协调。例如，高速铁路引入北京南站方案，就是贯彻以上综合设计
11、理念的具体体现。首先，规划、京哈和京广分别引入北京南、北京站和北京西，为京哈客运专线引入北京站预留了发展条件，解决了枢纽客运站的合理布局和分工，引入枢纽列车走行距离短，旅客乘车方向感明确；其次，避免了引入北京站后引起枢纽多站重复改建；其三，北京枢纽动车段集中设于李营，检修集中，运用相对分散，既充分利用了既有北京站、北京西站的机务、车辆设施，也考虑了铁路生产力布局调整的发展规划，并为京哈、京广客运专线引入枢纽动车检修设施的发展预留了条件；其四，调整即将实施的地铁4号线和规划14号线，并将北京南站的车站建筑设计、站区交通疏解和用地规划进行统筹布置，既充分考虑了铁路车站与城市综合交通体系的有机结合，
12、方便旅客乘降和疏散，也促进了北京南站地区的整体改造，为迎接奥运会提供良好交通的同时，展示首都新形象。3.工程设计高速铁路工程建设的基本要求是保证高速列车以设计速度安全、可靠、舒适地运行。为此，必须做到：以高标准的基础设施，确保高速列车以设计速度安全、舒适地运行；以高标准的牵引供电系统，确保为高速列车提供持续、稳定、可靠的动力源泉；以高标准的列车运行控制系统和行车指挥自动化系统，确保高速列车以设计的最小行车间隔，高密度地安全、准点运行；以高标准的安全监控系统，确保各项设施处于有效的监控状态，有效地实施对各类设施的监控、检测和对有关灾害的监控及预报；以高标准的维修系统，科学地安排好高速铁路各项设施
13、和技术装备的维修，确保基础设施和技术装备始终处于优良状态；以高标准的服务设施，吸引客流，体现以人为本的设计理念；以全新的环境设计理念处理好高速铁路对的环境影响，包括噪声、振动、排污、水土流失等，并且要重视高速铁路的美观和企业文化设计，将高速铁路作为一道新的风景线融入沿线自然景观和城市文化氛围中，将高速铁路作为铁路企业新文化发展的代表，展示与国人，提升铁路新形象。（1） 基础设施1）线路平、纵断面在同样的线路平、纵断面基础上，列车的竖向和横向加速度在高速条件下增大了，列车各种震动的衰减距离在高速条件下延长了，各种震动叠加的可能性在高速条件下增多了，相应旅客乘坐舒适度在高速条件下更敏感了。因此，高
14、速铁路线路平、纵断面设计应采用较大的线路平面圆曲线半径、较长的纵断面坡段和较大的竖曲线半径，提高线路的平顺性，以尽可能降低列车的横向和竖向加速度，降低列车各种震动叠加的可能性，从而提高旅客的乘坐舒适度。值得重视的是，在提高线路平、纵断面设计标准的同时，不能单纯追求线路平纵断面标准的偏面提高，要重视平面与纵断面的组合，强调空间曲线的线形及其对行车舒适度的影响。因此，建议开发线路平纵断面舒适度评价软件，通过舒适度评价优化线路平纵断面设计。2）轨道轨道是高速列车高速运行的直接承载结构，必须保证轨道具有持久稳定的高平顺性。这是因为轨道不平顺是引起列车振动、轮轨动作用力增大的主要原因。在高平顺性的轨道上
15、，高速列车的振动和轮轨间的动作用力均较小，行车安全和平稳性、舒适性能够得到保证，轨道和机车车辆部件的使用寿命和维修周期也较长。反之，轨道平顺性不良时，在高速行车条件下，各种轨道不平顺引起的车辆振动和轮轨动作用力将大幅度提高，使平稳、舒适、安全性严重恶化，甚至导致列车脱轨。为保障高速行车的平稳、安全和舒适，必须严格控制轨道的不平顺性。高速铁路轨道的高平顺性主要体现在以下几个方面：钢轨的原始平直度公差要小；焊缝的几何尺寸公差要小；道岔区不能有接头轨缝、有害空间等不平顺；高低、轨向、水平、扭曲和轨距偏差等局部孤立存在的不平顺幅值要小；敏感波长和周期性不平顺的幅值要小；轨道不平顺各种波长的功率谱密度值
