时间：2022-04-14 08:00:00
【关键词】高速铁道；专业技术；课程体系；开发与研究；实践性
一、专业面向的职业岗位分析
高速铁道的建设通过专业能力得到体现，高速铁道建设是以能力为主要发展导向的工业领域，对于高等职业化教学专业课程体系的建设，必须要符合现代化高速铁道的发展要求与建设标准，还必须要遵守相关的职业化岗位定位，专业面向职业岗位做出适当的专业化课程体系的发展思考，经过大量的社会发展调查研究，与高速铁道的工作人员形成良好的互动，建立好统一的生产线，利用高速铁路的桥梁、路基、隧道、轨道的施工与养护维修工作，不断加强施工人员材料员与安全人员本身工作能力的加强，经过3-5年的理论知识加上实际能力的培养，发挥相应专业技术人员的特长与优势，做到科学的定位，按照工作岗位业务范围工作领域职业能力的开发流程。
二、高速铁道工程技术专业课程开发现状
随着我国高速铁道专业教学课程的不断完善，高速铁道专业化人才培养理念已经完全得到了创新发展，高速铁道专业在进行一系列教学内容与课程体系的发展与建设过程中，取得了一定的成绩，也遭遇到了障碍。高速铁道工程技术专业课程改革逐渐扩大，主要学习方向侧重于对高速铁道专业性知识的学习，通过理论与实际知识的互相结合，锻炼学生自身的高速铁道工作能力，分析能力，处理问题能力。当前的教学内容有些也过于枯燥，导致学生学习局限性较大，很多学生学习专业知识只能基于课本，不能真实发挥自我的技术优势，因此，高速铁道专业工程技术教学必须要结合理论与实际的双重教学模式，提高理论与实践的研究综合性，培养学生的自主学习积极性与动力，这是未来改革的方向。
三、高速铁道工程技术专业课堂知识培养系统化设计
3.1以提高综合素质为宗旨，设置公共基础课
高速铁道工程技术专业要以提高专业人员技术职工的综合素养为主，帮助铁道工作人员建立正确的文化素养培养方式，还必须要设计正确的公共基础课程安排时间表，要根据学生的文化素养不同层次制定不同类型的辅导计划与公共课程安排，开设信息化课程，例如《计算机应用基础》、《高等数学》、《英语》、《体育与健康》等模块，还要加强铁道专业技术人员的道德素养培养，加强对行政素养，职业道德规范，身心素养的提升，以及对法律知识的学习，培养健康的人格，树立正确的价值观念与人生观念。
3.2基于高速铁路建设的职业行动领域，构建专业学习领域
以市场需求为逻辑起点，以“职业岗位群职责——典型工作任务——行动领域——学习领域”的分析为依据，以校企专家合作开发为关键，通过工作过程系统化构建专业学习领域，实现工学结合。主要流程为三个阶段、四个环节、三个转换。三个阶段：即市场调研是课程开发的起点，解决专业准确定位的问题；人才培养模式是课程开发的指导框架，解决人才培养的方式、途径和资源问题；课程体系的系统化设计是课程开发的落脚点，解决课程的载体、内容体系、创设学习情境、制订实施方案等问题。三个阶段互为递进，紧密联系。四个环节：即由行业企业专家的“头脑风暴”“、研讨确认”“、决策计划”为课程体系开发提供源泉，由校方组织教师专家“开发分析”，从而确保课程体系的科学性、合理性和操作性。三个转换：即实现从实际工作到典型工作、典型工作向学习领域（课程）、学习领域（课程）向学习情境的三个转换。
四、专业能力培养系统化设计
