“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材

高等職業(yè)教育高速鐵路施工與維護專業(yè)“十四五”系列教材

高速鐵路

第三版

()

李向國黃守剛主編

中國鐵道出版社有限公司

年北京

2022·

內(nèi)容簡介

本書全面系統(tǒng)而又概要地闡述了高速鐵路的基本概念基本原理基本知識

、、、

和基本技能全書共分十一個項目包括高速鐵路線路高速鐵路路基工程高

。,:,,

速鐵路橋梁工程高速鐵路隧道工程高速鐵路軌道工程高速列車及牽引供電

,,,,

高速鐵路信號與通信高速鐵路車站樞紐與運輸組織高速鐵路防災安全監(jiān)控與

,、,

環(huán)境保護高速磁懸浮鐵路等

,。

本書為高等職業(yè)教育高速鐵路施工與維護和鐵道工程技術專業(yè)教學用書也可

,

作為鐵路工程技術人員技術工人培訓教材還可供對高速鐵路有興趣的相關人員

、,

學習參考

。

圖書在版編目CIP數(shù)據(jù)

()

高速鐵路李向國黃守剛主編版北京中國鐵道

/,——:

出版社有限公司.3.

,

十二五職業(yè)教育國家規(guī)劃教材2022.5高等職業(yè)教育高速

“”

鐵路施工與維護專業(yè)十四五系列教材

“”

ISBN978-7-113-28974-4

高李黃高速鐵路高等職業(yè)

………

教育Ⅰ.①教材Ⅱ.①②Ⅲ.①-

-Ⅳ.①U238

中國版本圖書館數(shù)據(jù)核字第號

CIP(2022)041691

書名:高速鐵路

作者:李向國黃守剛

責任編輯:李露露電話:電子郵箱:

(010)51873240790970739@

封面設計:崔麗芳

責任校對:孫玫

責任印制:高春曉

出版發(fā)行:中國鐵道出版社有限公司北京市西城區(qū)右安門西街號

(100054,8)

網(wǎng)址:

印刷:三河市興達印務有限公司

版次:年月第版年月第版年月第次印刷

201151202253202251

開本:印張:字數(shù):千

787mm×1092mm1/1616400

書號:

ISBN978-7-113-28974-4

定價:元

49.80

版權所有侵權必究

凡購買鐵道版圖書如有印制質(zhì)量問題請與本社讀者服務部聯(lián)系調(diào)換電話

,,。:(010)51873174

打擊盜版舉報電話

:(010)63549461

第三版前言

鐵路是國民經(jīng)濟大動脈、關鍵基礎設施和重大民生工程,是綜合交通運輸體

系的骨干和主要交通方式之一,在我國經(jīng)濟社會發(fā)展中的地位和作用至關重要。

高速鐵路集聚了現(xiàn)代工業(yè)文明的豐碩成果,以其安全、便捷、舒適、環(huán)保等技術經(jīng)

濟優(yōu)勢,顯示出強大生命力。截至年底,我國高速鐵路營業(yè)里程超過

2021

萬,占世界高速鐵路總里程的三分之二以上?！八目v四橫”提前建成,“八縱八

4km

橫”加密成型,我國已建成世界上最發(fā)達的高速鐵路運營網(wǎng)絡,“復興號奔馳在祖

國廣袤的大地上”。四通八達的高鐵網(wǎng)在服務國家重大戰(zhàn)略、支撐經(jīng)濟社會發(fā)展、

滿足人民群眾美好生活需要、助力“一帶一路”建設、推動世界鐵路發(fā)展等方面做

出了巨大貢獻。

習近平總書記指出:“我國自主創(chuàng)新的一個成功范例就是高鐵,從無到有,從

引進、消化、吸收再創(chuàng)新到自主創(chuàng)新,現(xiàn)在已經(jīng)領跑世界。要總結(jié)經(jīng)驗,繼續(xù)努力,

爭取在‘十四五’期間有更大發(fā)展?！备鶕?jù)年月中國國家鐵路集團有限公司

20208

出臺的《新時代交通強國鐵路先行規(guī)劃綱要》,到年,全國高速鐵路里程將增

2035

加到萬公里左右,萬人口以上城市高速鐵路通達。

750

本教材此次修訂重點補充了高速鐵路選線、高速鐵路智能建造、自主知識產(chǎn)

