客运专线监理人员培训教材(施组)6374.docx
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1、铁路客运专线监理人员培训教材 铁路客运专线主要技术标准及施工监理技术客运专线线铁路施施工组织织探讨高速铁路路有限责责任公司司筹备组组何志军军第一章客客运专线线铁路概概述一、高速速铁路界界定的标标准高速列车车运行速速度是一一项重要要的技术术指标,也也是铁路路现代化化水平的的重要体体现。最最高运行行速度在在20世纪纪60年代代大体是是21002400,77080年代代为2770kmmh,90年代代为3000kmmh,21世纪纪初达到到33003500kmh。关于高速速铁路界界定的标标准,660年代代日本把把新干线线速度定定为2000kmmh以上。随着高高速铁路路技术的的发展,欧欧洲铁路路联盟于于1
2、9996年9月发布布的互通通运营指指导文件件(966/00048/EC)对高速速铁路有有了更确确切的规规定:新新建铁路路运行速速度达到到或超过过2500kmh;既有有线通过过改造使使基础设设施适应应速度2200kkmh;线路路能够适适应高速速,在某某些地形形困难、山区或或城市环环境下,速速度可以以根据实实际情况况进行调调整。目前,我我国尚没没有明确确的高速速铁路界界定标准准,但业业内普遍遍认同欧欧洲铁路路联盟于于19996年9月发布布的互通通运营指指导文件件(966/00048/EC)对对高速铁铁路的界界定标准准。新建建客运专专线铁路路的速度度目标值值在2000kmmh及以上上。二、高速速铁路
3、最最主要的的四个基基本的技技术特征征1.轮轨轨方面:持久高高平顺性性的轨道道,轻量量化高走走行稳定定性的列列车;2.弓网网方面:大张力力的接触触网,高高性能的的受电弓弓;3.空气气动力方方面:流流线形、密封的的列车,较较大的线线间距和和隧道断断面;4.牵引引与制动动方面:大功率率的交-直-交列车车和大容容量的牵牵引供电电设施,大大能力的的盘形、再生、涡流列列车制动动系统和和车载信信号为主主的列控控模式。高速铁路路是由高高质量的的铁路新新线、性性能先进进的机车车车辆和和控制系系统组成成的庞大大技术系系统,它它集中采采用了当当代高新新技术成成就,从从涉及到到的四个个方面实实际上可可以延伸伸到整个个
4、高速铁铁路系统统,是一一项系统统工程。三、高速速铁路建建运管理理模式各国因国国情不同同而异。大致有有四种类类型:一一是新建建高速铁铁路双线线,专门门用于旅旅客快速速运输,如如日本新新干线和和法国高高速铁路路,均为为客运专专线,白白天行车车,夜间间维修;二是新新建高速速铁路双双线,实实行客货货共线运运行,如如意大利利罗马佛罗伦伦萨高速速铁路,客客运速度度2500kmh,货运运速度1120kkmh;三是是部分新新建高速速线与部部分既有有线混合合运行,如如德国柏柏林汉汉诺威线线,承担担着客运运和货运运任务;四是在在既有线线上使用用摆式列列车运行行,这在在欧洲国国家多见见,在美美国“东东北走廊廊”摆式
5、式列车速速度为2240kkmh。我国的客客运专线线铁路是是新建的的高速铁铁路双线线,专门门用于旅旅客快速速运输。近期采采用本线线旅客列列车和跨跨线旅客客列车混混合运行行的模式式。四、客运运专线铁铁路的主主要技术术标准我国客运运专线铁铁路的主主要技术术标准在在拟定之之中。目目前已颁颁布的京京沪高速速铁路设设计暂暂规的的主要技技术条件件如下:1、铁路路等级:高速速铁路;2、正线线数目:双线线;3、设计计速度:列车车最高运运行速度度3500Km/h,最最低运行行速度2200KKm/hh ;4、运输输模式:高中中速混跑跑;5、线间间距:55米;6、最小小曲线半半径:一一般70000米米、困难难5500
6、0米;7、最大大坡度:122;8、到发发线有效效长度:7000米;9、牵引引种类及及列车类类型:电电力、动动车组;10、列列车运行行控制方方式:自自动控制制;11、行行车指挥挥方式:综合调调度集中中。根据中中长期铁铁路网规规划,我我国铁路路将形成成以京沪沪、京广广、京哈哈、沪甬甬深及陇陇海、浙浙赣、青青太及沪沪汉蓉“四四纵四横横”等客客运专线线为主体体,到220200年建设设约1万公里里的客运运专线,约约2万公里里的客货货混跑快快速线路路,总规规模达到到3万公里里的客运运网络。十余年年来,围围绕京沪沪高速铁铁路,在在借鉴世世界高速速铁路先先进技术术和经验验教训的的基础上上,结合合我国国国情路情