专业技能培养系统按照“四层次、六递进”进行系统化设计。“四层次”即指课内单项实训、专项技能实训、生产性综合实训、顶岗实习。课内单项实训指在课堂上理实一体、讲练结合完成的基本技能训练；专项技能实训指通过单独组织的集中实训实现某一专项能力培养；生产性综合实训指模拟具体生产任务，提交符合生产要求的实训成果；顶岗实习是以企业员工身份，完成生产岗位的具体任务。“六递进”是指学生技能培养从简单到复杂、从单项到综合、从熟练到精湛，从实训到生产、从校内到校外、从学生到员工的递进。
专业能力的培养关键在于教学载体的选择，各门课程的教学载体要有针对性，并且源于实际，高于实际，从简单到复杂、从个体到系统，具有典型性，能将典型工作具体化，学生完成任务的行动过程能反复应用，技术程度逐渐提升，体现职业成长规律和教育规律。
五、其他职业能力的系统化设计
主要指方法能力和社会能力。在方法能力方面，主要培养学生具有：独立学习、开发自己的智力、设计职业发展道路的能力；获取新知识、新技能的能力；运用已获得的知识、技能和经验解决新问题的能力；制订工作计划、工作过程和产品质量自我控制、管理以及工作评价的能力。在社会能力方面，主要培养学生经历和构建社会关系、感受和理解他人的奉献和冲突，并负责任地与他人相处的能力和愿望，重点培养学生的交往能力、交流能力、相处能力、协作能力、组织能力、批评与自我批评的能力，以及群体意识、安全意识、社会责任心和奉献精神。根据以上培养目标，高速铁道技术专业的教学过程强调实践性、开放性和职业性，将职业要求和技术技能标准引入教学，将行业和社会资源引入学校，将企业生产经营活动引入课程，遵循岗位对知识、能力、素质综合要求的内在逻辑，采用教学做合一、实验-实训-实习有机融合，实现方法能力、社会能力、专业能力全面提升。
六、结束语
工作过程系统化课程是以学生为中心设计的。它强调以学生直接经验的形成来掌握融合于各项实践行动中的最新知识、技能和技巧。在工作过程系统化教育中，学生对所学职业（专业）内容和工作环境先有一个感性认识，以此获得与工作岗位和工作过程相关的知识，然后再开始学习专业知识。学生获取知识的过程始终都与具体的职业实践相对应，技术和专业理论不再抽象，而是企业、社会和技术工人个人相互作用的具体体现。
【参考文献】
[1]姜大源.职业教育学新论[M].北京：教育科学出版社，2007：12-66.
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关键词：高速铁路 区域沉降 工程沉降
中图分类号：U213.157 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）003-011-02
1 引言
某高速铁路经过的大部分地区存在较为严重的区域沉降问题，区域沉降会降低线路设计高程、改变线路设计坡度，甚至对列车的行车安全产生严重的影响。另外由于工程施工和自身荷载等原因，线下工程会产生工程沉降。工程沉降是一个较短的过程，而区域沉降是一个长期持续的过程，其多因为过度开采地下水产生。目前对高速铁路线下工程的沉降评估均是以其工程沉降作为评估标准，在区域沉降地区没有考虑区域沉降的影响，区域沉降加上工程沉降才是线下工程真正的沉降值。本文通过建立叠加模型来研究区域沉降与工程沉降对高速铁路的综合影响。
2 区域沉降与工程沉降叠加模型
