高速铁路设计规范2017_高速铁路设计规范2018

高速铁路速度目标值对线路走向、工程投资、运营效果等影响较大。随着600km/h磁浮列车下线、成渝中线高铁400km/h标准的研究和推进，我国高铁技术正向集成化和高速化方向进一步发展。

更高速度等级的高铁对线路平顺性、动车组加减速性能、列控系统等提出了更高的要求。但与此同时，高速铁路大多引入发达城市主城区，受建构筑物及拆迁、站间距等工程控制，采用大曲线半径和较高速度目标值工程投资过大，且实际运营亦无法达速。

广珠澳高速铁路是粤港澳大湾区内珠江东岸南北向重要的高铁通道，北端广州北至白云机场距离仅为17.7km，建构筑物林立；南端珠海鹤洲至横琴段距离仅为22.3km，且横琴站为线路尽端式车站，所有列车均需在横琴站起停车。

功能定位的重要性与工程条件的局限性相互矛盾，需通过详细比选分析，合理确定其速度目标值。

广珠澳高铁位于粤港澳大湾区腹地的广州市、中山市、珠海市境内。

线路途经广州市花都、白云、天河、黄埔、番禺和南沙6区，中山市民众等7镇街，珠海市斗门、香洲2区，止于横琴口岸附近。

线路北端于广州北站贯通广清永高铁，向北可通达华中、华北地区，中段于鱼珠站和南沙站分别连通广州枢纽和深圳枢纽，南端经横琴口岸可通达澳门，是京港澳高铁通道重要组成部分。其线路走向示意如图1所示。

图 1 广珠澳高铁线路走向示意

广珠澳高铁以中长途客流为主，兼顾沿线城际客流。采用交通三阶段法预测，得到2035年中长途客流占比84.3%、城际客流占比15.7%。

从客流去向分析，客流构成中向北经京港澳通道至华北、华中及粤北地区客流占比64.7%；向东经广河高铁至华东及粤东地区占比9.1%；向西经广清永高铁等至西南西北地区占比10.7%；湾区内城际客流占比15.7%。其客流构成示意如图2所示。

图 2 广珠澳高铁客流构成示意

速度目标值是项目总体设计的决定性参数，其内涵决定了线路、列车总体技术条件、列车运行控制及通信信号系统等主要技术标准的选择。

广珠澳高铁是粤港澳大湾区内珠江东岸南北向重要的高铁通道，其广州北至白云机场段走行于广州花都和白云区，建构筑物较多，大曲线半径工程设置困难；南端鹤洲至横琴距离仅为22.3km，且横琴站为尽端式车站，所有列车均需在横琴站起停车。

基于上述条件，首先结合400km/h高铁发展技术研究并确定广珠澳高铁通道的速度目标值，进而根据工程条件分别研究广州北至白云机场、鹤洲至横琴两段的速度目标值，最终从合理运输组织角度提出全线适宜的速度目标值方案，并提出最小曲线半径等工程设置建议。

广珠澳高铁主要承担南沙、中山、珠海、澳门与华中华北及粤北，中珠澳与华东、海西及粤东地区旅客交流，横琴和澳门地区与粤西、滇桂琼、川渝黔藏及西北等地区旅客交流；同时承担广珠澳通道内城际客流和部分珠江西岸与珠江东岸间城际客流。

其是国家“八纵八横”高铁网之京哈—京港澳高铁主通道和广珠澳客运主轴的重要组成部分，广州北至鱼珠段作为广珠澳高铁、广深高铁新通道的共线段，同时兼具广珠澳、广深港客运主轴功能；是珠澳发展极融入全国路网，增进澳门与祖国内地融合交流的高铁纽带；是积极稳妥推进粤港澳大湾区建设，搭建两廊两点创新框架体系，支撑南沙粤港澳重大合作平台建设的重大交通基础设施；是加速区域生产要素高效流动、提高区域路网承载力和通道保障力的主干线路。

广珠澳高铁建成后，将形成珠澳地区至粤东、粤中及华中华北、华东、滇桂琼等地的高速通道，通道将形成高铁与公路、航空并存的综合交通运输体系。

以珠海横琴至长沙为例，运行距离约967km，现状珠海至长沙航空旅行时间约1.6h，考虑3h附加时间，总旅行时间约为4.6h。

铁路为保持较好的竞争优势，更好地吸引中长途客流，依靠便捷、准时、全天候、高服务频率等优势，在旅行时间上应尽量与航空持平，考虑1h附加时间，旅行时间宜控制在4h以内。扣除长沙至广州北段旅行时间后，广珠澳高铁的时间目标值应控制在1h内。