權軌道技術、高速列車自動駕駛技術等相關內(nèi)容。通過追蹤高速鐵路發(fā)展前沿,

立足于我國高速鐵路建設實際,對內(nèi)容做了進一步的優(yōu)化,學生通過對高速鐵路

基本概念、基本原理、基本知識和基本技能的學習,能夠提高學生自主終身持續(xù)學

習的能力,為將來從事高速鐵路的施工和管理工作奠定扎實的基礎。

本教材由石家莊鐵道大學李向國、黃守剛?cè)沃骶?石家莊鐵道大學張學明、

劉杰,臺州學院李丹楓任副主編,石家莊鐵道大學王建西主審。參加編寫和修訂

的有:李向國(項目、項目、項目),黃守剛(項目、項目、項目),中交二公局

126359

鐵路建設有限公司張俊存(項目),劉杰、石家莊鐵道大學張飛(項目),石家莊

47

鐵道大學廖英英(項目),張學明、石家莊鐵道大學宋林琳(項目),李丹楓、

810

石家莊鐵道大學李鳴(項目)。

11

在本教材修訂過程中,更新和增加了一些文獻和資料,在此謹向所有文獻和

高速鐵路(第三版)

·Ⅱ·

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資料的作者表示誠摯的謝意。

高速鐵路工程技術的理論與實踐仍在不斷發(fā)展,盡管盡了最大努力,但限于

作者的水平,書中難免存在不足和疏漏之處,歡迎讀者批評指正。

編者

年月

20222

第一版前言

《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃(年調(diào)整)》確立了我國鐵路宏偉的建設藍圖:到

2008

年,全國鐵路營業(yè)里程達到萬以上,復線率和電化率分別達到%和

202012km50

%以上,主要繁忙干線實現(xiàn)客貨分線,基本形成布局合理、結(jié)構(gòu)清晰、功能完善、

60

銜接順暢的鐵路網(wǎng)絡,運輸能力滿足國民經(jīng)濟和社會發(fā)展需要,主要技術裝備達

到或接近國際先進水平。為滿足快速增長的旅客運輸需求,建立省會城市及大中

城市間的快速客運通道,規(guī)劃了“四縱四橫”等客運專線以及經(jīng)濟發(fā)達和人口稠密

地區(qū)城際客運系統(tǒng),建設客運專線萬以上。屆時將形成我國鐵路快速客

1.6km

運網(wǎng),為廣大旅客提供更加安全、快捷、舒適的服務。中國鐵路客運面貌將為之一

新,高速化、快速化勢不可擋。

高速鐵路是當代交通運輸領域的重大成果,已成為世界各國鐵路發(fā)展的總趨

勢。本書全面、系統(tǒng)而又概要地闡述了高速鐵路的基本概念、基本原理、基本知識

和基本技能。全書共分十一章:第一章緒論;第二章高速鐵路線路;第三章高速鐵

路路基工程;第四章高速鐵路橋梁工程;第五章高速鐵路隧道工程;第六章高速鐵

路軌道工程;第七章高速列車及牽引供電;第八章高速鐵路信號與通信;第九章高

速鐵路車站、樞紐與運輸組織;第十章高速鐵路防災安全監(jiān)控與環(huán)境保護;第十一

章磁懸浮鐵路。

本教材根據(jù)高職高專土木工程、交通工程等專業(yè)人才培養(yǎng)目標的要求而編

寫,立足于我國高速鐵路建設實際情況,突出高速鐵路與普通鐵路在施工上的異

同點和創(chuàng)新點;在傳承普通鐵路施工技術的基礎上,著重闡述高速鐵路基礎設施

施工的新技術、新工藝、新設備、新材料。

本書為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材,由石家莊鐵道大學李向國主

編,同濟大學練松良主審。參加編寫的有李向國(第一章、第二章、第六章第一

~

二節(jié)、第十一章),石家莊鐵道大學黃守剛(第三章、第五章),武廣鐵路客運專線有

限責任公司楊友元、高軍(第四章),中鐵二十二局集團公司秦飛(第六章第三五

~

節(jié)),石家莊鐵道大學王建西(第七章),石家莊鐵道大學路永婕、南京鐵道職業(yè)技

術學院林瑜筠(第八章),石家莊鐵路職業(yè)技術學院李立增(第九章),石家莊鐵道

大學馬超(第十章)。四方車輛研究所有限公司劉宏友對部分章節(jié)的編寫提出

高速鐵路(第三版)

