高速鐵路關鍵技術PPT通用PPT課件

1、高速鐵路關鍵技術概論西 南 交 通 大 學錢 清 泉 院 士2006年11月 2022/7/121李白在蜀道難一詩中這樣說：“蜀道之難難于上青天。西當太白有鳥道，可以橫絕峨嵋?guī)p。地崩山摧壯士死，然后天梯石棧方鉤連。上有六龍回日之高標，下有沖波逆折之回川。黃鶴之飛尚不得過，猿猱(nao)欲渡愁攀援?！边^去：古棧道今天：飛機、高速列車、磁懸浮。2022/7/122主要內(nèi)容我國交通運輸發(fā)展的重要性軌道交通發(fā)展概述主要內(nèi)容12高速鐵路關鍵技術4高速鐵路發(fā)展概述32022/7/123一、我國交通運輸發(fā)展的重要性2413重要性國家經(jīng)濟發(fā)展的重大需要建立國家重新體系的需要社會穩(wěn)定的需要加速產(chǎn)業(yè)發(fā)展和提高國際

2、競爭力的需要 交通運輸在國民經(jīng)濟、社會發(fā)展和人民生活中起著重要作用，當今中國迫切需要現(xiàn)代化交通：2022/7/124選擇不同的交通工具的優(yōu)缺點 軌道交通的作用在過去、現(xiàn)在和將來都是至關重要的。傳統(tǒng)火車汽車輪船軌道交通飛機旅行者受限太昂貴危險太慢，服務差安全、快捷一、我國交通運輸發(fā)展的重要性2022/7/125一、我國交通運輸發(fā)展的重要性交通方式大氣環(huán)境水環(huán)境土壤、地面狀況躁聲城市生態(tài)城市景觀隱性污染道路交通有影響有影響有影響有影響有影響有影響有影響水運交通有影響有影響無影響有影響有影響無影響有影響輕軌交通無影響無影響有影響有影響有影響無影響無影響航空有影響無影響無影響有影響有影響無影響有影響管

3、道無影響無影響有影響有影響無影響無影響有影響各種交通方式對環(huán)境的影響 2022/7/126不同交通方式的能耗與污染對比一、我國交通運輸發(fā)展的重要性單位運輸量（人/公里）小汽車摩托車公共汽車軌道交通鐵路CO11100.280.010.13CO2180100486179NOx2.10.160.790.150.46VOC2.26.50.290.150.312022/7/127一、我國交通運輸發(fā)展的重要性千焦/(人 Km)比例軌道交通10201.5公共汽車6801鐵路12701.87摩托車13702.01小汽車25803.79德國城市不同交通方式單位運輸量的能耗2022/7/128干線軌道交通城市軌道

4、交通新型軌道交通高速客運重載貨運地 鐵輕 軌單軌電車郊區(qū)鐵路磁懸浮軌道交通不斷涌現(xiàn)出各種新的原理真空高速管道列車軌道交通的分類：三大類二、軌道交通發(fā)展概述(分類)2022/7/129二、軌道交通發(fā)展概述(構成)車輛控制系統(tǒng)線路與軌道供電系統(tǒng)2022/7/1210因此高速鐵路得到快速的發(fā)展。高速鐵路的優(yōu)點：二、軌道交通發(fā)展概述2022/7/1211發(fā)展現(xiàn)狀以及趨勢12345城際軌道交通公交化貨運重載化和快捷化鐵路客運高速化高速磁懸浮交通的崛起城市軌道交通蓬勃發(fā)展二、軌道交通發(fā)展概述2022/7/1212德國1964年開始，新干線總長度達1835公里，高速列車客運量為世界之最。 高速鐵路是指由新一

5、代列車提供的時速在200350km甚至更高的鐵路快速運營服務。 法國日本1983年開通第一條現(xiàn)代化高速鐵路，高速列車TGV運行速度為300350km/h， 最高試驗速度為515.3km/h1985年開始研究ICE高速列車，1991年投入運營, 有高速鐵路700多公里，高速列車最高運行速度達330km/h三、高速鐵路發(fā)展概述2022/7/1213三、高速鐵路發(fā)展概述世界高速鐵路的已投入運營里程(2005年) 2022/7/1214三、高速鐵路發(fā)展概述目前世界上鐵路總長及各洲的分布 2022/7/1215投資力度八縱八橫速度方面四橫四縱修建新線6000公里復線3000公里地方鐵路1000公里總投資