粤港澳大湾区城际铁路建设规划提出：“做好与大湾区内高铁、普速铁路、市域（郊）铁路等轨道网络的融合衔接，形成‘轴带支撑、极轴放射’的多层次铁路网络，构建大湾区主要城市间1h通达、主要城市至广东省内地级城市2h通达、主要城市至相邻省会城市3h通达的交通圈，打造‘轨道上的大湾区’，完善现代综合交通运输体系”。因此，广州北至横琴站的时间目标值应控制在1h内。

综上所述，为满足通道客流需求，适应粤港澳大湾区高质量发展需要，广珠澳高铁广州北至横琴的时间目标值宜为1h。

目前全国高速铁路营业里程已达4万余km，已运营线路最高速度目标值为350km/h，国务院印发的《交通强国建设纲要》中明确提出，要“合理统筹安排时速400km级高速轮轨（含可变轨距）客运列车系统等技术储备研发”，考虑广珠澳高铁定位的前瞻性，对本线采用400km/h速度目标值方案进行了研究。

达速效果方面，根据线路方案，本线运营长度仅为212.3km，全线分布车站7处，最大站间距52.9km，最小站间距17.8km。通过模拟牵引计算，400km/h方案一站直达列车较350km/h方案旅行时间仅节省2min。

路网匹配方面，本线主要承担沿线地区北上客流运输任务，以通道功能为主，与本线衔接的京广、广清永等高铁设计速度均为350km/h，本线采用400km/h方案，与长距离路网通道运输匹配性差。

工程设置方面，本线沿线城市分布密集，线路走向受控因素较多，且两端受白云机场及横琴站接入疏解等因素限制，400km/h方案铁路空间线形条件要求高，绕避既有建构筑物能力差。拆迁工程增加，对路桥隧工程及站后四电工程的设计参数要求更高。且400km/h方案为缓解隧道气动效应，需设置更多的通风井及辅助坑道，较350km/h方案投资增加13.2亿元。

技术可行方面，国内400km/h高铁规范及标准体系尚未建立，工程设计、车辆制造、移动装备及配套四电体系等还处在不断的研究和完善中（川藏铁路作为世界级工程，建设工期长达10年，考虑随着移动装备技术的发展，初步推荐采用移动闭塞），整体技术体系尚不成熟，更高速度标准高铁的相关运营实践有待进一步论证。

综上所述，广珠澳高铁不考虑400km/h方案。结合TB10621—2014《高速铁路设计规范》，本次重点研究250,300,350km/h三个速度目标值方案，从路网协调性、工程投资、运营效果、对客流的影响、经济效益等方面对不同速度目标值方案进行综合比选。

广珠澳高铁北向与京广、广清永高铁衔接，共同构成粤港澳大湾区经本线北上对接京津冀地区的高速客运通道；与深珠城际、赣深高铁共同构成中珠澳与华东地区高速客运通道；与珠江肇、贵广、南深高铁等共同构成横琴（澳门）与粤西、滇桂琼、川渝黔藏及西北等地区高速客运通道。区域路网相关线路速度目标值示意如图3所示。

图 3 区域路网相关线路速度目标值示意

由图3可见，与广珠澳高铁密切相关的线路中除贵广高铁设计速度为300km/h，其他主要相关线路速度目标值均为350km/h。

因此，从与广珠澳高铁衔接各高铁通道及相关线路的协调匹配性方面分析，本线速度目标值宜采用350km/h方案。

不同速度目标值方案主要由于线间距、曲线半径、路基宽度、工后沉降、隧道断面面积等技术条件要求的不同，导致工程数量有所差异。不同速度目标值方案工程投资比较如表1所示。

由表1可见，250km/h方案较350km/h方案线路绕长5.526km；但由于采用较小曲线半径，对地形的适应性相对较好，能有效绕避既有建筑物，减少拆迁，桥隧比最低；工程投资较350km/h方案可节省68.786亿元，约占总投资的7.251%。

300km/h较350km/h方案工程投资节省6.928亿元，约占总投资的0.730%。

广珠澳高铁全线运营长度约212.3km，通过模拟牵引计算（限速段落按推荐限速计算），得出不同速度目标值方案旅行时间比较如表2所示。

由表2可见，350km/h方案较250、300km/h方案旅行时间分别节省16.5min、7.5min。从时间目标值适应性分析，250km/h方案适应性略差，350、300km/h方案旅行时间均能满足时间目标值的要求。

根据全国高铁客流出行调查的研究成果，广珠澳地区客流出行对旅行时间的敏感性明显强于对票价的敏感性。

旅行速度越快，旅行时间越短，对客流的吸引能力则越强。即在旅客支付能力范围内，线路速度目标值越高，对客流吸引能力越强。因此，350km/h方案客流吸引效果最好。

影响铁路建设项目经济效益的因素主要有工程投资、运营成本、客流吸引能力、票价水平等。计算期采用30年，不同速度目标值方案经济效益比较如表3所示。

由表3可见，从经济效益方面分析，350km/h方案经济效益最优，其次为300km/h，250km/h方案经济效益相对较差。

综上所述，广珠澳高铁是珠澳发展极的北出高质量运输通道，采用350km/h的速度目标值方案，与通道功能定位相符；与京广、广清永、珠江肇等350km/h高铁线路标准相一致，协调匹配性优；旅行时间最短、旅行速度最快，可有效缩短粤港澳大湾区与华中华北、华东、滇桂琼等地区的时空距离；客流吸引能力更强；经济效益最优。