·Ⅱ·

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了許多寶貴意見。本書的出版得到了石家莊鐵道大學教材建設基金的資助。

在本書的撰寫過程中,引用了現(xiàn)行高速鐵路的相關技術標準,同時還參考了

國內(nèi)外許多文獻和資料,由于參考的文獻和資料較多,只能就其中主要的文獻列

于書后。在此謹向所有這些文獻、資料的作者表示衷心的感謝和敬意。

由于本書所涉及的內(nèi)容多為高新技術,這些技術都處在不斷變化之中,同時

限于時間和作者的水平,書中不妥之處在所難免,懇請讀者批評指正。

編者

年月

20111

目錄

項目1課程導論…………………

1

任務了解高速鐵路發(fā)展動態(tài)……………

1.11

任務理解高速鐵路主要技術特征………

1.25

任務熟悉我國高速鐵路規(guī)劃概況………

1.38

復習思考題……………………

10

項目2高速鐵路線路…………

11

任務掌握高速鐵路線路平面的基本知識……………

2.112

任務掌握高速鐵路線路縱斷面的基本知識…………

2.215

任務學習高速鐵路選線實例…………

2.317

復習思考題……………………

21

項目3高速鐵路路基工程……………………

23

任務掌握高速鐵路路基工程特點……………………

3.124

任務了解高速鐵路路基工程設計的基本知識………

3.226

任務熟悉高速鐵路路基軟土地基加固與處理技術…………………

3.334

任務熟悉高速鐵路路基施工技術……………………

3.439

任務掌握高速鐵路路橋過渡段施工與控制技術……

3.543

復習思考題……………………

44

項目4高速鐵路橋梁工程……………………

46

任務掌握高速鐵路橋梁工程特點……………………

4.147

任務熟悉橋梁結(jié)構(gòu)形式與橋面布置…………………

4.248

任務掌握高速鐵路橋梁施工技術……………………

4.351

任務學習高速鐵路智能化梁場建設實例……………

4.458

復習思考題……………………

61

項目5高速鐵路隧道工程……………………

62

任務掌握高速鐵路隧道工程特點……………………

5.163

任務了解高速鐵路隧道工程設計的基本知識………

5.266

任務熟悉大斷面隧道施工方法………

5.369

高速鐵路(第三版)

·Ⅱ·

???????????????????????????????????????????

任務掌握隧道施工綜合超前地質(zhì)預報技術…………

5.477

任務學習高速鐵路隧道工程鉆爆法施工實例………

5.581

任務學習高速鐵路隧道工程盾構(gòu)法施工實例………

5.689

復習思考題……………………

94

項目6高速鐵路軌道工程……………………

96

任務熟悉高速鐵路對軌道的基本要求………………

6.197

任務了解高速鐵路軌道工程設計的基本知識………

6.298

任務掌握有砟軌道施工技術…………

6.3104

任務掌握無砟軌道施工技術…………

6.4117

任務掌握高速道岔施工技術…………

6.5129

復習思考題……………………

134

項目7高速列車及牽引供電…………………

135

任務熟悉高速列車的分類與發(fā)展概況………………

7.1136

任務熟悉高速列車關鍵技術…………

7.2157

任務掌握高速鐵路牽引供電的基本知識……………

7.3163

任務了解擺式列車技術………………

7.4167

復習思考題……………………

171

項目8高速鐵路信號與通信…………………

172

任務掌握高速鐵路信號的基本知識…………………

8.1173

任務掌握高速鐵路通信的基本知識…………………

8.2185

任務了解高速列車自動駕駛技術……………………

8.3189

復習思考題……………………

190

項目9高速鐵路車站、樞紐與運輸組織……………………

191

任務掌握高速鐵路車站設計模式……………………

9.1193

任務掌握高速鐵路車站的布置………

9.2196

任務了解高速鐵路引入既有樞紐的方式……………

9.3202

任務了解動車段所場與綜合維修基地在車站的設置方法……

9.4(、)204

任務理解高速鐵路運輸組織的特點…………………

9.5208

復習思考題……………………

210

項目10高速鐵路防災安全監(jiān)控與環(huán)境保護………………

211

任務熟悉高速鐵路防災安全監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成……

10.1212

任務掌握高速鐵路噪聲來源及其控制技術………

10.2220

任務掌握高速鐵路振動特點及其控制技術………

10.3225

目錄

·Ⅲ·

???????????????????????????????????????????

