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1概述

隨著京津城際等客運專線的開通和京滬高速鐵路的開工建設,在科研、設計、施工等方面取得了大量的科研成果,積累了豐富的工程建設經驗。涵蓋客運專線、貨運專線和客貨共線3種不同類型、不同等級的鐵路設計規范、暫行規定等標準體系已初步形成。鐵路建設理念、設計思路、施工工藝和方法、技術裝備等發生了根本性的轉變,為總結積累發展的成果,借鑒國內外經驗,有必要對德國等先進成熟的鐵路工程線路技術標準進行對比研究。

1.1我國鐵路線路主要技術標準目前鐵路線路專業的主要行業標準有3類6項:(1)《客運專線無砟軌道鐵路設計指南》、《新建時速300~350公里客運專線鐵路設計暫行規定》、《新建時速200~250公里客運專線鐵路設計暫行規定》等,適用于客運專線。(2)《鐵路線路設計規范》、《新建時速200公里客貨共線鐵路設計暫行規定》等,適用于客貨共線鐵路的設計規范。(3)《既有線提速技術條件》,適用于既有鐵路提速改造設計。(4)《Ⅲ、Ⅳ鐵路設計規范》正在編制中。自建國以來,我國鐵路設計規范進行了6次大的修訂。2000年之前,設計規范只涵蓋客貨共線鐵路、地方鐵路、鐵路專用線設計的內容。自20世紀90年代,隨著高速鐵路建設的興起,我國對高速鐵路、客運專線的研究工作正式起步,結合我國既有鐵路6次大提速的經驗,相繼編制完成了客運專線設計暫行規定。而貨運專線沒有相應的技術規范,參照客貨共線鐵路設計規范技術標準執行。

1.2德國鐵路線路主要技術標準(1)鐵路技術管理規程DS300(EBO),內容涵蓋鐵路建設和運營的一般性技術規則。(2)德國鐵路標準RIL800.0110(線路的線形),涵蓋高速鐵路、客貨共線鐵路、貨運鐵路、市郊客運鐵路、短途貨運及聯絡線等各類鐵路的線路設計基礎數據。該標準對線路設計有關的各個環節都作了比較明確的說明。包括概述、線路設備(車站和區間線路)設計計算的主要選線參數、道岔和交叉、線路的斷面型式、其它設計原則、區間線路上的分界點(出岔點及立交疏解等)、車站設備、盡頭線上的車擋、環境保護等內容。

1.3德國鐵路的運輸特點、組織方式及技術裝備水平德國鐵路的高速網是由改造后最高速度達200km/h的舊線和最高速度達250~300km/h的新建高速線混合組成,其高速鐵路的建設強調擴大貨物運輸能力、改善運輸質量和消除運輸瓶頸地段,所以采用客貨混運的運輸方式,既要運行ICE列車,也要運行貨物列車。ICE列車實行節拍運輸。即按固定相等的運行間隔運營。一般間隔多為1h,運量小的區段為2h,運量大的為30min。這種運輸組織方式為大多數旅客全天提供了均衡的乘車服務,節拍時間也容易記憶,便于旅客對車次的選擇。其中2000年以前投入運行的第一期(漢諾威—維爾茨堡,曼海姆—斯圖加特)和第二期(柏林—漢諾威)高速鐵路為客貨混運,最高運行速度客運為250km/h、貨運為120~160km/h;2000年及以后投入運行的泛歐高速鐵路和第三期高速鐵路(科隆—萊茵)為純客運,最高運行速度為330km/h,既有線客運為200km/h、貨運為120km/h。第一期和第二期高速鐵路機車車輛采用德國機車車輛限界EBO動力集中,第三期與泛歐高速網采用UIC505機車車輛限界動力分散,既有線采用UIC505機車車輛限界可傾式車體(擺式列車)。