因此，广珠澳高铁速度目标值推荐采用350km/h方案。

广州北至白云机场段走行于广州主城区，沿线构建物林立，线路条件引入困难。线路条件示意如图4所示。

图 4 广州北至白云机场段线路条件示意

由图4可见，广珠澳高铁广州北站与白云机场站距离仅为17.7km，且两站位置基本平行，由于偏角极大，若线路自广州北站向南引出后采用350km/h速度目标值对应的曲线半径布线，在满足广州北站设站条件及与京广铁路、京广高铁、广清城际铁路跨越角度的前提下，线路无法引入白云机场站预留站位；若线路自广州北站向南引出后采用300km/h速度目标值对应的曲线半径布线，跨越既有线偏角过小，且将引起江村东侧500kV高压电力走廊迁改、广河高铁预留线路所需改移至大广高速公路东侧地下敷设，工程设施条件极差，施工协调难度较大，能否落地实施存在较大不确定性。

根据白云机场站进站端预留工程限速120km/h（R-900m、缓和曲线长度200m）、广州北站进站前受地形条件限制限速200km/h及广河高铁江西村线路所至白云机场段工程情况，结合牵引计算软件模拟列车V-S曲线，对该段研究了160，200，250km/h三个梯级限速速度目标值方案。

不同速度目标值方案工程投资比较如表4所示。

由表4可见，160km/h方案广珠澳线路长度较200km/h方案短0.410km，京广联络线短0.619km，本项目工程投资省1.101亿元，考虑广河高铁投资后，本项目+广河总工程投资节省0.701亿元；250km/h方案广珠澳线路长度较200km/h方案长0.651km，京广联络线长2.502km，本项目工程投资增加3.698亿元，考虑广河高铁投资后，本项目+广河总工程投资增加7.201亿元。

采用CRH380AL+300T车型车载，列车在白云机场、广州北按通过计算，经仿真模拟牵引计算，不同速度目标值方案列车运行V-S曲线如图5所示。

图 5 不同速度目标值方案列车运行 V-S 曲线示意

根据列车运行曲线，计算得到不同速度目标值方案列车达速效果，如表5所示。

由表5可见，梯级限速160km/h方案和梯级限速200km/h方案上下行达速比均超过60%，达速性较好；梯级限速250km/h方案上下行达速比分别为30.9%、30.3%，达速性较差。

通过模拟牵引计算，得到不同速度目标值方案运行时分比较，如表6所示。

由表5可见，梯级限速200km/h较160km/h方案上、下行运行时间分别节省0.67min、0.67min；200km/h较250km/h方案上、下行运行时间分别增加0.62min、0.66min。

200km/h较160km/h方案工程总投资仅增加0.7亿元，两方案对广河高铁江村西线路所至白云机场段工程设置影响相差不大，上下行运行时分可节省0.67min和0.67min，投资节时效果明显；250km/h较200km/h方案虽然上下行运行时分可节省0.62min和0.66min，但工程总投资增加7.2亿元，且恶化了广河高铁工程设置条件。因此，广州北至白云机场段推荐梯级限速200km/h方案。

鹤州至横琴段位于线路尽端，横琴为线路尽端式车站。线路条件示意如图6所示。

图 6 鹤州至横琴段线路条件示意

由图6可见，横琴站为本线起终点站，所有动车组列车均需在横琴站起停车。该段结合线路平纵断面等工程条件，主要研究了250，300和350km/h三个方案，从与路网协调性、工程投资、达速效果、运营效果等方面进行综合比选。

根据前述广珠澳高铁速度目标值研究结论，其速度目标值宜采用350km/h，从与广珠澳高铁匹配性分析，本项目鹤州至横琴也宜采用350km/h速度目标值；从与相邻路网分析，本线除承接广珠澳高铁北段客流外，还承接珠海地区经珠江肇高铁外出客流的运输，珠江肇高铁可研已批复，其速度目标值采用350km/h。

故从与广珠澳高铁及相关路网协调匹配性分析，鹤州至横琴段速度目标值宜采用350km/h。

不同速度目标值方案工程投资比较，如表7所示。

由表7可见，不同速度目标值方案线路走向一致、长度基本相当，350km/h方案桥隧比达到95.411%，且盾构隧道长达11km，350km/h和300km/h方案隧道截面相同，可采用同一型号盾构机，250km/h方案隧道截面较其他方案小，可采用更小型号盾构机。