任務了解高速鐵路對其他環(huán)境的影響及其防護措施……………

10.4227

復習思考題……………………

230

項目11高速磁懸浮鐵路……………………

231

任務掌握磁懸浮系統(tǒng)分類…………

11.1232

任務理解磁懸浮列車工作原理……………………

11.2234

任務了解磁懸浮鐵路線路設計的基本知識………

11.3240

復習思考題……………………

244

參考文獻…………………………

245

項目1課程導論

項目描述

根據(jù)國外眾多發(fā)達國家的經(jīng)驗,提高列車速度是鐵路賴以生存和適應社會發(fā)展的必然選

擇。世紀年代,高速鐵路在世界發(fā)達國家崛起。世紀年代,有關高速鐵路的一系

20602080

列新技術、新工藝、新設備的研究取得重大突破與發(fā)展,傳統(tǒng)鐵路再展新姿。世紀年代

2090

開始,在世界范圍內(nèi)掀起了建設高速鐵路的熱潮。年以來,我國高速鐵路的大規(guī)模建設,

2008

標志著我國鐵路進入了快速發(fā)展階段。

學習目標

知識目標

1.

()了解世界鐵路列車速度的演變概況、高速鐵路的定義及建設管理模式、世界高速鐵路

1

的發(fā)展概況、非黏著鐵路的種類;

()理解高速鐵路主要技術特征;

2

()掌握我國中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃概況。

3

能力目標

2.

()通過網(wǎng)絡資訊,能搜集、掌握高速鐵路發(fā)展動態(tài)和土建工程技術特點,訓練搜集、處理

1

信息和獲取新知識的能力。

()能夠進行高速鐵路建設的可行性研究分析。

2

任務1.1了解高速鐵路發(fā)展動態(tài)

1.1.1列車速度的演變

自有鐵路以來人們就在不斷致力于提高列車的運行速度年出現(xiàn)在英國的第一條

,。1825

鐵路其列車最高運行速度只有年月火箭號蒸汽機車牽引的列車最高運

,24km/h;182910“”

行速度就達到了幾乎提高了倍世紀年代英國鐵路試驗速度達到

47km/h,1。1940,120

年法國將試驗速度提高到年德國制造的電動車組試驗速度達到

km/h,1890144km/h,1903

了這時期英國西海岸鐵路用蒸汽機車牽引的列車旅行速度達到了

209.3km/h。101km/h。

年法國電力機車牽引的試驗車組最高運行速度突破了達到了

1955300km/h,311km/h。

年月日本東海道新干線最高運行速度達到了旅行速度也達到了

196410210km/h,

此后列車試驗速度不斷刷新年月法國試驗速度達到

160km/h。:19812TGV380km/h,

年月德國把這一速度提高到半年后法國人創(chuàng)造了的新

19885ICE406.9km/h,482.4km/h

2高速鐵路(第三版)

··

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紀錄年月日法國型高速列車把試驗速度提高到圖

,1990518TGV-A515.3km/h(1.1),

年月日法國再次刷新了自己的紀錄最新型高速列車行駛試驗速度達

200743,TGV“V150”

到創(chuàng)下了有軌鐵路列車行駛的世界紀錄圖

574.8km/h,(1.2)。

圖創(chuàng)造的法國型高速列車試驗運行實況

1.1515.3km/hTGV-A

圖創(chuàng)下有軌鐵路行駛世界紀錄的法國高速列車試驗運行實況

1.2TGV“V150”

隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高我國也開始重視提高旅客列車的速

,

度年在秦沈客運專線上國產(chǎn)中華之星電動車組最高試驗速度達到了

。2002,“”321.5km/h,

年在京津城際鐵路上和諧號動車組最高試驗速度達到了年月在

2008“”394.3km/h,200912

武廣高速鐵路上和諧號動車組在兩車重聯(lián)情況下跑出了的試驗速度年

“”394.2km/h。2010

月日和諧號新一代高速動車組在滬杭高速鐵路試驗速度達到并于

928,“”416.6km/h,2010

年月日在京滬高速鐵路先導段棗莊至蚌

123,

埠段創(chuàng)造了的試驗速度

,486.1km/h。2011

年月日在京滬高速鐵路先導段徐州東站至

19

蚌埠南站之間創(chuàng)造了的試驗速

,487.3km/h

度圖為在京津城際鐵路上運行的時速

。1.3

和諧號動車組

350km“”。

年中國標準動車組復興號正式啟

2012,“”

動研發(fā)年月日復興號原型車

;2016715,“”

和以超過在

CRH-0207CRH-0503420km/h

鄭徐高鐵上交會創(chuàng)造了高鐵列車交會速度的圖時速和諧號動車組

,1.3350km“”

項目課程導論3

1··

???????????????????????????????????????????