16、都要小。同时，必须严格控制轨道初始不平顺性：轨道初始不平顺是运营后各种轨道不平顺发生、发展和恶化的根源，若不进行严格控制，将造成运营过程中难以处置的无穷后患。根据欧洲的研究，轨道初始不平顺状态对以后轨道长期的平顺状态和维修工作量有决定性影响。初始状态好的轨道，维修周期长，能长期保持良好的水平；初期状态不好的轨道，不仅维修周期短，增加维修作业次数也很难改变轨道初期“先天”的不良水平。因此，要提高轨道的铺设精度标准，必须严格控制轨道的初始不平顺，必须采用一次铺设跨区间无缝线路，满足轨道对初始不平顺的严格要求，消除对轨道十分有害的周期性不平顺，发挥无缝线路能够大幅度提高轨道平顺性的特点。3）道床必须
17、选用硬质、耐磨的道碴，并在铺枕前整平压实选用硬质、耐磨的道碴，并压实道床，对于保证轨道平顺性、提高开通速度、减少道床残余变形积累、降低轨道的养护维修工作量非常有效。近十多年来国外重载、高速铁路均已采用。铁科院轨道动力学试验室进行的试验也证实了国外这一重要措施的效果。在完全相同的货车滚压条件下，经过123万吨通过总重，道床下层经压实的轨道与未经压实的轨道相比，最大残余变形前者为15mm，后者为50mm，相差3.3倍，接头部最大不平顺，前者为13mm，后者为42mm，相差3.2倍，压实道床的效果十分明显。4）路基路基是轨道结构的基础，高平顺性、高稳定性和刚度连续均匀变化的路基是确保轨道高平顺性的前
18、提条件。首先，路基必须严格控制工后沉降。由于轨道下部有道床存在，路基的少量沉降可以通过轨道的维修来保持轨道的平顺性，也即允许路基有一定程度的沉降。而经验告诉我们，当路基沉降量偏大或沉降速率过大时，势必要造成轨道养护维修工作量的增大，一条经常维修的线路是很难保证其安全性的。因此，为达到轨道少维修的目的，路基的工后沉降量应越小越好。但允许工后沉降越小，需要投入地基处理的工程费用就会大幅度增加。因此，经综合技术经济比选，确定高速铁路路基工后沉降限值为5cm。路基工后沉降主要包括路基本体沉降和地基沉降。国外高速铁路的建设经验证明，路基本体沉降约为路基填土高度的0.10.2%，且能在建成一年内完成。秦沈
19、客运专线的建设也证明了以上结论。因此，在目前路基本体填筑标准的条件下，控制高速铁路路基工后沉降的关键是控制地基沉降。高速铁路沿线软土和松软地基分布广泛，确定合理的地基加固处理措施并切实达到质量标准是保证基础工程设计和施工质量的关键。这项工作要从勘测抓起，要把对地基条件的认识，尤其是对土的压缩与变形特征的认识提高到重要位置上，要把土的物理力学指标、沉降计算公式、施工工艺等落到实处，要在处理上把可靠性与经济性结合起来，要把传统措施与新结构、新材料、新工艺结合起来，达到降低工程造价又实现稳固可靠的双重目的。其次，要严格控制路基的不均匀沉降。在100米范围内的路基不均匀沉降，将直接造成幅值较大的轨道长