综合以上因素，工程投资方面，350km/h方案较300km/h方案工程投资相差甚微，仅增加0.333亿元，约占总投资的0.333%；350km/h方案较250km/h方案工程投资亦增加不多，增加2.446亿元，约占总投资的2.449%。

受加减速影响，仅单独考虑本段运行速度难以全面反映不同速度目标值方案对全线运行时分的影响，本次结合广珠澳高铁鹤州至中山段统筹研究。

采用CRH380AL+300T车型车载，列车在鹤洲站按通过计算，经仿真模拟牵引计算，不同速度值方案列车运行曲线如图7所示。

图 7 不同速度目标值方案列车运行 V-S 曲线

根据列车运行V-S曲线，计算得到不同速度目标值方案列车达速效果，如表8所示。

由图7、表8可见，上行方向：350km/h方案列车在横琴至鹤洲区间基本处于加速运行工况，至鹤洲站列车可加速至339km/h；300、250km/h方案列车自横琴站起车分别加速12.8km、6.9km后可达速，但在通过鹤洲站后，还需分别继续加速14.5km、18km后运行速度才能达到350km/h。

下行方向：350km/h方案列车自中山站以350km/h速度运行通过鹤洲站后继续保持达速运行一段距离后开始减速制动，鹤州至横琴区间达速运行长度约8.0km，达速比为35.9%；300、250km/h方案列车的达速比分别占到59.1%、73.1%，达速比虽较高，但在通过珠海鹤洲前约4km、7km处就需减速运行，才能在到达鹤州站时将速度降至线路允许速度。

前述分析表明，仅单独考虑横琴至鹤州段难以全面反映不同速度目标值方案对运营效果的影响，因此，运行时分按中山至横琴段约76.2km范围内进行比较，鹤洲以北速度目标值均按350km/h考虑，通过模拟牵引计算，不同速度目标值方案运行时分比较如表9所示。

由表9可见，鹤洲至横琴区间采用350km/h方案较300km/h方案上、下行节省时分分别为0.27min、0.40min；采用350km/h方案较250km/h方案上、下行节省时分分别为1.12min、1.18min，节时效果较为明显。

鹤州至横琴段为广珠澳高铁的组成部分，该段采用350km/h方案路网协调匹配性优、工程投资增加较少、旅行时间最省。因此，该段速度目标值推荐采用350km/h方案。

本段速度目标值推荐采用350km/h，采用无砟轨道，根据TB10098－2017《铁路线路设计规范》规定，本线最小曲线半径应为一般地段7000m，困难地段5500m。

但结合本项目特点，本线横琴站为尽端式车站，所有列车需在横琴站起停车，根据仿真模拟牵引计算V-S曲线，横琴站进站前CK203+350至CK206+450段落列车运行速度不超过300km/h、CK206+450至CK212+550段落列车运行速度不超过250km/h，可据此匹配最小曲线半径，以节省工程投资。

广珠澳高速铁路是粤港澳大湾区内珠江东岸南北向重要的高铁运输通道，其建设将有力带动大湾区进一步拓展辐射范围。

广州北至白云机场段走行于广州花都和白云区，建构筑物较多，大曲线半径工程设置困难；鹤洲至横琴段距离仅为22.3km，且横琴站为尽端车站，所有列车均需在横琴站起停车。

基于上述条件，首先结合400km/h高铁发展技术分析得出广珠澳高铁通道若采用400km/h方案较350km/h方案旅行时间仅节省2min、工程投资需增加13.2亿元、路网协调匹配性差且存在技术风险；

其次从路网协调匹配性、工程投资、运营效果、客流影响、经济效益等方面对广珠澳高铁采用250，300，350km/h三个速度目标值方案进行比选，得出广珠澳高铁通道宜采用350km/h速度目标值方案；进而根据工程条件并结合列车模拟牵引计算，分别研究得出广州北至白云机场段宜采用梯级限速200km/h方案、鹤洲至横琴段宜采用350km/h方案，由于所有列车均需在横琴站起停车，横琴进站端可采用小半径曲线以改善线路引入条件、节省工程投资。

高速铁路的线路平顺性、工程限速条件、两端衔接车站情况等因素直接影响其运营效率的发挥，多个项目研究表明，高速铁路引入发达城区普遍存在局部工程控制导致运营限速、影响运输质量等一系列难题，在进行高速铁路设计时，应根据线路引入条件、实际运营组织中动车组在车站的通停情况，结合列车运行V-S曲线深入比选分析，以实现工程设置与运营组织相配套，节省工程投资。

本文转自《铁道标准设计》——基于工程限速和尽端式车站布置的广珠澳高铁速度目标值研究，作者姬燕男；仅用于学习分享，如涉及侵权，请联系删除！