2線路主要技術標準比較

經與德國旭普林公司、DE-C公司、博格公司的專家進行的咨詢,參觀科隆—萊茵高速鐵路,并結合我國鄭州—西安、哈爾濱—沈陽等客運專線的設計情況,對中德鐵路線路設計標準及規定進行了對比,通過對設計參數、計算公式及方法進行的分析,我國鐵路主要技術標準中與線路平縱斷面設計相關的主要技術標準有:鐵路類型(客貨共線、客運專線、貨運專線)、鐵路等級、最小曲線半徑(各類鐵路速度目標值)、最大坡度等。而德國鐵路主要技術標準中與線路平縱斷面設計相關的主要技術標準有:運輸類型、線路等級、指導速度、線間距、最大坡度等。

3對比分析結論

3.1技術標準體系德國鐵路形成了完整的技術標準體系,涵蓋了高速客運(P類)、高速客貨混運(M類)、貨物運輸(G類)、市郊客運(R類)等4類10種線路標準及設計技術參數的技術規范體系。我國鐵路規范自建國以來,進行了6次大的修訂,2000年之前,規范只涵蓋了客貨共線鐵路、地方鐵路、鐵路專用線設計的內容。隨著高速鐵路建設的興起,編制完成了不同設計速度的設計暫行規定等。

3.2計算理論和技術參數的取值中德兩國規范技術參數的計算理論基本一致,只是在某些邊界條件的取值方面略有差別,如對行車舒適度、平穩性的評判條件,最小坡段長度的確定等,導致計算的技術參數值不同。德國規范技術參數的取值較為靈活,給予設計人員較大的可操作性。如參數分為:標準值、最小值、可自主確定的極限值、需批準使用的數值、例外值5級。更多的體現了設計為運輸著想的理念;我國規范技術參數的取值一般為推薦值、一般困難最小值、特殊困難最小值3級,困難程度更多地體現了節約工程投資的概念。

3.2.1最小曲線半徑的對比德國高速鐵路的最小曲線半徑值小于我國暫規的最小值。這也與德國的技術裝備總體水平高于我國有關。我國客運專線運輸組織模式為本線與跨線客車共線運行,以高速客車為主,故控制客運專線最小圓曲線半徑的主要是“滿足本線350km/h與跨線200km/h匹配的高、中速共線運行的最小圓曲線半徑”。

3.2.2緩和曲線長度的對比德國規范對允許超高時變率[f]的規定與我國規范相差不大,欠超高時變率[β]相差7~22mm/s。通過比較不同曲線半徑條件下的緩和曲線長度,我國規范計算的長度略長于德國。

3.2.3圓曲線及夾直線最小長度的對比圓曲線和夾直線最小長度與車輛構造及彈簧裝置性能、列車振動、衰竭特性及列車運行速度有關,我國規范的取值均大于德國標準規范。

3.2.4線間距的對比我國鐵路各速度目標值的線間距均大于德國標準,這是因為我國的機車車輛制造水平和德國相比,還存在差距,尤其是客運列車的車體結構、門窗氣密性、抗沖擊性能的技術指標還存在差距,采用的線間距稍大,符合我國目前的國情;也使我國客運專線設計暫規的數值位于更安全的范圍內。

3.2.5最大坡度的對比分析德國鐵路最大坡度與我國鐵路的最大坡度在正線上采用相同的數值,即20‰,在個別線路的個別地段有所差別,如德國的客運專線規定最大坡度不超過40‰,但德國一般還是采用不大于12.5‰的坡度。我國規范規定的更加詳細明確,便于使用。

3.2.6豎曲線的對比分析德國規范要求相鄰凸形和凹形豎曲線之間不能不用夾直線連接,而我國客運專線暫規只規定豎曲線不允許重疊。

4結論

通過對比分析可知,我國鐵路線路設計標準比德國鐵路線路設計標準高,而且我國鐵路線路設計參數選擇的范圍比較大,由此可得,我國鐵路的行駛舒適性較好,且有發展的空間,符合發展方向,但個別設計參數還需要進一步試驗優化取值。