6、3500億300500公里范圍內(nèi)實現(xiàn)“朝發(fā)夕至”1200-1500公里范圍內(nèi) “夕發(fā)朝至”20002500 公里內(nèi)實現(xiàn)“一日到達”高速列車的運行速度達到 200300 km/h，試驗速度將達到350 km/h以上北京- 上海北京- 沈陽- 哈爾濱北京- 武漢- 廣州- 深圳杭州- 寧波- 福州- 深圳徐州- 鄭州- 蘭州 杭州- 南昌- 長沙青島- 石家莊- 太原南京- 武漢- 重慶- 成都三、高速鐵路發(fā)展概述城際客運環(huán)渤海地區(qū)長江三角洲地區(qū)珠江三角洲地區(qū)“十一五”期間，國家將建9800公里高速客運專線鐵路2022/7/1216四、高速鐵路隧道的關鍵技術接觸網(wǎng)力學和鋼軌電磁兼容高速鐵路牽引供電

7、系統(tǒng)牽引供電自動化系統(tǒng)動車組限界(動態(tài)限界)動車組供電（弓網(wǎng)、自動過分相）線路道岔高速列車高速鐵路橋隧路基高速列車信號無渣軌道184526371092022/7/1217大跨鐵路隧道塌方預防 特長隧道的地質(zhì)工作 隧道防排水 隧道仰拱及鋪底的設計 隧道工挖技術隧道的空氣動力學效應與隧道設計關鍵技術4.1高速鐵路隧道的關鍵技術2022/7/1218力學效應研究成果緩解和消減負面影響微壓波和洞口緩沖結構4.1.1隧道的空氣動力學效應與隧道設計2022/7/12194.1.2隧道工挖技術特長隧道：TBM法中長或短隧道：礦山法特長大斷面隧道：宜采用小直徑TBM(直徑34 m)加鉆爆法擴大高速鐵路特長、長

8、隧道較多，為了工期和消防救援以及維護管理的需要,需要通過輔助坑道來實現(xiàn)長隧短打合理確定開挖進度指標利用輔助坑道實現(xiàn)長隧短打合理確定開挖進度指標注重施工方法選擇的多樣性2022/7/12204.1.3大跨鐵路隧道塌方預防選擇合理的大跨鐵路隧道支護手段1及時封閉斷面選擇合理的大跨隧道襯砌時機建立量測體系2342022/7/12214.1.4隧道的防排水防排水設計是高速鐵路隧道的設計的基礎防水方法為“以堵為主,限量排放”防水技術隧道的防排水2022/7/1222重視和加強勘察設計階段的地質(zhì)工作地質(zhì)工作建立分層次的施工階段地質(zhì)預報工作4.1.5特長隧道的地質(zhì)工作2022/7/12234.1.6高速鐵路

9、橋的關鍵技術橋梁結構高性能混凝土橋梁架設設備縱橫向水平剛度特殊要求高性能混凝土應用是技術發(fā)展的必然趨勢橋梁架設設備是架設的關鍵2022/7/12244.1.7橋梁結構 01.研究進一步豐富橋梁結構形式 02.研究研究簡支箱梁設計和檢測 03.研究優(yōu)化設計剛構連續(xù)梁及鋼混結合連續(xù)梁橋梁結構特殊要求橋梁結構形式研究橋梁新的結構形式2022/7/12254.1.8高性能混凝土與橋梁架設設備高性能混凝土應用于高速鐵路橋梁工程是技術發(fā)展的必然趨勢 具有優(yōu)良的抗壓、抗折和抗拉等力學性能具有很好的抗?jié)B、抗凍、抗碳化和抗化學侵蝕等耐久性能1國外高速鐵路發(fā)展較早, 架橋設備的發(fā)展較快, 種類亦多2架設設備應朝著

