◆ 2008年8月我國第一條高速鐵路京津城際建成通車,為什么到現在才正式發布《高速鐵路設計規范》?
◇ 高速鐵路設計標準,是隨著我國高速鐵路的建設發展不斷完善的。標準的研究制訂作為高鐵建設的重大科技攻關項目,凝結了廣大鐵路工程技術人員多年的智慧和心血,記錄了中國高速鐵路從無到有、從追趕到超越、從探索到成熟的歷史進程。自90年代初,我國開始了高速鐵路建設的前期研究工作,1999年研究制訂了《京滬高速鐵路線橋隧站設計暫行規定》,2002年制訂了《京滬高速鐵路站后設計暫行規定》,并于2003年合并形成了《京滬高速鐵路設計暫行規定》。2004年又對《京滬高速鐵路設計暫行規定》進行了修改完善。2007年,在總結京津城際、鄭西、武廣、合寧、合武等客運專線建設經驗的基礎上,制訂發布了《新建時速200~250公里客運專線鐵路設計暫行規定》和《新建時速300~350公里客運專線鐵路設計暫行規定》,2009年整合形成了《高速鐵路設計規范(試行)》。之后,鐵路部門組織各方面力量,進一步對高鐵成套技術中的關鍵技術和薄弱環節集中開展科研攻關,全面系統總結京津、京滬、京廣、哈大、鄭西等不同類型、不同技術特點的高鐵建設運營實踐經驗,為完善《高速鐵路設計規范》奠定了重要基礎。2013年鐵路實行政企分開改革,新組建的國家鐵路局按照“三定”規定,承擔組織擬訂鐵路技術標準,完善技術標準體系的職責,成立了國家鐵路局技術委員會,全面梳理高速鐵路標準體系建設中各方面提出的意見建議,會同中國鐵路總公司多次組織專家研究論證,充分吸納國內科研成果、國外先進設計理念及相關國際咨詢成果,制定發布了新的《高速鐵路設計規范》。
新發布的《高速鐵路設計規范》,在名稱中去除了“暫行規定”或“試行”字樣,這標志著我國高鐵設計技術已臻于成熟,代表了中國高鐵設計的最高水平。盡管如此,技術無止境,隨著時代進步和社會發展,高鐵也將面臨新的課題和新的挑戰,因此,高速鐵路設計標準的定期修編、推陳出新仍將是一項長期、基礎而重要的工作。
◆《高速鐵路設計規范》有什么作用和意義?
◇ 《高速鐵路設計規范》是我國高速鐵路建設技術標準體系的龍頭規范,集成了近20個專業領域的技術要求,是高速鐵路建設最基本、最重要的行業技術標準。
《高速鐵路設計規范》是在2009年發布實施的試行版標準的基礎上,全面總結提煉了我國高速鐵路建設和運營經驗的基礎上修訂完善而成。新版標準進一步提升了規范的科學性和技術經濟性,為增強我國鐵路行業科技創新能力、促進高鐵產業升級提供了強有力的技術支撐,為提高我國高鐵的國際化程度、提升高鐵在國際鐵路市場的競爭力奠定了堅實基礎。
◆《高速鐵路設計規范》主要有哪些特點?
◇ 《高速鐵路設計規范》全面修訂工作遵循以人為本、系統優化的建設理念,注重先進性與可靠性、舒適性與經濟性、高速度與高密度的協調匹配。新版標準主要有如下特點:
1. 貫徹安全優先原則,強調可持續發展。強化了有關安全保障的功能設計,將安全設計、防災減災的設計理念貫穿到規范編制工作的全過程中,進一步提高了高鐵的安全可靠性標準;突出了“以人為本、方便、快捷、舒適和綜合交通等提高服務品質的設計要求,強調了節能、節地、節水、節材和環境保護等綠色建設理念,適應國家可持續發展戰略的要求。
2. 堅持自主創新,體現中國高鐵特色。充分吸取我國已建和在建的客運專線和高速鐵路建設成果,根據我國具體的國情、路情,開展針對性的科研攻關和試驗,總結、提煉和發展高速鐵路技術,強化重大科研、試驗成果對規范關鍵技術的理論支撐與驗證,體現自主創新。
3. 強化系統設計,細化專業接口。結合我國國情、經濟社會發展水平、運輸需求和環境條件等因素,合理優化速度匹配、設備配套和各專業主要設計參數,優化了復雜路網條件下的高鐵運營調度系統設計、高密度大客流的客運服務系統設計,使技術標準更符合系統性、先進性、成熟性及經濟合理性要求。
4.體現鐵路政企分開改革要求,適應市場需求。通過強化鐵路質量安全、節能環保以及綜合交通等方面的基本要求,體現政府在行業標準制定中的政策導向,對原規范中一些屬于企業管理的內容、或針對特定情況需要由企業自主決定的內容,轉為按企業標準管理,更好發揮市場在資源配置中的決定性作用。
◆《高速鐵路設計規范》在安全方面的主要技術標準有哪些體現?
