26高速铁路设计规范条文说明3总体设计.docx

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26高速铁路设计规范条文说明3总体设计

3.1.1高速铁路是极其庞大复杂的现代化系统工程，融合了机械与电子工程技术、土木工程技术、电子工程技术、材料与结构技术、通信与计算机技术、现代控制技术等一系列当代高新技术。

高速铁路采用的各种高新技术分别隶属于不同的子系统，其技术指标、性能参数相互依存、相互制约，系统内部各种关系非常复杂。

因此，高速铁路设计应从规划开始统筹考虑土建工程、牵引供电及电力，通信、信号及信息，动车组运用、综合维修及防灾安全监控等不同功能系统的技术性能指标以及相互关系，统一规划、整体构思、逐步深化，要对项目需求、线路定位、主要技术方案、主要技术标准等进行深入研究，要确定科学合理的总体设计原则，以总体设计统筹专业设计，指导项目设计，达到系统优化的目的。

3.1.2高速铁路总体设计应在充分研究项目需求和各种相关因素的基础上，合理选定主要技术标准、线路走向和主要方案，因为主要技术标准、线路走向和主要方案选择是否合理，直接影响到工程投资，影响到线路所经地区地方经济的发展、旅客出行等；高速铁路系统集成方案与整个建设方案有直接关系；同样，工期、投资和其他控制目标对高速铁路建设方案有直接影响。

3.1.3综合考虑高速铁路的各种影响因素，结合高速铁路的技术特点，从全面性、关键性、重点性、科学性、可比性、动态性、系统性等角度出发，高速铁路总体设计应满足旅行时间与最高运行速度、旅客舒适度、节能与环保、安全与防灾、旅客列车开行方案与运输组织等目标要求。

一是随着社会经济的发展，人们对出行的质量、时间提出了更高的要求，高速铁路的建设为旅客出行提供了更多、更快的选择，提高了旅客出行的方便性与快捷性，随着社会的发展和旅客时间价值观念的加强，旅行时间与最高速度将成为影响旅客选择交通工具最重要的因素之一。

二是高速铁路建设强调平顺性、稳定性、安全性，人们对交通工具的需求最终体现在旅行舒适性的感觉上，最终体现在舒适度上，舒适性是衡量高速铁路建设能否为旅客提供一流服务的关键。

三是节能与环保是科学发展观的重要体现，反映了当前国际社会发展对环保的日趋强烈的要求，是21世纪国家实现可持续发展的重要保证，针对我国客流量大，行车密度高，路网密集以及节能、环保要求严格的国情路情，要把节能、环保放在突出的位置，本着节能、节水、节材、节地、减排和资源综合利用的原则，提升高速铁路“能耗低、占地少、效率高、污染小”等优势，采取了相应的节能环保工程措施，选择合理的路桥隧比例，工程建设中注重对沿线景观的保护，在桥梁、声屏障、绿化设计上，注重形式、高度、颜色、造型等因素，提高城市景观的协调性。

四是安全与防灾是高速铁路正常运营的根本前提和保证，贯穿高速铁路系统规划、设计、施工、运营的全过程，人们在选择出行方式的时候，非常关注旅行方式的安全性，随着列车运行速度的提高、行车密度的增大，系统中所蕴涵的不安全因素也相应增加，对于高速铁路设计来说，除了单个列车、区间设备本身的质量和安全外，更着重于路网条件下的安全保障与防灾能力。

五是从客运需求分析，制定合理的旅客列车开行原则与方案，可以充分体现出铁路运输管理水平的先进性，提高高速铁路的总体运输水平，增强其竞争力。

3.2.1高速铁路一般修建在具有较大客运量的地区，列车开行方式要求高密度、安全、准时、快速，这一开行特点必然要求正线数目为双线。

对于牵引种类与机车类型应根据路网与牵引动力规划，结合线路特征和沿线自然条件，以及动力资源分布情况综合比选确定。

至于其他主要技术标准，如设计速度、线间距、曲线半径、最大坡度等，与设计线路的具体情况之间关系密切，因此，要求根据运输需求、自然与技术条件、远期发展条件等因素综合技术经济比选后确定。