目前在区域沉降地区的高速铁路线下工程沉降评估中没有考虑区域沉降的影响，线下工程区域沉降加上工程沉降才是其真正的沉降值，因此需将区域沉降叠加到工程沉降上进行综合的沉降评估。一般来说，可以通过工作基点联测复测后的水准点来对工作基点高程进行改正，从而进一步计算出沉降监测标的总沉降量，但由于目前工程单位缺乏该数据，导致不能计算沉降监测标的最新高程，无法进行区域沉降与工程沉降的综合评估。
在这里建立一种考虑区域沉降与工程沉降综合影响的模型，利用该模型可获得沉降观测标的沉降总量、线路坡度和坡度差的变化量等数据，为相关部门提供参考依据。
2.1 区域沉降和工程沉降叠加模型的建立
根据两期水准点复测成果，按下列公式得到工作基点的沉降值。
（1）
其中：SGJ1为工作基点GJ1内插出的沉降量，BM1和BM2为GJ1沿线路两侧最近的水准点，DKBM1和DKBM2分别为BM1和BM2的里程。
利用第一期的IN1文件计算出沉降观测标的高程，再对第二期的IN1文件中的工作基点高程进行修改，公式如下：
H第二期工作基点=H第二期工作基点+内插出的沉降值 （2）
根据修改后的工作基点高程进行起算，得到第二期沉降观测标的高程。两期成果之差即为沉降观测标的总沉降量，它是在工程沉降与区域沉降的综合影响下产生的。
2.2 实例计算
根据某工程单位共三期的沿线水准点复测成果，利用上述公式计算得出沉降观测标的总沉降量。各期之间沉降观测标的综合沉降曲线分别如图1和图2所示，图中x轴为里程，单位km，y轴为沉降量，单位mm。
2.3 数据分析
由于线下工程沉降速率与规模的不同，会使得线路坡度发生变化，产生附加坡度，其计算公式为：
（3）
式中，S为相邻沉降观测标的高差闭合差（m），L为其路线长度（m）。
另外相邻的附加坡度将引起反向坡度变化，产生坡度差，它由相邻的附加坡度之差获得，反映总沉降量对线路纵坡的影响。
根据相关公式计算出各期之间线路坡度及坡度差变化量，分别如图3和图4所示，图中x轴为里程，y轴为变化量（y001‰）。
图3 第一期与第二期线路坡度及坡度差变化量
图4 第一期与第二期线路坡度及坡度差变化量
从结果可知：该地区地面沉降较为严重，在区域沉降与工程沉降的综合影响下，线下工程的沉降量较大，远超出相关规范的最大允许值，但相邻的差异沉降较小；线下工程的工程沉降较小，区域沉降占总沉降量的主要部分；线路坡度及坡度差变化量很小，其对轨道平顺性的影响较小，采取一定的技术措施后，可满足高速铁路安全平稳行车的需要。
3 结论和建议
（1）建立工程沉降和区域沉降的叠加模型，可得到大范围内区域沉降和工程沉降对高速铁路的综合影响数据，为相关部门提供参考依据。
（2）这种模型建模简单，认为水准点与工作基点的总沉降值在线路里程上呈线性关系，虽然该模型在理论上不严密，但对于长大的高速铁路而言，水准点联测工作基点的工作量极大，该模型有其实用优势。
（3）若能收集到水准点与工作基点的空间坐标，采用空间坐标进行线性内插计算，得出结果的相似性更强。
（4）相关部门应尽可能结合区域沉降数据进行综合沉降分析，并研究相应的沉降评估措施。
参考文献：
[1] 叶茂.京沪高速铁路沉降监测数据处理与分析[D].成都：西南交通大学，2011.
[2] 中华人民共和国铁道部.TB10601-2009.高速铁路工程测量规范[S].北京：中国铁道出版社，2010.