◇ 主要體現在以下幾方面:
1.根據鐵路主要技術政策,確保鐵路運營安全,明確了高速鐵路采用動車組列車的原則要求,細化完善了建筑限界圖,規定了高速鐵路設計采用四新技術時,應符合國家及行業有關準入規定,以及高速鐵路設計應加強風險防范措施。
2.綜合選線規定了區域地面沉降、凍土地區選線的原則要求,規定了高速鐵路采用全封閉全立交設計。提出了高速鐵路與其它鐵路、公(道)路及輸油、輸水、輸氣管道等設施交叉跨越、并行的有關技術要求。強調了區域地面沉降以及鄰近線路抽取地下水、深基坑開挖和堆載等外部環境變化對線路的影響。
3.規定了路基結構應按土工結構物進行設計,具有足夠的強度、剛度,基礎穩固不下沉,加強了路基排水系統設計,能夠保證路基平順,能經受天寒地凍和雨水沖刷等惡劣氣候的考驗,保證鐵路基礎長期穩定安全。
4.橋梁結構規定了梁體豎向撓度、水平剛度、墩臺沉降等控制限值標準,實現了對橋梁結構變形的嚴格控制,保證橋梁足夠的強度、剛度、穩定性和耐久性。
5.隧道設計提出了長度大于10公里或地質復雜地段的隧道宜采用單洞單線,規定了隧道防災救援的原則性技術要求,規定了隧道洞口選址及設置明洞等相關措施,確保各種復雜地質條件下的隧道安全。
6.明確了高速鐵路應建立精密測量控制網,確保線下基礎設施和軌道鋪設要求。規定了軌道結構類型鋪設條件、軌道靜態鋪設精度等標準,保證了軌道結構的高平順性、高可靠性和高穩定性。
7.針對高鐵車站特點,明確了體型復雜、重要的站房及跨線設施的結構安全標準,并提出建立結構安全健康監測體系的要求。
8. 明確牽引供電和鐵路電力系統應采取相應設計措施,具備一定的抗風、雨、雪、冰等自然災害的能力;隧道內接觸網結構采用預埋固定方式,強調安裝基礎安全可靠、耐受動荷載、防火、便于調整和接地的要求。
9.強化了信號系統故障導向安全的基本原則,明確采用中國列車運行控制系統(CTCS)中的CTCS-2、CTCS-3級列控系統,以及車站接近鎖閉計算長度,車站聯鎖、列控進路數據應保持一致,聯鎖、列控等關鍵設備電源回路應采用雙回路獨立供電的有關規定,確保高速鐵路信號系統安全性。
10.規定了高速鐵路應設置自然災害及異物侵限監測系統,對風、雨、雪、地震及異物侵限等災害進行實時監測,為列車運行安全提供保障。
◆《高速鐵路設計規范》在技術創新方面有哪些內容?
