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1、第19卷第4期(总第46期)中国铁道科学1998年12月高速铁路建筑限界的研究徐鹤寿郝有生(铁道部科学研究院)摘要:文中分析了影响高速铁路建筑限界的有关因素。在高速铁路机车车辆限界的基础上,计算了车辆运行中产生的各种振动偏移量,并将其进行最不利组合,考虑了相关专业的技术条件和一定的安全裕量,提出了我国高速铁路的建筑限界。关键词:高速铁路建筑限界1前言铁路建筑限界是铁路的一项基础技术标准。铁路建筑限界的制定。与机车车辆、接触网、信号、站场、桥梁、隧道、客货运输等专业有着密切的联系。建筑限界过大,将增加桥隧、站场的造价,使铁路的建设费用
2、增加,从而造成浪费;建筑限界过小,又影响行车的安全,限制列车速度的提高及超限货物的运输。因此,制定铁路建筑限界,必须科学合理,既要考虑近期的需要,也要考虑铁路长远的发展。世界各国的高速铁路建筑限界,由于所采用的机车车辆性能、结构尺寸、研究方法以及运输模式各不相同,所以各国的高速铁路建筑限界的基本尺寸亦有所不同。我国铁路现行-1GB14612—83铁路建筑限界适用于速度为160km·h及以下的客货混运的铁路。其最大宽度为4880mm,主要受超限货物列车(装载限界为4450mm)的控制;电气化铁路的最大高度为6550mm,主要受我国既有
3、线单线隧道的净空高度(6550mm～6750mm)的限制。我国高速铁路为客运专线,没有超限货物列车的运行,因而建筑限界的宽度可适当减小。此外,建筑限界的最大高度,将主要受电气化铁路接触导线高度、接触网结构高度和对地绝缘距离等技术条件的控制。所以我国高速铁路既不能沿用现有的建筑限界,也不能简单照搬国外高速铁路的建筑限界,必须根据我国高速铁路的特点予以研究制定。2日本新干线和德国高速铁路的建筑限界211日本新干线建筑限界日本新干线的建筑限界见图1(a)。收稿日期:1998212216徐鹤寿副研究员铁道部科学研究院铁道建筑研究所10008
4、1北京76中国铁道科学第19卷-1-1日本新干线是客运铁路,最高速度250km·h～270km·h,车辆最宽为3380mm。新干线建筑限界(隧道、桥梁、跨线桥、站台雨棚的限界)的高度为6450mm,主要考虑接触导线高度、结构高度、支持零件高度和承力索对地绝缘距离。最大宽度为4400mm,主要考虑机车车辆限界的宽度、车辆横向最大偏移及留有足够的安全裕量。此外,日本新干线建筑限界中,有通过列车和无通过列车的站台建筑限界宽度分别为1800mm和1760mm,其建筑限界的曲线加宽只考虑车体几何偏移量一项。(a)日本新干线建筑限界(b)德国高
5、速铁路建筑限界图1日本新干线和德国高速铁路建筑限界212德国高速铁路建筑限界德国高速铁路建筑限界见图1(b)。-1-1德国高速铁路是客货混运,客车最高速度250km·h,货车是120km·h,车辆宽度为219m～310m。德国高速铁路的建筑限界高度为5725mm,在这一高度内,只考虑了安装接触导线的空间。在新建的单线或双线隧道内,对接触网悬挂装置的安装范围另有规定。在区间线路之间和贯通正线之间有信号机时,线路内侧的建筑限界的半宽为2200mm。而在线路的外侧,为保证安全,增加了一个附加空间,建筑限界的半宽值为2500mm。其它线路上
6、,建筑限界的最大宽度均为4400mm。德国铁路只有在曲线半径R<250m时,才进行建筑限界的几何偏移量加宽。由于超高引起车体倾斜的加宽量,则根据不同的超高值,将建筑限界各角点的水平和垂直距离列表备查。通过对我国铁路现行的建筑限界、日本新干线建筑限界和德国高速铁路的新线建筑限界的基本尺寸的初步分析,可以看出,电气化铁路建筑限界的高度主要与接触网的悬挂方式、结构高度、导线高度、对地绝缘距离以及隧道、桥梁的断面尺寸有关;建筑限界的宽度,主要第4期高速铁路建筑限界的研究77与机车车辆限界的宽度,机车车辆运行中横向振动偏移量,轨道状态及一定的
7、安全裕量等因素有关。3我国高速铁路的建筑限界311我国高速铁路建筑限界的制定方法制定铁路建筑限界,首先必须确定铁路机车车辆限界。世界各国铁路采用了不同的机车车辆限界。我国、日本、美国和前苏联采用的是机车车辆的静态限界,而德国、法国等西欧各国则在国际联运中采用的是UIC规定的车辆动态限界。我国高速铁路机车车辆限界,与GB14611—83中的机车车辆限界的基本尺寸大致相同,仅在局部进行了修改。其高度仍为4800mm,主要考虑将来适应研制高速双层客车的高度要求。宽度仍为3400mm,主要考虑座位布置能从2+2排列方式改为2+3的排列方式,
8、使车体宽度有增加的余地,因此仍属于静态限界范畴。基于上述原因,在高速铁路机车车辆限界的基础上,计算并考虑了车辆高速运行时,由于横摆、侧滚和随机振动而产生的横向和垂向偏移量;由于线路状态(如轨道的水平、轨距变化)引起的车辆偏移量;车辆各