3.2.2第1.0.4已经说明本规范按照高速铁路设计最高行车速度250km/h、300km/h、350km/h三档进行编制。

不同速度动车组共线运行的高速铁路除要满足最高设计速度要求外，而且满足具有一定速差的不同速度动车组共线运行的要求，其最高设计速度要根据项目在铁路快速客运网中的作用、运输需求、工程条件，进行综合比选后确定；同时，要满足旅行时间目标值的要求。

3.2.3电力牵引不仅是铁路的发展方向，是建设环保型、资源节约型交通运输方式的需要，也是实现列车高速运行的动力需要。

国外高速铁路全部采用电力牵引，目前正在使用和投入运营的高速动车组也全部是电力牵引动车组。

因此，我国高速铁路应按双线电气化铁路设计。

正线按双方向行车设计，主要是考虑到我国高速铁路特点是行车密度大、列车运行距离长，需要运输调整的可能性大。

所以，为了在线路维修或列车晚点等情况下，高速列车能够通过渡线，采用反向运行来实现运行图的调整，尽可能减少对旅客的影响，正线正向按满足3~4min追踪设计；

反向应具备行车条件，反向行车的具体方式应根据运输需求经综合技术经济比选后确定。

3.2.4根据铁科院国家“八五”科技攻关项目《高速铁路线桥隧设计参数选择的研究》报告（以下简称“《研究报告》”）和《京沪高速铁路设计暂行规定》，结合国外高速铁路D、Y值与Vmax的关系，确定高速铁路线间距为：

设计速度250km/h的客运专线铁路采用4.6m，设计速度300km/h的客运专线铁路采用4.8m,设计速度350km/h的客运专线铁路采用5.0m。

最小曲线半径是线路主要设计标准之一。

它与铁路运输模式、速度目标值、旅客乘坐舒适度和列车运行平稳度等有关。

高速铁路的运输组织模式为高速与低速列车共线运行，最小曲线半径应考虑两个方面的因素：

一方面是高速列车设计最高速度Vmax、实设超高与欠超高之和的允许值［h+hq］等因素，另一方面为高速列车最高运行速度VG、低速旅客列车正常运行速度Vd、欠过超高之和的允许值］hq+hg］等因素。

设计采用的坡度大小对线路的走向、长度、工程投资、运营费用、牵引重量及输送能力，都有较大的影响。

因此，线路设计坡度的选择，是铁路设计的主要技术指标之一。

高速铁路采用大功率、轻型动车组，牵引和制动性能优良，能适应大坡度运行，一般情况下用最大坡度表示，可以不考虑曲线半径和隧道引起的坡度减缓。

国外高速铁路由于采用的运输组织模式和沿线地形条件不同，采用的

最大坡度也大不一样。

通常采用的最大坡度在25~35%o之间。

3.2.5到发线有效长度除满足列车长度要求外，还需要另考虑安全防护距离。

根据铁运函（2006）462号文《时速200和300公里动车组主要技术条件》的规定，动车组分为CRH1、CRH2、CRH3、CRH5共4种类型，其中满足时速250km/h及以上的动车组为CRH2、CRH3共2种型号，8辆编组时列车总长度最长的车型为CRH2型，列车总长度为201.40m,按该型旅客列车最大编组辆数为16辆，列车总长度为2疋01.40=402.80m;即使考虑目前我国8辆编组时列车总长度最长的车型为CRH1型,列车总长度为214.00m,按该型旅客列车最大编组辆数为16辆，列车总长度为2X214.00=428.00m,取430m,另每侧考虑10m的停车余量，确定到发线有效停车长度为450m。