20、波高低不平顺，更短范围内的路基不均匀沉降，将直接造成路基的稳固和安全。因此，要严格控制路基的不均匀沉降。其三，要严格控制路基刚度及其纵向变化的连续均匀性。路基刚度与列车的安全、平稳、舒适运行及轨道的维修工作量密切相关。相对低刚度的路基，列车运行振动频率较低，行车相对平稳；而相对高刚度的路基，列车振动频率较高，舒适度稍差，但易于保持轨道的稳定性，减小轨道维修工作量，也有利于通过过渡段，实现路基、桥梁（或涵洞）等轨道下部结构刚度的纵向均匀性变化。根据德国专家的研究，宜适当提高路基刚度，减少轨道维修工作量，并通过提高轨下垫板的弹性，降低列车的振动，提高行车舒适度。因此，合理确定路基刚度值也是非常重要
21、的。高速铁路以列车在动荷载作用下路基顶面变形不大于3.5mm为控制条件。纵向刚度均匀性变化是高速铁路路基设计和施工的关键，更是高速列车舒适运营的关键。在路堤与桥台、路堤与涵洞、路堤与路堑等结构物交界处，由于各结构物刚度的不同，列车会产生剧烈的跳动，直接危及行车安全和乘车舒适性。因此，对轨道基础竖向刚度出现突变的分界处必须设置过渡段，以提高路基刚度的连续性。5）桥梁在高速列车运行条件下，桥梁结构的动力响应加剧，从而使列车运行的安全性、旅客乘坐的舒适度、荷载冲击、材料疲劳、列车运行噪声、结构耐久性等等问题都与普通铁路不同。因此，桥梁设计必须强调结构的耐久性和良好的动力特性，严格控制纵横向刚度、基频
22、和工后沉降，进而保持桥上轨道的高平顺性，确保列车运行的安全性、平稳性和舒适性。 首先，高速铁路要求桥梁上部结构优先采用预应力混凝土结构。这是因为，与其他建桥材料相比，预应力混凝土结构，具有一系列适合高速铁路要求的特性，如刚度大、噪音低，由温度变化引起的结构位移对线路结构的影响小，运营期间养护工作量少等，而且造价也较为经济。在各国已建成的高速铁路中，预应力混凝土桥梁已经体现出了明显优势。其次，桥梁的上部结构直接承受列车荷载，由于高速列车运行时动力响应加剧，为保证列车运行安全和旅客乘坐舒适，加强上部结构的竖向刚度、横向刚度和抗扭刚度，使其满足刚度限值的要求，同时加强结构的整体性，以提高结构的动力特
23、性，都是十分必要的。高速铁路大量采用箱形截面梁，这是因为箱形截面整体性强，抗扭刚度大，是当代混凝土桥，特别是大跨度混凝土桥的主要形式。用于高速铁路上，其动力特性更显得优越。尤其是双线整孔箱形截面梁，具有腹板少，圬工省，较厚的腹板有利于布置钢筋和提高耐久性等优点，且横向刚度几乎为双线双箱梁的二倍。另外，国内外大量桥梁的使用经验说明，结构的耐久性对桥梁的安全使用和经济性起着决定性作用，片面地追求较低的初期投资而忽视耐久性，往往会造成很大的经济损失。因此，高速铁路的桥梁结构，设计中应十分重视结构物的耐久性设计，提高混凝土的耐久性，并统一考虑合理的结构布局和结构细节，强调结构易于检查维修。总之，高速铁
24、路是否能够安全、平稳、舒适运行，轨道平顺性是最直接的体现。但真正要实现高速列车安全、平稳、舒适运行，不仅仅是轨道的平顺性，而是由路基、桥梁和轨道等组成的基础设施整体。因此，高速铁路基础设施的设计，不仅要严格控制各结构物的设计质量，更要强调各结构物组合后的整体质量，要对车、线、桥（或路基）所组成的整体进行动力特性分析，然后根据各工点具体情况，按照经济合理的原则，将总体指标进行分解，落实到各结构物的设计指标上，才能既减少工程投资，又确保高速列车安全和舒适地运行。（2）牵引供电系统牵引供电系统设计的主要目标是在系统构成和主要设备性能上适应高速牵引负荷的特点，确保向高速列车提供可靠、持续、安全的动力源