[3] 李国和，许再良，孙树礼，等.华北平原地面沉降对高速铁路的影响及其对策[J].铁道工程学报，2007，24（8）
关键词：成青快铁 噪声 振动 问卷调查研究
中图分类号：TB5 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）001-189-02
我国高速铁路飞速发展，随着高速铁路的陆续投入运营，高速铁路噪声和振动给将会给沿线居民带来影响。但目前，国内还没有量化的详细数据来具体反映高速铁路噪音和振动对沿线居民的影响程度，尤其是考虑到高速铁路噪声与振动都会受到实际车辆、轨道和线路匹配情况的影响，而且，国家在高速铁路噪声与振动的环境影响相关评估标准也还未制定。开展此方面的工作具有很大的工程和理论研究价值。
成青快铁全线采用的是无缝钢轨，50米一根的钢轨铺设通过焊接成为整体，钢轨很平整，不会发出“哐当”声。在成青快铁高架桥的两侧，一路都安装有吸声板和声屏障，大大降低了噪音，它可以把声屏障挡回的声音予以吸收。可看出，国内高铁技术已经开始注重环境影响，并采取了措施去减小此类影响。而相关的评估标准并没有出台，所以，此项调查具有很大的实际应用价值。
1国内现行铁路噪声与振动的管制标准
1.1噪音标准
铁路噪声主要分为轮轨噪声和高架结构噪声。这些不仅直接涉及乘客、铁路工作人员和沿线居民的身心健康，对行车安全也有直接影响。
由表1可看出，铁路沿线居民极易受到铁路噪音影响。这种生理到心理的干扰，就使得控制噪音成为一种必要的任务。
1.2振动标准
人体对振动影响的感受包括振动的大小和频率。振动的大小，直接被人体所感觉。振动的频率对人体的影响往往会被忽略。
试验研究表明：振动的强度越高，对人们入睡和睡眠深度的影响越大；当振动为60dB时，一般人刚刚可以感觉到振动，它并不影响人们的睡眠，但对较敏感的人或患病者则会产生影响；当分贝达到65dB时，对睡眠有轻微影响；当振动达到69dB时，所有轻微睡眠的人将被惊醒；当振动达到74dB时，除酣睡的人外，其他人将被惊醒；当振动达到79dB时，所有人都将被惊醒。可见振动对居住在铁路线周围的居民影响是很大的。
备注：本标准值适用于连续发生的稳态振动、冲击振动和无规则振动。
（1）每日发生几次的冲击振动，其最大值昼间不允许超过标准值10dB，夜间不超过3dB。
（2）适用地带范围的划定：1）“特殊住宅区”是指特别需要安宁的住宅区；2）“居民、文教区”是指纯居民和文教、机关区；3）“混合区”是指一般商业与居民混合区；工业、商业、少量交通与居民混合区；4）“商业中心区”是指商业集中的繁华地区；5）“工业集中区”是指在一个城市或区域内规划明确确定的工业区；6）“交通干线道路两侧”是指车流量每小时100辆以上的道路两侧；7）“铁路干线两侧”是指距每日车流量不少于20列的铁道外轨30m外两侧的住宅区。
（3）本标准适用的地带范围，由地方人民政府划定。
（4）本标准昼间、夜间的时间由当地人民政府按当地习惯和季节变化划定。
综合京津城际高铁、沪宁城际高铁、武广高铁等已建成高铁沿线居民实际反映，列出如下情况：
（1）火车经过时，两个人在一间房子里都经常听不见对方说话。
（2）大夏天的，没有人家里敢开窗户，几个月大的孩子常常被火车噪音吓哭。
（3）很多人彻夜难眠，导致神经衰弱精神恍惚。
（4）手机经常没有信号，电力机车经过时，电视画面也在抖动。自从居民们装上有线电视机顶盒，电视画面才稳定下来。
（5）火车一来，窗户就哗哗作响。
（6）表示隔音屏障作用并不大。
（7）沿线村民表示：白天大家都忙着还好点儿，晚上的时候农村都很寂静，火车噪声更大。