世界新紀錄年月日中國標準動車組被正式命名為復興號于日在京滬高

。2017625,“”,26

鐵正式雙向首發(fā)年月日鐵路實行新的列車運行圖復興號動車組在京

。2017921,,CR400“”

滬高速鐵路率先實現(xiàn)時速運營我國再次成為世界上高速鐵路商業(yè)運營速度最高的

350km,

國家年月日輛編組復興號在京滬高速鐵路實現(xiàn)時速商業(yè)化運營

。201915,17350km。

年月日智能復興號動車組在京張高速鐵路實現(xiàn)時速自動

20191230,CR400BF-C350km

駕駛

。

1.1.2高速鐵路的定義及建設管理模式

高速鐵路運行速度是一項重要的技術指標也是鐵路現(xiàn)代化水平的重要體現(xiàn)高速鐵路

,。

是一個具有國際性和時代性的概念世紀年代日本把列車在主要區(qū)間能以

。2070,200km/h

以上速度運行的干線鐵道稱為高速鐵路隨著高速鐵路技術的發(fā)展歐洲鐵路聯(lián)盟于年

。,1996

月發(fā)布的互通運營指導文件對高速鐵路有了更確切的規(guī)定新建鐵路運營速

9(96/0048/EC):

度達到或超過既有線通過改造使基礎設施適應速度線路能夠適應高

250km/h;200km/h;

速在某些地形困難山區(qū)或城市環(huán)境下速度可以根據(jù)實際情況進行調(diào)整

,、,。

我國把高速鐵路界定為新建設計開行含預留及以上動車組列車初期運營

“250km/h(),

速度不小于的客運專線鐵路應當指出的是高速鐵路不一定僅是客運專線客

200km/h”。,,

運專線也不一定是高速鐵路就目前而言我國正在大量修建的客運專線屬于高速鐵路的范

,,

疇本書不再嚴格區(qū)分高速鐵路和客運專線

,。

高速鐵路建設管理模式各國因國情不同而異大致有五種類型一是在既有線上使用

,:

擺式列車運行這在歐洲國家多見在美國東北走廊行駛的擺式列車速度為二

,,“”240km/h;

是對既有普速客貨共線鐵路進行提速改造例如我國的京哈京滬京廣等既有干線客運

,、、,

速度達到部分區(qū)段達到三是部分新建高速線與部分既有線混合運

200km/h,250km/h;

行如德國柏林漢諾威線承擔著客運和貨運任務四是新建高速鐵路雙線實行客貨共

,—,;,

線運行如意大利羅馬佛羅倫薩高速鐵路客運速度貨運速度五是

,—,250km/h,120km/h;

新建高速鐵路雙線專門用于旅客快速運輸即高速鐵路有利于客貨分線并最大程度提

,(),,

高旅客運輸效率和貨運效率我國自年的第六次大提速后基本上采用這種模式日

,2006,,

本新干線和法國高速鐵路也采用這種模式

。

國家鐵路局頒布的高速鐵路設計規(guī)范將高速鐵路定義為新建設計

《》(TB10621—2014)

時速為含至含運行動車組列車的標準軌距的客運專線鐵路中國國家

250km()350km(),。

發(fā)改委將中國高鐵定義為時速及以上標準的新線或既有線鐵路并頒布了相應的中

250km,《

長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃文件將部分時速的鐵路線路納入中國高速鐵路網(wǎng)范疇

》,200km。

1.1.3世界高速鐵路發(fā)展概況

年月日日本東海道新干線東京大阪線全長圖正式開通

1964101,(—,515.4km,1.4),

鐵路以嶄新的方式開始了交通運輸?shù)男缕?/p>

。

根據(jù)業(yè)內(nèi)學者分析研究世界高速鐵路的發(fā)展可分為以下三個階段

,:

第一階段世紀年代至年代末期

1.(206080)

日本法國意大利和德國推動了高速鐵路的第一次建設高潮