10、大跨度、大噸位和機械化的方向發(fā)展,以滿足架設大噸位橋梁類型(至少32m 雙線箱梁)的需要。高性能混凝土與橋梁架設設備2022/7/12264.2鋼軌關鍵技術鋼軌的重要性1高速鐵路對鋼軌的要求鋼軌技術發(fā)展鋼軌的技術標準234選軌標準5鋼軌的力學問題輪軌滾動接觸疲勞輪軌噪聲678軌道力學92022/7/12274.2.1鋼軌的重要性鋼軌是輪軌式高速鐵路的重要組成部分，在極其復雜的受力條件下工作鋼軌狀態(tài)的好壞直接影響行車安全，因此對鋼軌質(zhì)量有極其苛刻的要求鋼軌有些性能之間是矛盾的，要綜合比較才能達到合理選擇鋼軌的目的2022/7/12284.2.2高速鐵路對鋼軌的要求高的純凈度材質(zhì)高潔凈有利于提高其

11、抗疲勞性能，保證運行安全性嚴格的外形尺寸可以減少表面接觸疲勞傷損，延長鋼軌的使用壽命高度的平順性保證高速列車運行的平穩(wěn)性和旅客的舒適性的重要保證2022/7/12294.2.3鋼軌技術發(fā)展加強關鍵性能開發(fā)新型優(yōu)質(zhì)鋼材超長無縫鋼軌2022/7/12304.2.4鋼軌的技術標準我國鋼軌目前執(zhí)行的標準比較復雜國標20世紀60年代和80年代兩次發(fā)布鐵標鐵道部在20世紀90年代發(fā)布新鐵標 鐵道路在2003年發(fā)布鐵標國標共存近期將維持國標和鐵路行業(yè)標準并存的局面新國標整合現(xiàn)有鋼軌標準，形成一部完整的國家強制性標準2022/7/12314.2.5選軌標準鐵道部重新劃分對鋼軌的技術要求時速在200km/h以下

12、的客貨混運鐵路鋼軌 使用4375kg/m熱軋鋼軌時速在200-300km/h的客運專線 使用250km/h60kg/m鋼軌時速在300km/h以上的客運專線頂級鋼軌 使用350km/h60kg/m鋼軌2022/7/12324.2.6鋼軌的力學問題 輪軌滾動接觸疲勞脫軌機理的研究軌道力學問題鋼軌的力學問題我國從現(xiàn)在到2020年，將是高速重載鐵路和城市軌道交通發(fā)展的高峰時期。雖然它們的優(yōu)越性不可否認，但有許多關鍵技術問題有待進一步解決，其中與輪軌相關的力學問題主要有：2022/7/12334.2.7輪軌滾動接觸疲勞輪軌磨損破壞現(xiàn)象主要為輪軌接觸表面剝離、壓潰、龜裂、波浪形磨損、輪緣磨損和鋼軌側磨及

13、斷裂等，這些破壞現(xiàn)象和很多因素有關，有些破壞現(xiàn)象的機理至今尚未搞清楚，對有些問題的破壞機理認識不統(tǒng)一輪軌滾動接觸疲勞是鐵路運輸?shù)睦蠁栴}，主要發(fā)生在曲線段、接頭處、道岔處。人們采取各種方法和措施來阻止和減少它，如發(fā)展新材料、優(yōu)化軌型面匹配來減少輪軌之間的疲勞鐵路客貨量增大和速度提高，輪軌磨擦變得越來越嚴重。我國現(xiàn)在每年因更換和維修破壞輪軌，大約花費80多億人民幣。它不僅大大增加了鐵路的運營成本，而且直接危害行車的安全。2022/7/12344.2.8輪軌噪聲 高速鐵路在列車行駛速度低于300km/h時，輪軌噪音占主要部分。輪軌噪音輻射出的輪軌噪聲可以歸納為如下三類：沖擊噪聲滾動噪聲高頻尖叫聲20