7、情进行的的技术攻攻关已取取得了丰丰硕的研研究成果果。这些些成果将将为即将将展开的的大规模模客运专专线铁路路建设提提供有力力的技术术支持。第二章工工程特点点与难点点一、客运运专线铁铁路结构构工程的的技术要要求客运专线线铁路路路基、桥桥梁、隧隧道、轨轨道等的的建设标标准和技技术要求求比一般般铁路高高得多,根根本原因因是由于于客运专专线铁路路必须保保证高速速轨道具具有持久久稳定的的高平顺顺性。这这是因为为轨道不不平顺是是引起列列车振动动、轮轨轨动作用用力增大大的主要要原因。在高平平顺性的的轨道上上,高速速列车的的振动和和轮轨间间的动作作用力均均较小,行行车安全全和平稳稳性、舒舒适性能能够得到到保证,
8、轨轨道和机机车车辆辆部件的的使用寿寿命和维维修周期期也较长长。反之之,即使使轨道、路基和和桥梁结结构在强强度方面面完全满满足要求求,而平平顺性不不良时,在在高速行行车条件件下,各各种轨道道不平顺顺引起的的车辆振振动和轮轮轨动作作用力将将大幅度度提高,使使平稳、舒适、安全性性严重恶恶化,甚甚至导致致列车脱脱轨。为为保障高高速行车车的平稳稳、安全全和舒适适,必须须严格控控制轨道道的平顺顺性。高速铁路路轨道的的高平顺顺性主要要体现在在以下几几个方面面:钢轨的原原始平直直度公差差要小;焊缝的几几何尺寸寸公差要要小;道岔区不不能有接接头轨缝缝、有害害空间等等不平顺顺;高低、轨轨向、水水平、扭扭曲和轨轨距
9、偏差差等局部部孤立存存在的不不平顺幅幅值要小小;敏感波长长和周期期性不平平顺的幅幅值要小小;轨道不平平顺各种种波长的的功率谱谱密度值值都要小小。保证高速速铁路轨轨道高平平顺性,必必须满足足以下条条件:1、路基基设计和和施工必必须满足足路基的的工后沉沉降小、不均匀匀沉降小小,在动动力作用用下的变变形小、稳定性性高等要要求。高平顺性性、高稳稳定性的的路基是是确保轨轨道高平平顺性的的前提条条件。因因此:首先,路路基必须须严格控控制工后后沉降。京沪高高速铁路路设计暂暂行规定定中规定定“路基基工后沉沉降量一一般地段段不应大大于5ccm,沉沉降速率率应小于于2cmm/年。桥台台台尾过渡渡段路基基工后沉沉降
10、量不不应大于于3cmm”。其次,要要严格控控制路基基的不均均匀沉降降。在1100mm范围内内的路基基不均匀匀沉降,将将直接造造成幅值值较大的的轨道长长波高低低不平顺顺,更短短范围内内的路基基不均匀匀沉降,将将直接造造成路基基的稳固固和安全全。其三,要要控制路路基的初初始不平平顺。这这是由于于路基的的初始不不平顺过过大,将将导致道道床厚度度不均,道道床弹性性和残余余变形积积累不均均匀,也也会逐渐渐形成轨轨道的中中长波不不平顺。2、桥梁梁的动挠挠度等变变形必须须满足高高平顺性性的要求求桥梁的挠挠度、折折角、扭扭曲等变变形直接接影响轨轨道的平平顺性,因因此,桥桥梁梁跨跨的组合合、桥梁梁的刚度度、自振
11、振频率等等设计应应满足轨轨道的平平顺性条条件。多跨等距距桥梁更更要严格格控制动动挠度形形成的周周期性不不平顺,跨跨度选择择应避开开敏感波波长,尤尤其要避避免形成成最不利利周期性性轨道不不平顺。因此,在在一般的的桥梁设设计中,经经常采用用多跨等等距桥梁梁,便于于施工组组织,降降低工程程造价的的设计思思路,在在高速铁铁路设计计中需要要有所改改变,而而应采用用小跨度度、大刚刚度、不不等距桥桥梁梁跨跨设计,这这样比较较容易满满足平顺顺性条件件。3、道床床必须选选用硬质质、耐磨磨的道碴碴,并在在铺枕前前整平压压实选用硬质质、耐磨磨的道碴碴,并压压实道床床,对于于保证平平顺性、提高开开通速度度、减少少道床