（8）高铁的声音和飞机起降一样的，而且高频噪声更大。
（9）持续的火车噪声让人烦躁不安，即使家中用了双层隔音玻璃，噪声依然循隙而入，钻入耳膜，刺激神经。
本项目将以成青快铁为研究对象，开展高速铁路噪声、振动对沿线居民的影响研究。主要在两个方面：
（1）先对快铁所采用的技术知识进行理论学习，掌握可能的噪音振动来源，为问卷的设计提供理论基础。
（2）对沿线居民受快铁噪声、振动影响的感受与烦扰度调查，包括居民所在区域、年龄、性别、受影响持续时间及时间段分布等。通过将高速铁路噪声、振动影响的客观物理量与主观居民烦扰度相结合，探寻相关关键影响因素，指导高速铁路噪声与振动的控制措施制定，也为高速铁路噪声、振动的环境影响评估限值标准制定提供参考。
2结论
高铁迅速发展，但却缺少与噪音震动相关的规范。我国现在使用的是火车噪音震动的相关规范。例如，国家规定的相关管制标准GB12525-90的有关规定，在铁路设计时要使其噪音等效声级不超过70dB。高铁采用的无缝式钢轨，高架桥两侧也安装有吸声材料。快铁运行的时速可达115km/h，快铁沿线有居民住宅区以及商铺、工厂、学校等民用建筑。大多数居民距离快铁的水平距离在20～200米。根据对调查结果的分析，快铁的噪音和振动已经给居民的生活带来了较大的影响，主要是给居民的休息以及晚间的居家生活带来不便。基于以上事实，火车的现有规范已不再适用于高铁。因此，需要采取一些措施诸如增加隔音装置或者改善隔音装置的性能来重点解决其噪音较大的问题，而且要有新的关于高铁的管制标准出台规定高铁的噪音和振动不宜超过的范围。
3存在的问题
（1）成青快铁与成灌高速交错部分较多，由于公路运输导致的背景噪音较明显，导致了部分居民在白天对于噪音的判断不是很清晰。部分居民对于公路的反感程度更大。因此，居民对于噪音的来源没有在意，可能会导致他们的判断产生影响。
（2）调查过程中，没有特别注意居民居住楼层的综合考量。在走访调查中发现，在居民区附近还有一些正在施工的项目也在进行当中，这也是影响居民生活质量的重要原因之一。
（3）此外，调查过程中忽视了一些重点区域的单独分析。对于一些极有代表性的敏感点，在问卷以外，应该进行具体调查。
参考文献：
[1] 涂根宝，叶桂君.高铁营运对沿线邻近住宅噪音、振动之研究[A].台湾环境资源永续发展研讨会，2008.
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关键词：高速铁路 站场 选址设计
前言
中国高速铁路的建设始于2004年中国铁路长远规划，经过10多年的高速铁路新线建设和对既有铁路的高速化改造，中国目前已经建成了世界上最大规模以及最高运营速度的高速铁路网。在高速铁路的建设中，铁路站场设计是铁路运输需求与工程相结合的边缘学科，是一门集管理、规划和设计为一体的综合性学科，是理论与实践经验的积累和总结。高速铁路站场设计基于普速铁路站场设计，但又不同于普速铁路站场设计。以下就本人近几年参加高速铁路站场勘察设计的实践，与大家共同交流、探讨一些实际运用中的设计经验和技巧。
一 高速铁路站场设计经验与技巧
1 高速铁路车站站址选择的重要性