14、22/7/12354.2.9軌道力學軌道支撐并約束車輛的運行，決定著車輛安全、舒適性。列車過道岔時，輪對和軌道之間發(fā)生強烈的沖擊，導致車輪和道岔段上鋼軌磨損高速鐵路道岔部位嚴重地限制了列車的行車速度在橋梁和隧道端點剛度不均勻，會導致強烈振動，甚至脫軌。2022/7/12364.3道岔 道岔是鐵路軌道連接的重要設備，直接關系到鐵路運輸?shù)男屎托熊嚢踩?道岔的性能直接影響鐵路運輸能力及旅客列車在該路段的行車速度及旅客乘坐舒適度。 2022/7/12374.3高速道岔主要性能指標直向側向速度 A安全性C旅客的舒適性 B2022/7/12384.3高速鐵路道岔關鍵技術可動部件轉(zhuǎn)換設備的適應性和可靠性

15、動力學性能幾何設計2022/7/12394.3國外高速鐵路道岔概況日本 不設區(qū)間渡線（車站的渡線無高速列車側向通過的要求）法國 車站少、區(qū)間渡線多，高速線間或高速與既有線的連接采用tg0.0154道岔。德國 鐵路客貨混運。 2022/7/12404.3我國秦沈鐵路道岔 我國秦沈客運專線設計速度為200km/h，部分基礎設施預留提速至250 km/h。根據(jù)速度和運輸組織要求,決定采用18號和38號可動心軌轍叉單開道岔。 經(jīng)過研究、設計、試制、試鋪、試驗五個階段的工作,特別是直向以250km/h三次綜合試驗,證明其能夠滿足旅客列車,側向38號道岔(渡線) 以140km/h通過時,滿足安全性和舒適性

16、的要求。 2022/7/12414.4高速列車信號關鍵技術 調(diào)度指揮系統(tǒng)列車運行控制信號基礎設備車站聯(lián)鎖系統(tǒng)自動閉塞2022/7/1242信號基礎器件由電磁式向電子、微處理器元器件發(fā)展，廣泛采用檢測及故障診斷技術，提高信號裝置的運行可靠性。道岔控制方式由直流向交流控制轉(zhuǎn)變，發(fā)展外鎖閉道岔，減少道岔維護的工作量。我國研制的ZD9（J）、ZYJ7 型等轉(zhuǎn)轍機與交流轉(zhuǎn)轍機S700K、EBISWITCH 等國外道岔轉(zhuǎn)換設備仍有一定的差距。 4.4.1信號基礎設備2022/7/12434.4.2調(diào)度指揮系統(tǒng)以鐵路調(diào)度管理信息系統(tǒng)(DMIS) 為平臺以調(diào)度集中(CTC) 為核心(重點講述)以行車指揮自動化

17、為目標 構建我國鐵路現(xiàn)代化的運輸調(diào)度指揮管理系統(tǒng)。 2022/7/1244 站間廣域網(wǎng)中心通信前置服務器中心局域網(wǎng)表示墻控制器車務終端聯(lián)鎖EtherNET車站自律機聯(lián)鎖系統(tǒng)聯(lián)鎖EtherNET車站自律機聯(lián)鎖系統(tǒng)車務終端路由器路由器路由器路由器路由器路由器V.35/G.703V.35/G.703V.35/G.703值班主任工作站數(shù)據(jù)服務器調(diào)度員工作站綜合維修工作站防火墻通信前置服務器磁盤陣列應用服務器打印機繪圖儀控制工作站鼠標助理調(diào)度員工作站鼠標鼠標計劃員工作站系統(tǒng)維護工作站網(wǎng)管工作站電務維護終端綜合維修終端（無人站）綜合維修終端（無人站）電務維護終端4.4.3CTC系統(tǒng)總體構成圖2022/7/