◇ 主要體現在以下幾方面:
1.針對我國區域經濟社會發展和自然環境特征,以及促進城市化和適應客運市場需求,形成速度范圍為250~350公里/小時,涵蓋不同速度等級、不同速度列車共線運行、適應不同自然環境(凍土、黃土等)的高速鐵路設計標準,是世界上首部系統完整、內容全面的高速鐵路設計規范。
2.突出了總體設計、系統設計、安全設計的要求。確定了土建工程、牽引供電、列車運行控制、運營調度、客運服務系統的主要技術標準,完善了高速鐵路輪軌、弓網、流固、車控之間的系統耦合理論。
3.建立了勘察設計、工程施工、運營維護“三網合一”的精密測量控制網,確定了線形設計參數、路基壓實標準、橋梁剛度限值、隧道斷面尺寸、軌道靜態鋪設精度、無砟軌道結構等標準,系統形成了我國高速鐵路空間線型高平高穩、線下基礎剛度匹配、軌道系統穩定平順的高速鐵路基礎設施設計理論、方法和標準,具有世界先進水平。
4.明確了路基、橋涵、隧道、無砟軌道結構設計的耐久性要求,通信信號關鍵設備和安全信息傳輸通道冗余配置方案,接觸網-受電弓系統弓網受流性能質量仿真評價標準,地震、風、雨、雪、異物侵限等防災安全監控系統設置要求,確保高速鐵路安全可靠。
5.明確了路網選線、環保選線、地質選線和經濟選線等綜合選線要求,根據項目地形地質條件、環境因素等具體情況,提出了部分路段可采用路段設計速度,突出了標準的技術經濟性。規定了平均站間距和列車最小追蹤間隔時分,以及車站及區間點線能力匹配的設計要求,實現系統優化和綜合效益最大化的目標。
6. 完整提出高速鐵路供電系統設計技術標準和技術體系,確定我國高速鐵路牽引變電主接線方案、二次保護配置、鋼軌電位、27.5千伏專用電纜感應電壓等技術標準,明確了我國高速鐵路250公里/小時、300公里/小時、350公里/小時接觸網系統技術標準。
7. 針對高速鐵路電力供電方案,提出了可靠性、可用性、可維護性和安全性(RAMS)的綜合定量評估的方法,確定了鐵路電力供電可靠性定量指標,形成了一套適合我國高速鐵路電力供電方案綜合評價體系,并給出了具體實施方案。
8. 明確了250~350公里/小時高速鐵路采用我國自主創新的高速鐵路CTCS-2和CTCS-3級列車運行控制系統,并細化了列控系統設備設置規定,形成了我國高速鐵路信號系統整體設計標準。
9. 納入了近年來高鐵車站建設的新理念和經驗總結,明確了高鐵車站體現“以人為本、安全、便捷、舒適”相關設計要求;增加了綜合交通樞紐、綠色客站、綜合開發等內容;強調了客站建筑文化性和經濟合理性等內容。
10.將生態保護和水土保持結合起來,體現了建設綠色鐵路的理念;提出了中水回用、固體廢物分類收集、再生綜合利用的原則,體現了循環經濟和可持續發展的理念;在選線和工程措施方面以保護居住環境為重點,體現了以人為本的理念等。
◆ 為什么在規范中規定高速鐵路運行動車組列車?為什么集中牽引的普速列車不能上線?
◇ 高速鐵路運行動車組列車,主要是因為動車組通過采用牽引動力分散系統能夠顯著提高列車加減速性能、滿足列車即使在較大坡道等不利條件下仍能維持高速運行的技術要求,與此同時還能有效降低車體重量從而減少對軌道及其下部結構物的影響、提高線下結構物設計的技術經濟性。
普通列車不能上高鐵線路,主要存在行車速度和設計荷載兩方面的制約:動車組列車能夠以時速不低于200公里的速度運行,普速(貨物)列車最高時速只能達到160公里,如果動車組與普速列車共線運行,由于速差很大,將顯著降低線路的運輸能力;另一方面,動車組的軸重最大僅為17噸,而普速列車(客運機車)軸重接近23噸,普速列車上線運行對軌道的平順性影響較大,加大線路的養護工作量,影響動車組運行的舒適性。
◆ 高速鐵路的設計標準適用于時速200公里及以下的城際鐵路嗎?
◇ 《高速鐵路設計規范》適用于新建設計速度為250~350公里/小時、運行動車組列車的標準軌距客運專線鐵路。城際鐵路是指專門服務于相鄰城市間或城市群、新建設計速度為200公里/小時及以下、運行動車組列車的標準軌距客運專線鐵路,與高速鐵路分屬不同的設計標準體系。城際鐵路在建筑限界、設計活載、列車編組等主要技術標準方面與高速鐵路有較大的差異,突出了設計標準的經濟性,目前國家鐵路局已經編制完成了《城際鐵路設計規范》,擬于2014年底發布。
◆《高速鐵路設計規范》與國外的高速鐵路設計規范有哪些不同?
◇我國一萬多公里高速鐵路的建設和運營實踐經驗為標準的制修訂提供了強有力的技術支撐。在適應規模化建設要求,反映技術簡統化,保證質量安全等方面,具有系統性、綜合性和靈活的可操作性。與國外相比,更能適應多種運行速度、多種氣候條件、多類地形地質、多種運輸方式等工程要求,并有大量數據和經驗支持標準中提出的工程措施。
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