25、泉。与普通铁路相比，高速铁路在牵引供电方面具有带电运行时间长、需求功率大、行车密度高、运营时间内负荷集中等特点。因此，高速铁路牵引供电方案的研究必须结合沿线外部电源情况，考虑沿线枢纽及相邻线供电方案、供电制式、牵引变电所分布、主变压器接线方式、减少电分相数量等因素综合研究确定。牵引供电管理必须在高速铁路综合调度系统的大框架下，实现牵引供电调度子系统的自动化管理，确保各子系统之间的相互协调。接触网是高速列车的直接受流结构，也是高速铁路实现高速运行的薄弱环节。随着列车运行速度的提高，将加快接触线的波动传播速度，扩大接触压力的离散程度，增大离线时间和离线率，提高接触网动态抬升量，易于造成接触网的不均
26、匀磨耗和疲劳，并影响受流质量。因此，高速铁路接触网设计的关键是提高接触导线的张力，选择高性能接触导线，改善接触网跨间距离，适当加大接触网的结构高度，合理预留接触线弛度，提高接触网的整体稳定性，从而降低接触线的波动传播速度，减少离线时间和离线率，降低接触压力的标准偏差和接触线的抬升量，改善弓网受流质量，减少维修工作量，延长接触网的使用寿命。（3）通信、信号、综合调度系统如果说控制人体正常动作的核心是大脑和中枢神经，那么，也可以说控制高速列车安全运行的核心设备是行车指挥自动化系统、通信系统和列车运行自动控制系统。因此，高速铁路通信、信号、综合调度系统是确保高速列车安全运行的关键设备，其中列车运行控
27、制系统和行车指挥自动化系统是其核心，不仅要高度重视该系统各项设备的先进、成熟、经济、适用和可靠，更要高度重视该系统的总体性、系统性和协调性。为此，高速铁路通信、信号、综合调度系统的设计，要围绕实现高速列车高速、安全、高密度、舒适运行的目标，强调各项设备的先进性和可靠性，强调专业设备的系统性，强调与相关专业设备的协调性。高速铁路列车运行控制系统的设计特点是，列车运行速度高、安全性要求高、行车密度大、站间距离长、不同速度的列车混跑、跨线列车接续点多等。因此，高速铁路的列控系统采用基于无线传输的ETCS-2级技术规范；采用无线通信网络、轨道电路和点式传输设备同时实现车地间信息的传输；采用智能化车载设
28、备，满足本线要求的同时，实现与相邻既有铁路及提速改造线路的兼容；采用目标距离连续速度控制模式曲线，以缩短列车追踪间隔距离，满足有利于高中速混跑的技术要求等。高速铁路通信系统设计的主要目标是为高速铁路各用户提供语音、数据、图像等多种媒体信息，满足各专业使用功能的需要及其发展要求。其设计的特点表现为服务对象多元化、专用化，服务要求高安全化、高可靠化，服务性质可持续发展化。因此，高速铁路通信系统设计的关键在于系统研究各专业用户的需求及其功能特点，只有系统地摸清各专业用户的功能需求及其技术要求，才能进行综合系统集成，提高系统设计质量。综合调度系统包括计划调度、行车调度、动车底调度、旅客服务、电力调度、
29、维修与救援调度、安全监控等个子系统，综合了行车控制、供电控制、动车底运用控制、与生产有关的各类设备的维修控制等，同时包括与行车有关的信息采集和处理，是以行车调度为核心，涉及所有专业的现代化综合调度系统，其要求实现的目标是计划准确、安排超前，操作简便、调整快速，安全可靠、应急敏锐，重点突出、系统协调，先进成熟、可持续发展。因此，高速铁路综合调度系统的设计应立足高标准、高起点，并具有良好的系统可扩展性；应具有良好的自诊断功能、自动数据备份和恢复功能，不停机维修功能；应提供丰富的实用软件和友好的人机界面，方便操作；应具有标准化的模块设计和开放式平台，满足系统的整体性和各子系统之间的协调性。由于综合调