18、1245在已建DMIS的區(qū)段，以DMIS為基礎建設CTC；在未建DMIS的區(qū)段，新建CTC同時具備DMIS的全部功能考慮裝備CTC的新建、改建鐵路，車站聯(lián)鎖設備應全部采用計算機聯(lián)鎖；并具有區(qū)間信息采集功能對于半自動閉塞區(qū)段，應同步裝備區(qū)間檢查設備，實現(xiàn)自動站間閉塞。調(diào)度員與司機的語音、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是實現(xiàn)CTC的重要基礎。在主要干線建設CTC的區(qū)段，應同步規(guī)劃建設GSM-R鐵路移動通信系統(tǒng)；在其它條件艱苦、運量較小的區(qū)段，可采用目前無線列調(diào)系統(tǒng)補強方案4.4.3CTC規(guī)劃原則2022/7/1246全路20042020年總體規(guī)劃建設CTC共51,495公里規(guī)劃范圍包括：近期規(guī)劃共計13,163公里

19、，1385個車站中長期規(guī)劃中客運專線約12,000公里完善路網(wǎng)布局及西部開發(fā)性新線約16,000公里其它主要干線及條件艱苦、運輸需要的線路約10,332公里4.4.3CTC規(guī)劃目標2022/7/1247DBCACTCCOMTRACSMIS運輸計劃4.4.3日本高速鐵路綜合調(diào)度COSMOS系統(tǒng)FE維修作業(yè)管理車輛基地作業(yè)管理2022/7/1248設備運輸計劃車輛管理維護業(yè)務管理電力系統(tǒng)控制站內(nèi)運行管理集中信息運輸計劃設備管理計算機車輛管理計算機維護業(yè)務服務器電力系統(tǒng)控制計算機運行管理計算機 集中信息管理高速數(shù)字線路高速數(shù)字線路運轉(zhuǎn)區(qū)所服務器運轉(zhuǎn)報告終端分公司終端車輛管理服務器維護區(qū)終端原有遠程控

20、制裝置分局站內(nèi)作業(yè)終端基地車站PRC裝置 旅客指南裝置 運行信息終端原有地區(qū)調(diào)度計算機設備管理終端運輸計劃終端車輛管理終端維護業(yè)務電力系統(tǒng)運行管理終端集中信息COSMOS 系統(tǒng)構成圖管理終端管理終端中央網(wǎng)絡4.4.3 COSMOS系統(tǒng)的整體概要2022/7/12494.4.3 COSMOS運行管理系統(tǒng)的特征提供最適于高速高密度運行具有實踐經(jīng)驗的運行管理技術實現(xiàn)了運行計劃,維護計劃,在線信息等統(tǒng)一管理的綜合系統(tǒng)系統(tǒng)化范圍向車站車輛基地維護區(qū)的大幅度擴大信息服務的提高 以區(qū)域廣范圍大的自律分散思想為基礎的車站 分散控制系統(tǒng)（高應答性自動控制系統(tǒng)) 采用實時列車行走模擬的預測控制型運轉(zhuǎn)整理 支援機能

21、 確實傳遞時刻表的變更（指令傳遞機能) 維護管理系統(tǒng) 運輸計劃系統(tǒng) 沿線監(jiān)視系統(tǒng) 運行管理系統(tǒng) 電力管理系統(tǒng) 設備管理系統(tǒng) 維護計劃支援系統(tǒng) 維護作業(yè)系統(tǒng) 站內(nèi)進路控制系統(tǒng) 車載傳遞系統(tǒng) 提供事故信息 向顧客提供細致入微的指南服務2022/7/12504.4.4新一代自動閉塞技術特征新一代自動閉塞技術特征無絕緣多信息四顯示雙方向數(shù)字化帶超防 實現(xiàn)有形化到無形化的轉(zhuǎn)變，確保列車運行安全和列車追蹤間隔時間的計算，列車運行安全的驗證和列車追蹤間隔時間的計算工作量將更加繁重，就目前的設計工具而言，尚無法滿足計算要求。2022/7/12514.5接觸網(wǎng)關鍵技術3421接觸線受電弓配套技術無交叉線岔電分相