因此，我国进行了客运专线（300km/h）到发线有效长度优化设计方案研究工作，确定了将客运专线到发线有效长度由700m修改为650m的意见。

到发线有效长度650m由站台长度、安全防护距离、警冲标至绝缘节的距离组成：

1．站台长度：

根据列车最大编组要求,确定站台长度为450m。

2．安全防护距离：

考虑测速测距误差、司机确认停车点距离及动车组过走防护距离，确定安全防护距离》95m。

3．警冲标至绝缘节的距离：

根据目前第一轮对距离车头的距离最长为4.85m，确定警冲标至绝缘节的距离为5m。

因此，到发线有效长度（警冲标-警冲标）为（5+95）x2+450=650m故规定到发线有效长度不应小于650m。

3.2.6目前我国适应于250〜350km/h高速铁路的动车组是CRH2、CRH3及其以上系列动车组。

3.3.1高速铁路系统由土建工程、牵引供电、列车运行控制、高速列车、运营调度、客运服务六个子系统构成。

土建系统是一个庞大的系统,涉及线路、站场、路基、桥涵、隧道、轨道、建筑及环保等专业工程,还涉及路基与桥涵、路基与隧道、桥梁与隧道的过渡,以及路基和桥隧等线下基础与轨道结构的衔接等。

牵引供电系统为高速铁路列车运行提供稳定、高质量的电能，包含供电、变电、接触网、SCADA、电力供电等子系统，应与线路在路网中的定位相匹配，并应统筹规划、统一设计。

列车运行控制系统是集先进的计算机、通信以及自动控制技术为一体的综合控制与管理技术，应为高速列车安全、高密度运行提供保证。

高速列车系统是高速铁路的核心技术装备和实现载体，包含车体、转向架与制动技术、牵引传动与控制、计算机网络控制、车载运行控制等关键技术。

高速铁路运营调度是集计算机、通信、网络等现代信息技术为一体的现代综合系统，包含运输计划、列车运行管理、动车管理、综合维修管理、车站作业管理、安全监控及系统运行维护等工作，是完成高速铁路运输组织特别是日常运营的根本保证。

高速铁路客运服务系统可由票务、自动检票、旅客信息服务、市场营销策划决策支持等构成，是处理与旅客服务相关事件的系统，主要应包括售检票、信息采集、信息发布、日常投诉处理、紧急救助、旅客疏散、旅客赔付等工作，以及统计分析功能，为管理层提供决策依据。

3.3.2我国高速铁路的运输组织模式必然是不同速度等级的旅客列车共线运行的客运专线模式。

因此，本条规定高速铁路技术标准要匹配协调，不同速度等级之间的有关设备宜兼容，主要目的是强调信号、接触网、牵引供电等设备必须兼容，以实现不同速度等级列车的共线运行，实现系统优化。

3.3.3高速铁路接口设计应遵循以下原则：

1应注重土建工程之间设计的协调。

路基、桥涵及隧道等各类结构物的设计应注意各结构物间变形协调，其目的是确保高平顺性的要求；应注重土建工程各结构物的频繁过渡，其目的是使各结构物之间刚度匹配，确保其高稳定性要求；应十分重视道岔与区间轨道、有砟与无砟轨道（如有砟轨道与无砟桥梁）的刚度过渡问题。

2应注重线路、枢纽、路基、桥涵、隧道、轨道、建筑及环保等土建工程与站后工程之间接口设计的协调。

如综合接地系统、电缆槽、站后过轨、预埋件、接触网立柱基础、声屏障基础等系统设计；站后管线上下桥梁，站后设备的设置与行洪、规划立交的系统设计，上立交与运营安全防护、监控的系统设计，下立交与施工安全、防撞、限高的系统设计，桥梁与栏杆、防护墙、声屏障、紧急疏散通道的系统设计，路基、站房与装修、综合管线集约布置的系统设计，封闭式路堑、排水与电化立柱设置的系统设计，无人看守的构件、设备与防盗的系统设计等。