30、度系统涉及的专业多，专业技术性强、要求高，因此，高速铁路综合调度系统的设计是一项系统工程，必须在充分研究各专业用户需求、信息内容和信息流向的基础上，才能实现其系统设计。为此，部专题安排了综合调度系统用户需求研究，也开展了综合调度系统仿真研究工作。（4）高速铁路整体形象设计环境问题的重要性及其对可持续发展的影响，越来越受到政府和公众的关注。高速铁路是我国的第一条高速铁路，也将是世界上一次建成最长的高速铁路，其环境设计除了要考虑一般铁路建设项目需要考虑的环境保护及水土保持等设计内容以外，还要考虑高速铁路的整体形象设计，要将高速铁路建设成为一道亮丽的风景线，融入沿线环境中，并体现高速铁路的企业新文化
31、。1）沿线车站建筑设计车站设计要改变传统站房设计的固有思路，体现高速铁路设计新理念。要树立站场、站台、雨棚、站房、各类设备用房、其他跨线建筑物的整体布置与站前广场和周围环境一体化的设计理念，不仅要将车站建筑融入当地人文景观中，还要体现高速铁路的车站特点，室内外装修要体现高速铁路企业新文化。另外，高速铁路的车站建筑设计，还要体现以人为本的设计理念，强调站屋旅客流线设计和站前广场旅客流线设计，以方便旅客乘降为主要原则，体现高密度、大容量、高流动性等特点。2）沿线桥梁景观设计沿线桥梁设计不仅要满足桥梁的技术要求，还要注重桥梁的美观设计。因此，桥梁设计不仅要重视结构设计，还要引入建筑设计理念，从孔跨、
32、结构形式、墩台、桥上护栏等多方面入手，在体现地域文化特色的同时，形成全线高速铁路桥梁整体形象。3）路基坡面防护和声屏障美观设计与桥梁设计一样，高速铁路的路基坡面防护和声屏障设计也要引入建筑设计理念，要统一规划全线坡面防护形式和声屏障结构形式。路基坡面防护应尽量采用绿色防护措施，与路基外绿色通道一起，形成一道绿色长廊，体现全线路基坡面防护的美观性和整体性；声屏障设计要区分路基和桥梁等不同地段的声屏障，路基地段声屏障要体现与路基设计的整体性，桥上声屏障要与桥梁形成一个整体。4）高速铁路企业文化设计高速铁路作为一种铁路新形象的代表，要研究高速铁路的企业文化。建议研究速铁路的企业标志，统一全线桥梁、车
33、站、路基、隧道、站内各类设施等设备的统一标志，不仅使各设备融入当地人文景观中，也同时体现高速铁路企业文化的一致性。当然，要达到高速铁路的整体形象设计，还有其他许多方面，其设计难度也相当大。但无论如何，作为我国的第一条高速铁路，一定要重视企业的整体形象设计，将高速铁路作为一种全新的铁路企业文化，深入千家万户。四、主要设计原则1.运输组织模式采用本线旅客列车和跨线旅客列车混合运行的客运专线模式。本线列车采用速度300公里/小时及以上的动车组，跨线列车采用速度200公里/小时及以上的动车组。（1）与相邻线分工高速铁路主要承担本线大站间旅客交流和跨线运行的衔接路网的大站间旅客交流；城际客运专线承担其沿
34、线各站间的绝大部分城际旅客交流；既有线以货运为主，并承担本线小站间旅客交流和少量跨线旅客交流。高速铁路考虑北京、天津、德州、济南、徐州、蚌埠、南京、上海等八处衔接站有跨线列车上下高速线。其中德州考虑2020年具备跨线列车上高速线条件。（2）列车开行方案旅客列车开行方案的设计要立足路网、确保安全，以客运量为基础，以高密度、公交化为特点，科学合理地安排包括旅客列车开行等级、种类、起迄点、数量、经由线路、停站方案、列车客座能力利用、车底运用等内容，以方便旅客、最大限度地吸引客流为条件，以设备利用效率和经济效益最大化为前提，以充分考虑对相邻衔接车站的影响，充分释放既有线能力为原则，体现从客流到列车流的