22、運行管理2022/7/1252高速鐵路的特點列車速度非?？欤芏扰c負荷特別大 受電弓的上下振動與左右晃動劇烈接觸線抬升量比常速鐵路高 高速鐵路對接觸網(wǎng)的要求機械結構具有穩(wěn)定性和足夠的彈性,在高速運行時保證電力機車正常取流設備及零件應具有很強的耐磨性和抗腐蝕能力 盡量延長設備的使用年限設備結構盡量簡單 便于施工，有利于運營和維修對地絕緣好，安全可靠4.5高速鐵路的特點及對接觸網(wǎng)的要求2022/7/12534.5.1 接觸線接觸線的相關情況在高速運行時，如果離線，則會產(chǎn)生電火花、拉弧、事故大電流，從而使接觸導線的溫度急劇升高，磨耗工作面處于局部過熱狀態(tài)而發(fā)生軟化，造成強度和表面硬度下降，使磨耗加快

23、、使用壽命縮短；高溫強度低而發(fā)生斷線弓網(wǎng)事故對接觸線的要求高導電率 良好的受流性耐熱性好 抗軟化溫度高耐磨性好抗拉強度高抗大氣腐蝕性能好線膨脹系數(shù)小2022/7/12544.5.1 接觸線材料接觸線材料接觸線復合 銅合金鋁合金純銅2022/7/12554.5.1 一些高速電氣化鐵路接觸線的性能接觸線材料速度km/h國別抗拉強度MPa導電率%IACS銅240日本34097.0銅300法國35897.0銅銀250德國39596.5銅銀140中國36596.6銅銀錫180中國367.596.0銅錫350法國537.577.6銅鎂330德國50368.1銅鋼300日本65560.2銅鋼300日本493

24、81.1鋁鋼370日本35046.52022/7/1256采用側線接觸線與正線接觸線無交叉式的平面布置結構，即在鐵路線路道岔上方的側線接觸線，始終保持與在正線線路上運行的機車受電弓不接觸對于反位運行有嚴格限制，在反位方向只能以不高于45km/h的速度通過；反位運行時可能發(fā)生弓網(wǎng)故障，需要對受電弓進行適當改造4.5.2無交叉線岔受電弓配套技術2022/7/12574.5.3 電分相器件式電分相對電力機車受電弓產(chǎn)生很大沖擊目前大多采用錨段關節(jié)式電分相來消除此問題，這種關節(jié)式電分相一般由兩個絕緣錨段關節(jié)和一段接觸網(wǎng)中性區(qū)組成但要求多個受電弓之間滿足嚴格的限制條件否則很有可能產(chǎn)生相間短路。目前只有要求

25、機車乘務員頻繁進行一系列操作來避免事故發(fā)生；這樣大大增加乘務員的工作強度，實際運行中該故障已多次發(fā)生2022/7/1258對于客運專線，列車速度較高，分相環(huán)節(jié)成為制約列車運行速度的主要障礙。因此自動過分相技術成為解決這一問題的重要途徑。應該對研究和運行了幾十年的自動過分相技術進行總結和提高，使之在高速鐵路得到應用。一相供電無需電分相環(huán)節(jié)，不會影響列車速度，因此借助電力電子技術的同相供電研究十分必要。4.5.3同相供電與自動過分相技術研究2022/7/1259（）電源（）電源架線中間斷電區(qū)輪軌在線檢測電路開關斷路器（）斷開開關斷路器（）閉合無列車狀態(tài)4.5.3自動過分相技術研究2022/7/12

26、60（）電源（）電源架線中間斷電區(qū)輪軌在線檢測電路開關斷路器（）斷開開關斷路器（）閉合列車靠近4.5.3自動過分相技術研究2022/7/1261（）電源（）電源架線中間斷電區(qū)輪軌在線檢測開關斷路器（）斷開開關斷路器（）閉合進入中間斷電區(qū)、在線檢測4.5.3自動過分相技術研究2022/7/1262（）電源（）電源架線中間斷電區(qū)輪軌開關斷路器（）斷開開關斷路器（）斷開在線開關斷路器（）斷開4.5.3自動過分相技術研究2022/7/1263（）電源（）電源架線中間斷電區(qū)輪軌在線開關斷路器（）閉合開關斷路器（）斷開開關斷路器（）閉合4.5.3自動過分相技術研究2022/7/1264（）電源（）電源架線