高速车站站址的选择不是线路走向确定车站站址的普速设计理念，而是车站站址确定线路走向的高速设计理念。高速铁路线路的走向比较顺直，桥隧工程比例较大。在站内的地形条件较复杂，桥隧工程也相应增大，尤其是桥梁工程较多，车站方案布置较困难，线路的走向往往是在车站结合地形条件布置出最优方案后再确定。因此，高速铁路车站在某一区域的选址是决定线路在该区域走向的关键因素。例如新建铁路贵阳至广州线上跃越行站站址的选址：上跃站位于广西壮族自治区龙胜县三门镇大罗村境内。龙胜县位于广西东北部，地处越城岭山脉西南麓的湘桂边陲，属高山区。该站站址区域为丘陵沟谷地貌，自然横坡起伏较大，坡体覆盖层薄，多为林地和旱地，沟槽低洼地带覆土稍厚，多辟为良田。车站站址受地质条件及大罗河水位控制，站址只能选择在半山坡上。站址区域内沟壑纵横，车站方案布置起来很困难。在结合地形条件后，车站最终布置为一曲线车站方案，且车站范围内有大大小小的桥梁共9座，车站方案布置出来后，线路在该区域内的走向才最终确定下来。
2 高速铁路车站在城市交通枢纽中的核心地位
高速铁路站场设计应充分考虑当地自然条件和城市总体规划，宜进入城市，利用站区形成社会综合交通枢纽，充分发挥高速铁路车站在综合交通运输体系中的骨干作用。例如改建铁路重庆至贵阳线（以下简称渝黔线）遵义东站的设计：渝黔线位于重庆市西南部和贵州省北部地区。新建线路北起重庆市，自重庆西站引出后，向南经綦江，进入贵州省遵义市桐梓县境内，经遵义市、息峰县接入贵阳市新客站贵阳北站，线路全长约345 km。遵义是黔北政、治、经济、文化中心，黔北的交通枢纽，是中国历史文化名城和以红色文化为特色的旅游城市，是西南地区重要的能源、新材料基地和重要的先进制造业中心之一。因此，遵义站址在遵义都市区的选择至关重要，这关系到遵义以后几十年甚至上百年的发展规划。据有关资料记载，渝黔线在遵义东站的选址问题上前后做了五大系列方案：①新设遵义西站方案：线路短直，但需穿越森林公园、水源保护区，客站站位偏远，不符合城市规划。②新设新蒲站方案：客站位于新区，可带动新区发展，但距主城较远，不利于吸引客流。上述两方案经综合论证予以放弃。③引入既有遵义站方案：新渝黔线自桐梓东站引出，沿既有线西侧于高炉子站附近跨至既有线东侧，与既有线并行引入遵义站，出站后沿既有线东侧往南出遵义城区。该方案行进人遵义城区，拆迁过大，尤其是既有遵义站北端新建的航天城、长征电器三厂等建筑群。因此，为了避免过大拆迁，进入既有遵义站前用了较小的曲线半径，导致新建渝黔线在该段范围内限速行驶（120 km/h），对行车有一定影响，且不符合遵义市总体规划，经比较后予以放弃。④引入既有遵义北站方案：渝黔新线自桐梓东站引出，沿既有线西侧引入遵义北站，出站后沿既有渝黔高速公路经城市西侧于南宫山站附近跨既有线，沿既有线东侧南行出遵义城区。该方案拆迁量也较大且与遵义市西控东扩的总体规划不符，经比较后予以放弃。⑤新设遵义东站方案：渝黔新线自桐梓东站引出，于高炉子站附近上跨既有线，在距遵义市中心丁字口东侧约4.5 km颜村朱家坝新设遵义东站。该方案线路较顺直，拆迁较小，且与遵义市西控东扩的总体规划相符，经综合论证比较后采用该方案。该方案确定后，遵义市结合车站方案部署了以遵义东站为核心的综合交通枢纽规划，明确了遵义东站作为以后交通的核心地位。
3 高速铁路与城市枢纽间的相互疏解
高速铁路车站进入城市枢纽引起的车站平面与既有枢纽各线及车站的疏解至关重要。高速铁路车站进入城市枢纽应结合城市总体规划及交通路网规划，充分考虑引入城市枢纽的各线方案。由于车站进入城市受限条件较多，车站设计可从以下几方面考虑：①平行进路不可能面面俱到；②主要行车方向顺直，考虑到大部分通道要求；③立交疏解不要干扰正线主要方向；④城市道路立交疏解尽量考虑主要方向干扰小；⑤城市站区疏解异常复杂，在做方案时不能过多考虑代价问题。在上述原则条件下，做方案时应力争做到布局合理、规模适当、近远结合、运营方便、施工干扰小、无废弃工程等。例如昆明枢纽读书铺三角区疏解。