35、“以人为本”的运输组织方案。办理始发终到旅客列车的车站为北京、天津、济南、南京、上海。徐州为预留始发终到的车站。曲阜、蚌埠、常州、无锡和苏州有办理始发列车条件（立折或接续运行）。在高速线上运行的列车全部采用动车组。长编组定员取1200人，编组按16辆考虑；短编组定员取600人，按8辆考虑。2.线路、轨道（1）最小曲线半径一般为9000m，困难为7000m。优先选用110009000m的曲线半径。（2）缓和曲线线型采用三次抛物线线型；缓和曲线长度根据曲线半径、行车速度，结合地形条件、工程情况分别按高速铁路设计暂行规定从长选用。（3）正线线间距按5.0m设计。（4）线路最大坡度：一般不大于12，困
36、难条件下，经牵引计算检算可采用不大于20的坡度。（5）最小坡段长度一般900m；困难为600m。（6）正线轨道按一次铺设跨区间无缝线路设计。（7）正线轨道路基地段以铺设有碴轨道为主；长大桥梁和隧道地段宜铺设无碴轨道。（8）正线钢轨采用60kg/m；轨枕采用型轨枕，每公里铺设1667根；道床采用特级碎石道碴，厚0.35m。3路基路基应为强度高、刚度大且纵向变化均匀、长久稳定、顶面平顺的轨道基础，确保列车高速、安全和平稳运行。（1）路基面宽度高速正线区间直线地段路基面宽度：双线13.8m，单线8.8 m，两侧路肩宽度均为1.4m。（2）基床结构、填料规格及压实标准：高速正线基床厚度为3.0m，其中
37、基床表层为0.7m（含5-10cm的沥青混凝土和60-65cm的级配碎石或级配砂砾石）；基床底层2.3m，应采用A、B组填料或改良土。基床表层级配碎石、过渡段的压实标准中增加了动态变形模量Evd指标，压实标准应符合表1、表2的规定。表1 级配碎石基床表层的压实标准填料厚度（m）压实标准备注地基系数K30（MPa/m）动态变形模量Evd（MPa）孔隙率n级配碎石0.71905518%路堤级配碎石0.551905518%当为软质岩、强风化的硬质岩及土质路堑时中粗砂0.1513045注：基床表层的K30、Evd、n三项指标要求同时检测，均必须满足压实标准。表2 级配砂砾石基床表层的压实标准填料厚度（
38、m）压实标准地基系数K30（MPa/m）动态变形模量Evd（MPa）孔隙率n级配砂砾石0.71905518%注：基床表层的K30、Evd、n三项指标要求同时检测，均必须满足压实标准。过渡段要求填筑级配碎石，填筑压实标准应为K30150MPa/m、 Evd50MPa和n28%（3）轨道基础竖向刚度出现突变的路基与桥台、路基与横向结构物连接处、路堤与路堑交界处以及地基条件变化较大处等应设置过渡段。（4）软土及松软地基工点，根据路堤填土高度、松软及软土的厚度、埋深、分层物理力学指标等情况，选择代表性断面计算总沉降量、工后沉降，路桥过渡段的地基加固要单独计算。并视路基的稳定与沉降情况，安全可靠地确定地
39、基加固处理措施。路堤工后沉降量应满足一般路段不大于5cm；桥台台尾过渡段不大于3cm。工后初期地基沉降速率应控制在2cm/年以内。（5）路基坡面加固防护工程设计应重视环境保护和路基坡面的美观设计，尽量采用绿色防护措施。（6）路基排水设计：排水设计应全面系统地进行规划，完成排水设计图。尤其要重视平原地区的排水设计，做好详细的排水设计，要充分考虑既有水利设施的布局和高速铁路实施后对既有水利设施的影响情况；对高速铁路进入城市地段的排水设计（包括区间铁路和站场），可因地制宜，结合站区生产、生活污水的排放，进行综合考虑，有条件时，应纳入城市排水管网。4桥梁（1）桥涵结构应构造简洁、力求标准化、尽量采用统