27、中間斷電區(qū)輪軌無列車開關斷路器（）斷開開關斷路器（）斷開開關斷路器（）斷開4.5.3自動過分相技術研究2022/7/12654.5.4 運行管理西歐典型的供電段全員勞動生產(chǎn)率約8.5條km/人每接觸網(wǎng)工負責約15條km的檢修任務我國某供電段全員勞動生產(chǎn)率僅為0.97條km/人每接觸網(wǎng)工負責檢修約2.0條km某鐵路局全局供電部門全員勞動生產(chǎn)率約為0.98條km/人每接觸網(wǎng)工平均負責檢修1.9條km2022/7/12664.6路基設計的關鍵技術嚴格控制路基的工后沉降 嚴格控制路基的不均勻沉降控制路基剛度及其縱向變化連續(xù)均勻性包括路基本體沉降和地基沉降2022/7/12674.6.1嚴格控制路基的工

28、后沉降工后沉降是指路堤建成后鋪軌時的路基剩余沉降，主要包括路基本體沉降和地基沉降。路基的工后沉降量應越小越好，經(jīng)綜合技術經(jīng)濟比選確定,京滬客運通道路基工后沉降限值為5 cm國外高速鐵路的建設經(jīng)驗證明，路基本體沉降約為路基填土高度的0.11%0.12%，且能在建成1 年內(nèi)完成。秦沈客運專線的建設也證明了以上結論。2022/7/12684.6.2嚴格控制路基的不均勻沉降在100 m范圍內(nèi)的路基不均勻沉降，將直接造成幅值較大的軌道長波高低不平順。更短范圍內(nèi)的路基不均勻沉降，將直接造成路基的穩(wěn)固和安全。我國“高速鐵路設計暫行規(guī)定”規(guī)定路基工后總沉降量為5 cm，沉降速率小于2 cm/ 年，橋臺臺尾過渡

29、段路基工后沉降不大于3 cm，2022/7/12694.6.3控制路基剛度及縱向變化連續(xù)均勻性路基剛度與列車的安全、平穩(wěn)、舒適運行及軌道的維修工作量密切相關。縱向剛度均勻性變化是高速鐵路路基設計和施工的關鍵，更是高速列車舒適運營的關鍵，直接危及行車安全和乘車舒適性。對軌道基礎豎向剛度出現(xiàn)突變的分界處，由于各結構物剛度的不同，列車會產(chǎn)生劇烈的跳動，必須設置過渡段，以提高路基剛度的連續(xù)性。2022/7/12704.7無碴軌道關鍵技術結構及特點需要解決的問題概況關鍵技術2022/7/12714.7.1無碴軌道關鍵技術概況無碴軌道是以混凝土或瀝青混合料等取代散粒道碴道床而組成的軌道結構型式 無碴軌道成

30、為世界各國高速鐵路軌道結構的首選良好的軌道穩(wěn)定性、平順性和耐久性減小橋梁二期恒載和降低隧道凈空道床整潔美觀，消除列車運行時道碴飛濺和粉化 初期相對較大的建設投資也能在運營中得到回報 2022/7/12724.7.2三種無碴軌道結構及特點彈性支撐塊式板式軌道長枕埋入式2022/7/12734.7.3無碴軌道的關鍵技術關鍵技術過渡段無碴軌道的下部基礎無碴軌道結構設計2022/7/12744.7.4需要解決的問題制定與國際接軌的技術標準 無碴軌道技術要求很高，必須借鑒EN（歐洲工業(yè)標準）等國際標準擬定我國鐵路無碴軌道的技術標準采用先進工裝和工藝 我國混凝土軌枕生產(chǎn)廠家與無碴軌道的要求相差甚遠要通過無

31、碴軌道的推廣，組織對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造，實現(xiàn)企業(yè)升級2022/7/12754.8高速列車關鍵技術高速列車所處的動態(tài)環(huán)境高速列車關鍵技術高速列車的關鍵技術2022/7/12764.8高速列車的關鍵技術牽引動力的要求猛增1制作功率要求更大橫向動力作用加劇23垂向輪軌動力作用加劇高速受流問題復雜化456空氣動力作用加劇高速列車區(qū)別于普通列車根本點，在于其所處的特殊動態(tài)環(huán)境。隨著列車速度的提高，動態(tài)環(huán)境急劇惡化2022/7/12774.8高速列車的關鍵技術研制能在上述如此嚴峻動態(tài)環(huán)境下運行的列車，需要運用多種高新技術，解決一系列高速列車特有的問題。關鍵技術高速列車空氣動力學工程高性能低自重高速客車的研制高