无砟轨道与轨道电路（列控系统）应相适应。

我国高速铁路信号制式采用基于轨道电路+点式设备构成的列车运行控制系统，并预留与基于GMS-R无线信息传输方式的接口。

无砟轨道电路问题是高速铁路系统集成技术的关键，它突出了工务系统与列控系统（信号制式）的矛盾。

影响轨道电路传输长度的因素除泄漏电阻外，轨道电路与钢筋混凝土钢筋网的电磁感应也是重要影响因素。

要从根本上解决无砟轨道电路问题，需要横向钢筋间进行“套管隔离”或“涂层隔离”的绝缘化结合处理措施；增大钢轨距无砟轨道结构中钢筋网的距离，降低互感影响；减少钢筋电环路表面整体面积。

3应注重各设计阶段之间、分段设计的项目各段之间、项目与外部相关工程之间以及与相邻铁路之间的接口协调。

一是重点关注路基、桥涵和隧道上的电缆槽、接触网、声屏障、综合接地线、线路标志、站区过轨管线，以及牵引变电、电力、通信、信号电缆过轨等设备，确保各设计阶段之间、分段设计的项目各段之间接口设计的协调。

二是高速铁路与普通铁路不同，其列车牵引电流大，牵引网短路电流大，钢轨对地泄露电阻高，需要良好的综合接地系统，它直接影响高速铁路电子电器设备安全可靠运行和人身安全防护要求，如无砟轨道桥梁梁体表面设纵向接地钢筋；桥梁桩基础中设置接地钢筋；隧道衬砌中设置接地钢筋；路基贯通地线的埋设及接地端子等。

三是路基、桥涵、隧道上设计综合电缆槽、接触网、声屏障、线路标志、站区有许多过规管线，以及牵引变电、电力、通信、信号电缆过轨等设备，因此，高速铁路设计及实施过程中应充分考虑接地设施的预留和埋设，以及过轨等设施的预留和埋设。

四是项目与外部相关工程之间（包含公路、水利、城镇规划、工矿企业等）以及与相邻铁路之间接口的协调关系。

3.4.1高速铁路工程选线，应符合客运专线网总体规划；行经主要城市要吸引客流，方便旅客换乘。

铁路选线和总体设计应从系统工程角度统筹考虑边坡防护及防排水工程，优化线路平、纵断面，做好工程方案比较，合理确定工程类型。

考虑我们地域广阔，各区域地质条件差异巨大，尤其西南地区地质条件及其复杂，无法做到完全绕避各类不良地质，应尽量绕避各类不良地质体，对于难以绕避的不良地质体应在详细地质勘察的基础上做好工程整治措施，确保运营安全。

路基工程应避免高填、深挖和长路堑，特殊岩土、不良地质区段应严格控制路基填挖高度。

复杂地形地貌、地质不良条件下的深切冲沟地段，线路平、纵断面应满足桥梁或涵洞设置要求。

选址宜绕避自然保护区、风景名胜区、饮用水源保护区、国家重点文物保护单位等环境敏感区；必须经过环境敏感区时，应符合有关法律、法规规定，并应采取适宜的减缓不利影响的工程措施；通过城市或居民集中地区时，采用适宜的速度值或降噪减振措施，满足国家环保标准和要求。

路基边坡采用绿色植物与工程相结合的防护措施，并兼顾美观与环保、水保等要求。

高速铁路设计应注意保护生态环境。

环境问题的重要性及其对工程建设的要求越来越高。

随着经济的发展，人民生活水平的提高，环境质量价值越来越高，可持续发展已经成为各类工程建设必须解决的重要课题。

高速铁路还有多方面的环境影响问题，如噪声和振动是工程方面较为突出的环境效应。

高速铁路的主要噪声源是轮轨噪声、机械噪声、弓网噪声和空气动力学噪声（车体与空气摩擦噪声）等。

国外高速铁路试验和运营经验表明，列车运行速度达200km/h以上时，在无声屏障情况下距线路中线25m测定的噪声达85dB（A）以上；当速度达270〜300km/h以上时，噪声达93〜105dB（A）以上。