40、一的孔跨类型，便于施工和养护维修，应确保桥梁结构的耐久性、良好的动力特性，满足高速列车安全运行和旅客乘座舒适度的要求。（2）桥梁主要承重结构应按100年使用要求设计。（3）桥梁墩台基础的工后沉降量不应超过下列容许值：对于有碴桥面桥梁： 30 mm对于无碴桥面桥梁： 20 mm对沉降难以控制地段，如软土或松软地段，采用可调支座，并相应考虑调高支座的作业空间，设置墩台沉降观测点。（4）对于跨越高速公路、铁路以及位于城市附近的桥梁结构型式的选择，除满足高速行车技术要求外，应重视建筑设计，与周围环境和当地人文景观相协调。5隧道（1）隧道工程设计贯彻“早进晚出”的原则，并考虑列车进入隧道诱发的空气动力学
41、效应对行车、旅客乘坐舒适度、车辆结构强度和环境等方面的不利影响，设置或预留洞口缓冲结构。（2）隧道断面内轮廓有效面积（轨面以上）按100m2设计。（3）隧道结构应满足100年的使用寿命要求。（4）重视隧道洞门的设计。不仅要处理好洞口的空气动力学效应，还应强调隧道洞门设计的美观。（5）双线隧道内两侧均设置贯通整个隧道的救援通道；当隧道长度大于1000m时，结合施工辅助坑道，在有条件的情况下设置紧急出口。6电气化（1）高速正线牵引供电采用AT供电方式，枢纽地区跨线列车联络线、动车组走行线和动车段等采用直接供电方式。（2）牵引变电所采用两回进线，并互为热备用，进线电源优先采用220kV。（3）牵引变
42、电所、分区所、开闭所、自耦变压器所宜采用无人值班、无人值守的运营方式。全线采用综合自动化系统，并纳入牵引供电综合调度系统。（4）接触网与通信、信号专业等共用接地体，并与路、桥等土建工程设计相协调。7通信、信号、信息化（1）总体要求铁路信号要向数字化、网络化、智能化发展，要加强通信、信号和计算机技术一体化，要向扩展功能、综合管理方向发展；要充分发挥通信、信号系统的整体综合效能，使其成为一个集运行控制、调度指挥、信息管理和设备监测的综合自动化系统；通信、信号系统应是高安全、高可靠、不间断的冗余系统；（2）信号系统1）列控系统最小安全追踪间隔按3min设计；2）列控系统控制模式应采用连续速度（或目标
43、-距离）控制模式。3）列控系统应与国内200km/h列控系统兼容。4）区间不设置地面信号机、列控系统车载设备显示应作为列车运行的凭证。（3）通信系统1）高速铁路通信网专为高速铁路运输服务，由通信线路、光传输系统、无线通信系统、数据通信系统、用户综合接入系统、调度通信系统、旅客服务信息系统、应急通信系统、会议电视系统、支撑网等组成。2）通信网应为信号、综合调度、信息化等各业务系统提供高安全可靠的通信手段，并为高速铁路运输提供话音、数据、图象等多媒体通信业务。3）会议电视系统应满足高速铁路系统内部会议电视的要求，还应能加入全路会议电视网。4）通信网提供为旅客服务的条件。（4）信息化1）高速铁路信息