32、速大功率動力車的研制2022/7/12784.8.1高速大功率動力車的研制為減少維修和改善乘坐環(huán)境，應盡可能使用較少動軸。采用交-直-交傳動，動力集中制式單軸功率可達1250kW ，動力分散制式一般用到600kW。驅(qū)動系統(tǒng)必須精心設計，減少簧下質(zhì)量和克服驅(qū)動系統(tǒng)的再生振動是關鍵。電阻制動和再生制動應有足夠的功率。全列車的制動控制是一個新課題。列車信息及控制系統(tǒng)必須徹底更新。動力車或控制頭車的流線型外形設計。2022/7/12794.8.2高性能低自重高速客車的研制車輛是一個高維強非線性系統(tǒng)，應采取措施保證其運動穩(wěn)定性?？諝鈴椈?、盤形制動等則是最低要求。為了解決運動穩(wěn)定性和運行平穩(wěn)性之間的矛盾，

33、要應用多體系統(tǒng)動力學及控制這一新興學科的最新成就，并采用整車模擬試驗等高新技術，進行設計優(yōu)化。為了最大限度降低自重并提高服務水平，客車車體及設備的輕量化非常重要。2022/7/12804.8.3高速列車空氣動力學工程列車貼地運行引起強烈的地面效應。以大細長比和復雜地面效應為特征的高速列車空氣動力學，是一個相對獨立的學科分支。列車頭型的選擇,車體密封的要求，氣動壓力的作用和空氣阻力、氣動噪聲的降低等，都是與高速列車空氣動力學密切相關的，可以統(tǒng)稱為高速列車空氣動力學工程。高速列車在隧道中運行時，其氣動效應較明線強烈得多，它是典型的非恒定、非等熵、可壓縮和有限域的流動問題.2022/7/12814.

34、9 高速鐵路牽引供電系統(tǒng)關鍵技術高速鐵路牽引供電系統(tǒng)的特點國外的高速鐵路牽引供電系統(tǒng)國內(nèi)的高速鐵路牽引供電系統(tǒng)電能質(zhì)量問題2022/7/12824.9.1高速鐵路牽引供電系統(tǒng)的特點牽引供電系統(tǒng)的特點列車速度高，列車通過供電臂時間短供電臂中負荷電流波動大機車牽引電流大，牽引供電系統(tǒng)供電功率大牽引供電系統(tǒng)應適應高速列車采用再生制動工況2022/7/1283 高速鐵路要求接觸網(wǎng)受流質(zhì)量高，分段和分相點數(shù)量少。目前各國大多采用自耦變壓器（AT）供電方式和帶回線的直接（RT）供電方式。 AT供電方式： 日本，法國RT供電方式： 德國，意大利，西班牙4.9.2 國外高速鐵路牽引供電方式2022/7/128

35、4 牽引變壓器接線型式對牽引供電系統(tǒng)和工程投資起決定性的影響，不同類型的牽引變壓器對電力系統(tǒng)產(chǎn)生不同的不平衡影響。日本:斯科特接線和變形伍德橋接線三相變壓器法國、德國、意大利和西班牙:單相變壓器4.9.2 國外高速鐵路牽引變壓器接線型式2022/7/1285秦沈客運專線是我國目前高速電氣化鐵路技術層次最高，創(chuàng)新內(nèi)容最多的標志性工程。在秦沈客運專線的建設中采用了不少新技術:采用單工頻交流制，直供帶回流線供電方式采用我國自行研制的牽引變電所安全監(jiān)控及綜合自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)了牽引變電所的無人值守、遠動控制和自檢自診斷功能，提高了牽引供電的安全性、抗干擾性和可靠性。4.9.3國內(nèi)的高速鐵路牽引供電系統(tǒng)2022/7/12864.9.4 電能質(zhì)量問題