速度再提高时，噪声强度同速度的高次方成正比。

而我国普通铁路噪声标准（GB12525-90）规定，距铁路中线30m处昼夜及夜间等效连续A声级均不得大于70dB（A）。

满足国家规定的环境质量要求作为高速铁路技术体系的重要组成内容，并作为交通发展方向的重要目标之一，采取适当措施，达到一定的降噪效果是十分必要的。

降噪措施有多种，最常用的是采用声屏障；以混凝土梁或结合梁代替钢结构明桥面；铺设无缝线路并根据需要进行钢轨打磨等也是降噪效果良好的措施。

我国《城市区域环境振动标准》（GB10070-88）中规定铁路干线两侧振动标准为80dB（日本新干线为90dB）。

高速铁路通常采用高标准环境保护措施提高轨道的弹性，如有砟轨道弹性轨枕、加强弹性垫层、减振型无砟轨道等减振措施，来满足环境振动标准。

3.4.2引入铁路枢纽及大型城市客运站设计应遵循以下原则：

1枢纽总图布置应确定枢纽近、远期规划的客货运总体布局，各方向线路引入方式及枢纽主要段所的配置，这是枢纽分期建设的重要依据，在枢纽总图布局的基础上，根据城市建设和运营发展需求，分期建设，避免工程废弃和减少对运营的干扰。

位于大城市内的大型铁路枢纽规划，应综合分析枢纽在路网中的地位和作用，各引入线路的技术特征、客货运量的性质和流向、既有设备状况、地形和地质条件，结合引入线的数量，减少铁路运输对城市的干扰，以及客货列车的相互干扰，提高客运站的作业能力和效率，在城市内宜采用“客货分线、客内货外”的运输格局。

2枢纽总客运量不是很大，枢纽客运布局远期无大的发展，城市规划无其他客站需求时，枢纽内设置一个为各衔接方向共用的高普速列车共站作业的客运站，有利于旅客乘车和方便旅客中转，便于管理和客流组织，