44、化包括运输生产调度指挥管理、客运营销、企业经营管理三个部分，主要包括综合调度、客票预发售、办公自动化、财务管理清算、地理环境信息、分析决策、门户网站、客户服务、电子商务等系统。2）信息化系统按统一规划、统一设计、分步实施的原则进行设计。3）综合调度系统以运输计划为基础，以列车运行调度为核心，综合电力、动车底、旅客服务、综合维修、安全监控等调度指挥管理，形成应变迅速、协调配合的综合调度指挥管理系统。4）信息化设计遵循可靠、安全、先进性、标准化、可扩展及容灾备份的原则。（5）防灾安全监控系统防灾安全监控系统由风监测系统、雨量及洪水监测系统、地震监测系统、轨温监测系统、火灾监测系统、崩塌及落物监测系
45、统等组成；在沿线车站设置10M/100M以太网、车站防灾信息系统、各监测系统的终端等设备；在北京综合调度中心设置10M/100M以太网、防灾系统主机、显示控制终端、维护终端等设备。8房屋建筑（1）房屋建筑设计房屋总平面设计以铁路站房为中心，结合城市地方的总体规划，搞好铁路站区的规划设计，设计中应充分体现高速铁路的特点：为旅客提供一个方便、快捷的外部交通转换空间；在满足生产工艺要求的同时，把站区建设成为城市的有机组成部分。车站建筑的规划设计应重视与地铁、轻轨、公交、长途汽车、出租车、社会车、自行车等其它交通形式之间转换的顺畅，使每一个车站都成为一个高效、便捷的交通中转枢纽。重视站区周围环境绿化设
46、计，对于站区周围的自然水体等地貌，应充分的利用和保护，突出“绿色与生态”这一21世纪的主题。（2）车站建筑设计原则及标准：车站建筑应以旅客流线为核心，将其视为容纳站房、站场、全覆盖雨棚以、与运营相关的设备用房、站区旅客集散地、公交车、出租车、社会车、自行车停车场等旅客专业场地等多项内容的综合体来统一规划设计，以使各部分功能得到充分而合理的发挥。车站建筑的内部功能设计应结合高速铁路小编组、高密度的特点，强化其功能的通过性，减弱其滞留性，使车站建筑在功能上充分适应高速铁路的运营。以重视旅客的舒适程度为原则，通过室内光环境、声环境、空气环境的设计，为旅客创造健康、舒适的乘降空间。全线车站设计严格执行
47、残疾人无障碍设计的有关规定。（3）沿线一般房屋建筑标准房屋建筑设计必须贯彻“适用、经济、美观”的设计原则。大力采用新技术新材料及新颖的建筑形式，在解决建筑本身对功能的需求的同时体现出高速铁路的时代特征。要充分考虑生态、环保、节能等因素，遵循国家有关规定，力求建筑与自然的共生。在强调房屋建筑工程先进性的同时，强调工程的经济性，力求先进性与经济性之间达到完美的平衡。各区段建筑设计均应在全线共性识别系统的指导下完成，保证高速铁路全线形象的整体性。9环境保护与水土保持（1）噪声、振动污染防治措施对可能产生的噪声污染，设计采取了必要的措施对声源进行治理，主要措施有：加装消声器，铺设减振垫，放置高噪声设备
48、的房屋进行必要的隔、吸声处理等，使其噪声排放满足相关标准要求。对运行列车产生的噪声污染，设计采用下述措施进行治理：1）轨道采用有碴道床，无缝线路、弹条扣件，并重视平顺性设计。2）在城市居民区重点路段设置减振型板式轨道，轨道下铺设减振材料，以减小因振动激励产生的噪声。3）当噪声敏感点环境噪声超过标准时，在其所对应的线路段敏感建筑一侧设置声屏障。（2）水污染防治措施动车段设置了MBR处理技术的综合污水处理场，从高速列车集便箱中卸出的高浓度粪便污水经化粪池处理后送至污水处理场；所有污水进入综合污水处理场处理，达到排放标准后排入城市排水系统。一般高速站、维修基地采用SBR处理技术和相关设备。（3）环境空气污染防治措施本工程新增锅炉均为燃油锅炉，污染物排放量微少，可以达标排放，也符合地方政府环境保护主管部门的管理要求。（4）电磁辐射污染防治