12、残残余变形形积累、降低轨轨道的养养护维修修工作量量非常有有效。近近十多年年来国外外重载、高速铁铁路均已已采用。铁科院院轨道动动力学试试验室进进行的试试验也证证实了国国外这一一重要措措施的效效果。在在完全相相同的货货车滚压压条件下下,经过过1233万吨通通过总重重,道床床下层经经压实的的轨道与与未经压压实的轨轨道相比比,最大大残余变变形前者者为155mm,后后者为550mmm,相差差3.33倍,接接头部最最大不平平顺,前前者为113mmm,后者者为422mm,相相差3.2倍,压压实道床床的效果果十分明明显。4、严格格控制轨轨道的初初始不平平顺轨道初始始不平顺顺是运营营后各种种轨道不不平顺发发生、
13、发发展和恶恶化的根根源,若若不进行行严格控控制,将将造成运运营过程程中难以以处置的的无穷后后患。根根据欧洲洲的研究究,轨道道初始不不平顺状状态对以以后轨道道长期的的平顺状状态和维维修工作作量有决决定性影影响。初初始状态态好的轨轨道,维维修周期期长,能能长期保保持良好好的水平平;初期期状态不不好的轨轨道,不不仅维修修周期短短,增加加维修作作业次数数也很难难改变轨轨道初期期“先天天”的不不良水平平。日、法、德德、瑞等等国都制制定了非非常严格格的轨道道铺设精精度标准准。因此此,要提提高轨道道的铺设设精度标标准,严严格控制制轨道的的初始不不平顺。总之,高高速铁路路是否能能够安全全、平稳稳、舒适适运行,
14、是通过轨道的平顺性来体现的,但真正影响高速列车安全、平稳、舒适运行的不仅仅是轨道,而是由路基、桥梁和轨道等组成的基础设施整体。因此,高速铁路各结构物的设计,不仅要强调各结构物本身的高平顺性和稳定性,还要强调各结构物组合后的平顺性和稳定性,要对车、线、桥(或路基)的组合进行动力仿真分析,确保高速列车安全和舒适地运行。二、工程程特点与与难点以京沪高高速铁路路为例。1、路基基设计理念念新。为为保证轨轨道具有有持久的的平顺性性,路基基结构设设计首次次采用了了变形和和强度结结合控制制的原则则。目的的为轨道道提供一一个强度度高、刚刚度大且且纵向变变化均匀匀、长久久稳定、顶面平平顺的弹弹性基础础。结构标准准
15、高。路路基基床床由表层层和底层层组成,表层厚厚度应为为0.77m,底底层厚度度应为22.3mm,总厚厚度为33.0mm。其中中,基床床表层由由510ccm厚的的沥青混混凝土防防水层和和6560ccm厚的的级配碎碎石或级级配砂砾砾石组成成。基床床底层填填筑A、B组填料料。路基基与桥台台及路基基与横向向结构物物间过渡渡段、地地层变化化较大处处和不同同地基处处理措施施连接处处,是不不均匀沉沉降容易易产生的的常见部部位,在在地基处处理和路路堤设计计中采取取了逐渐渐过渡的的方法,减减少不均均匀沉降降,以满满足轨道道平顺性性要求。工后沉降降和沉降降率控制制严格。规定路路基工后后沉降一一般地段段(含软软土路
16、基基)不大大于5cm,年年沉降率率不大于于2cm;过过渡段,工工后沉降降不大于于3cm。对对沉降控控制较困困难的软软土及松松软土地地质地段段的路基基均采取取了地基基加固措措施。填料标准准高。路路基结构构所使用用的材料料质量必必须先期期选择和和确定。基床表表层和各各种过渡渡段增加加了一项项反映土土体动应应力特性性的质量量控制指指标-动动态变形形模量EEVd,要要求K30、EVd、n三项指指标同时时检测,均均必须满满足压实实标准。基床表表层所采采用的级级配碎石石或级配配砂砾石石等材料料,基床床底层采采用的AA、B组填料料均有严严格的材材质、粒粒径和级级配要求求,为保保证达到到设计标标准,设设级配碎
17、碎石拌合合站或填填料改良良场,对对填料进进行集中中拌合或或改良。路堤施工工的工期期长。根根据国外外及国内内秦沈客客运专线线、京沪沪高速铁铁路昆山山试验段段的施工工经验,良好地基的有碴轨道路堤填筑后一般放置1个月以上,地基不良地段路堤放置6个月以上;黏土地基上路堤支承板式轨道时需放置6个月以上,其他地基放置3个月以上;同时,要预先进行详细地质地基勘察,进行必要的沉降观测,并测算沉降稳定时间,以保证预压时间,达到稳定时间和沉降要求。附:高速速铁路与与普速铁铁路主要要技术参参数对比比表路基技术术参数对对比序号项目名称称高速铁路路级铁路路(重载载)1路基宽度度路堤13.88米11.66米2路堑13.8