同时还能节省工程投资和节省用地

当枢纽客运量很大时，若设置一个客运站会使部分旅客市内出行距离较长，乘车不便，车站集散压力也较大，此时，结合城市总体规划，可设置两个及以上客运站。

3车站分布与工程投资、运输能力密切相关，是铁路设计的一项主要技术指标。

高速铁路的车站分布，主要取决于市场需求。

一般情况下，当站间距离较小时，若列车停站率较高，则旅行速度较低，运输服务质量不高；若列车停站率较低，则车站投资效益不高。

而当车站分布距离较大时，由于高速铁路运输特点是不同速度等级的旅客列车共线运行，列车运行速度差较大，需考虑较快列车的越行条件，对线路能力影响较大。

国外高速铁路站间距离，短则不到20km，长的达100km以上，主要决定于城市分布和市场需求情况。

国内外高速铁路的车站分布情况见说明表

342。

说明表3.4.2国内外高速铁路车站分布情况表

国名

线名

总长度

车站数目

（个）

平均站间距

（km）

最大站间距

（km）

最小站间距

（km）

日本

东海道

515

15

36.8

68.1

15.9

山阳

554

18

32.6

55.9

10.5

东北

496.5

18

32.6

55.9

10.5

上越

269.5

9

33.7

41.8

23.6

北陆

117.4

6

23.5

33.2

17.6

法国

巴黎~里昂

417

4

104

里昂〜瓦朗斯

121

2

121

121

瓦朗斯〜马赛

303

3

156

大西洋

281

4

70

168

15

北方线

333

3

111

德国

汉诺威〜威尔茨堡

327

5

82

曼海姆〜斯图加特

105

2

105

105

法兰克福〜科隆

219

5

55

汉诺威〜柏林

264

5

66

130

10

西班牙

马德里〜塞威利亚

471

4

157

韩国

汉城〜釜山

430

6

83.7

126.8

62.9

中国台湾省

台北〜高雄

345

7

57.5

中国

秦皇岛〜沈阳

404.6

9

45

68

31

从说明表342可以看出，除日本高速铁路的站间距离较小以外，其它各国高速铁路的站间距离均较大。

这主要是由于日本高速铁路沿线的人口密度较大，城镇分布密集，行车密度也大；而欧洲各国高速铁路的沿线人口密度较小，行车量也相对较小。

分析《中长期铁路网规划》中的京沪、京广、京哈、沪甬深及徐兰、杭长、太青及沪汉蓉等客运专线铁路的沿线人口和城镇分布情况，各条线均有各自的特点。

因此，高速铁路车站分布的设计，一定结合沿线城镇和重要居民点的分布情况，根据列车的开行方案、运输组织方式（如是否套跑、高峰期运输组织及跨线列车组织等）以及铺画列车运行图对能力的要求和车站的技术作业需要，在满足能力需求的前提下，经综合技术经济比选确定。

客运站站址除应符合城市规划外，还应结合铁路枢纽总体规划，设置在便于铁路正线引入的地点，以减少作业干扰。

除此之外，还应考虑站址范围的地质、地形等条件，尽量减少车站建设的工程投资，因此车站站址选择应进行综合技术经济比选后确定。

客运站与城市中心区及市区主要干道间应有便利的交通联系，系考虑旅客的快速疏散和乘车方便。

随着高速铁路的修建，由于列车速度的大幅提高，大大缩短了旅客的旅途时间，而且旅客流量也大幅增长，为满足大量客流的快速疏散和方便旅客换乘城市交通工具，客运站应考虑与城市地铁、轻轨、公交等交通系统有机结合，形成能够立体换乘的综合交通枢纽，方便旅客换乘。

3.5.2为保证高平顺性、高精度、小残变、少维修轨道结构的设计、施工和检测维护的需要，高速铁路应建立勘察设计、施工、运营维护三网合一的精密控制测量网络，进行线路勘察、施工放线、线路沉降变形观测、区域沉降观测和评估，满足轨道板铺设及检测评估需要。

3.5.3高速铁路在地质勘察方面其精度较普速铁路有大幅度提高，为高速铁路的高平顺性、高稳定性提供可靠基础资料，对区域性沉降地段应开展区域地面沉降对高速铁路工程的影响及对策研究，提出评价方法和应对措施。

3.5.4随着列车速度的提高、行车密度的加大，高速铁路系统中所蕴涵的不安全因素也相应加大，安全性要求更高，因此，高速铁路应加强安全性设计，应将安全设计、安全评估贯穿于设计全过程。

3.5.5高速铁路路基、桥梁、隧道及轨道等各类结构物的建设标准和技术要求之所以比一般铁路高得多，根本原因是由于高速铁路必须保证高速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，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年限和维修周期也较长。

反之，即使轨道、路基、桥梁和隧道结构在强度方面完全满足要求，而平顺性不良时，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都要小。

而要达到高速铁路轨道高平顺性，必须满足以下条件：

（1）路基设计和施工必须满足路基的工后沉降小、不均匀沉降小，在动力作用下的变形小、稳定性高等要求。

高平顺性、高稳定性的路基是确保轨道高平顺性的前提条件。

首先，路基必须严格控制工后沉降。

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，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，需要确定一个既满足运行要求，又少维修，且经济上可以接受的允许值。

其次，要严格控制路基的不均匀沉降。

在100m范围内的路基不均匀沉降，将直接造成幅值较大的轨道长波高低不平顺，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。

无砟轨道对路基沉降变形，特别是不均匀沉降的要求很严格，对于调高量为26mm的扣件，扣除施工误差+6mm/-4mm，仅有20mm可以调整，再考虑列车运行时需要预留5mm的余量，实际留给运营期间路基沉降的允许调整量仅为15mm,路基的沉降量不大于15mm时才能保证设计的轨道高程。

如果沉降量大于15mm,将不能调整到原来的轨面高程。

因此，要严格控制路基的不均匀沉降。

其三,要控制路基的初始不平顺。

这是由于路基的初始不平顺过大,将导致轨道的中长波不平顺。

其四,要严格控制各种结构物的变形及工后沉降。

应尽量避免不同结构物间的频繁过渡（如桥隧