18、8米11.22米3路基基床床表层厚度度0.7米米0.6米米4底层厚度度2.3米米1.9米米5填料基床表层必须使用用级配碎碎石或级级配砂砾砾石可使用AA、B组填料料,有条条件地使使用C组填料料6底层应采用AA、B组填料料或改良良土可使用AA、B、C组填料料,有条条件地使使用D组填料料7路堤下部部可采用AA、B、C组及改改良土可采用AA、B、C、D组填料料8压实标准准基床表层层细粒土不使用K3090、K0.9919粗粒土K301900、Evd55、188%K301200、D0.77510基床底层层细粒土K301100、K0.995K3080、K0.88911粗粒土K301300、28%K30100
19、0、D0.77012路堤下部部细粒土K3090、K0.990K3070、K0.88613粗粒土K301100、31%K3080、D0.66514沉降控制制标准工后沉降降5厘米,年沉降率率2厘米;过渡段工工后沉降降3厘米沉降比控控制(CC0.00050.0025)15过渡段20m 范围内内基床表表层的级级配碎石石内掺入入35%的水泥泥,表层层以下以以级配碎碎石分层层填筑,填筑压压实标准准应满足足K301500MPa/mm、Evd50MPPa和孔孔隙率nn28%。末设过渡渡段要建立先先进、可可靠、精精确、完完整、有有效的质质量控制制与检测测体系,保保证:(1)地地质勘察察深度及及所采用用的设计计方
20、法和和计算参参数正确确;(2)填填料特性性、工程程措施及及适用范范围全过过程受控控。(3)路路基均匀匀或不均均匀沉降降及其沉沉降数值值得到持持续正确确的检查查。路基上的的各种设设备宜与与路基同同步修建建,并不不得因其其设置而而损坏和和危及路路基的稳稳固与安安全。2、桥梁梁高速铁路路的桥梁梁设计,除除满足一一般铁路路桥梁的的要求外外,还需需满足一一些特殊殊的要求求,这是是因为在在高速列列车运行行条件下下,结构构的动力力响应加加剧,从从而使列列车运行行的安全全性、旅旅客乘坐坐的舒适适度、荷荷载冲击击、材料料疲劳、列车运运行噪声声、结构构耐久性性等等问问题都与与普通铁铁路有所所不同。如:结构的纵纵横
21、向刚刚度大。除控制制挠度,梁梁端转角角,扭转转变形,结结构自振振频率,还还要限制制预应力力徐变、不均匀匀温差引引起的结结构变形形。并进进行车桥桥耦合动动力响应应分析。耐久性要要求高。主要承承重结构构按1000年使使用要求求设计,统一考虑合理的结构布局和结构细节,强调要使结构易于检查维修以保证桥梁的安全使用等。墩台基础础的沉降降控制严严格。其其工后沉沉降量不不应超过过下列容容许值:墩台均匀匀沉降量量:对于有碴碴桥面桥桥梁: 30 mm对于无碴碴桥面桥桥梁: 20 mm静定结构构相邻墩墩台沉降降量之差差:对于有碴碴桥面桥桥梁:=155 mmm对于无碴碴桥面桥桥梁:=5 mmm预应力混混凝土梁梁的徐
22、变变上拱值值:轨道铺设设后,有有碴桥面面梁的徐徐变上拱拱值不宜宜大于220mmm;无碴碴桥面梁梁的徐变变上拱值值不应大大于100mm。对于外静静不定结结构,其其相邻墩墩台均匀匀沉降量量之差的的容许值值,除要要满足外外静定结结构相邻邻墩台沉沉降量之之差的要要求外,还还应根据据沉降时时对结构构产生的的附加应应力的影影响而定定。对于于沉降难难以控制制区段的的桥梁,采采用可调调支座桥梁上部部结构优优先采用用预应力力混凝土土结构。预应力力混凝土土结构不不仅刚度度大,而而且噪音音低,由由温度变变化引起起的结构构位移对对线路结结构的影影响小。技术复杂杂、施工工难度大大。双线线简支箱箱梁制、运、架架需专门门的
23、大型型施工装装备(32米跨跨度的双双线简支支箱梁重重约9000吨、梁宽113.44米);大跨跨度的特特殊孔跨跨结构多多。跨越越主要交交通干线线或通航航河流大大量采用用钢混结结合梁、连续梁梁、斜拉拉桥、钢钢桁拱等等特殊结结构的大大跨度梁梁式。工程量大大。由于于所经地地区经济济发达,城城市和居居民点密密布,铁铁路、公公路、河河流纵横横交错,桥梁所占线路总长度的比重是一般普速铁路的34倍。3、隧道道隧道工程程设计考考虑列车车进入隧隧道诱发发的空气气动力学学效应对对行车、旅客乘乘坐舒适适度、车车辆结构构强度和和环境等等方面的的不利影影响。采采用放大大隧道断断面有效效面积减减少阻塞塞比(列列车横断断面面
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