读书铺站为一级二场工业站，为减少行车交叉干扰，采用增设客车场的客货分场疏解：在站房侧增设客车场，采用两台夹四线站型，设到发线4条；货运系统仍维持一级二场场型。广通至昆明新双线贯通读书铺站的客车场至昆明站，货车线贯通读书铺站的既有到发场至昆明东站，读书铺至昆阳线（双线）在进站端进行客货疏解，分别外包引入车站的客货到发场，广通至昆明第三线与安宁支线利用既有线位接入车站，形成9进4出、主轴通道客货分线的线路别运输格局。并结合新建桃花村物流中心，建设温泉至桃花村联络线。上述疏解方案如图所示。
三 结束语
随着高速铁路如火如茶的建设，高速铁路站场设计面临着巨大的挑战，其理念也需从普速设计的思想上解放出来。它不再是一成不变的理论知识，而是在实际运用中理论与实践经验的不断积累与总结。
从铁路车站站址选择、铁路车站在交通枢纽的核心地位及铁路车站进入城市枢纽的疏解几方面，阐述了一些高速铁路站场设计的经验和技巧。在实际工作中，高速铁路站场的设计是变化多样的，应结合现场实际，灵活运用理论知识，从多因素、多角度、全方位进行考虑，善于变换思路，做到不遗漏有价值的站场设计方案，多做方案比较、研究，才能设计出更优化、更合理的站场平面布置图。
参考文献
【关键词】：地铁线路；平面曲线设计；参数
中图分类号：U231+.2文献标识码： A 文章编号：
1、前言
改革开放以来，随着经济科技的不断发展，使得我国地铁建设有了经济和科技的支撑，特别是随着城市化进程的不断加快，城市人口的膨胀，加剧了城市交通的拥挤程度，使得我国很多城市的地铁建设变得更加势在必行，一些城市开始着手地铁的规划和建设工作。地铁线路平面曲线设计是地铁建设的一项重要内容，对地铁的行车安全和建造成本具有很大的影响，其涉及到行车速度、圆曲线半径、缓和曲线长度等多个参数，而且各个参数相互关联制约，使得参数的确定更加复杂，故对其进行研究具有非常重要的意义。本文以下内容将对地铁线路平面曲线设计相关参数的确定进行研究和探讨，仅供参考。
2、最小曲线半径的选择
设定最小曲线半径标准是因为地铁在高速转弯时候，其离心力作用弯道的外侧并产生横向力，这种力会对钢轨产生挤压和摩擦，当半径过小时，会增大轮轨磨耗，同时影响到列车的安全运行，所以为了保证列车的安全运行，降低车轮和轨道的维护投资，在进行地铁线路平面曲线设计中，就应该根据不要速度等级设计要求选用相应的最小曲线半径。最小曲线半径是修建地铁的主要技术标准之一，它与地铁线路的性质、车辆性能、行车速度、建设条件等有关。最小曲线半径的选定是否合理，对地铁线路的工程造价、运行速度和养护维修等都将产生很大影响。根据作者的设计经验，在最小曲线半径的设计方面存在以下几个问题：第一，规范中规定的最小曲线半径是根据早期北京地铁的建设经验，仅针对A、B型车进行分析确定的，在工程建设条件多样化的今天，设计上可选的范围比较少，给工程设计带来了较大的限制。第二，小半径曲线会限制列车运行速度,如果设置小半径曲线应尽量将其设于站端，由于列车进出站时速度较低，在站端列车均未达到最高运行速度，这样不会影响整个区段的旅行速度，同时轮轨磨耗也较低。第三，地铁设计应注重先进技术的发展与应用。选线设计虽然在一定程度上可以降低工程控制因素的影响，但往往在设计上受到如最小曲线半径等标准的约束，并不能完全解决实际中遇到的种种问题，应从另一个角度出发，采用先进的技术提高车辆性能，同时适时发展多种轨道交通制式，因地制宜的选用，这样可以在满足运营需要的同时降低工程投资。第四，我国现行规范规定的最小曲线半径标准主要是以北京地铁1号线的运营经验和数据分析得到的，其反映的是当时的总体的建设水平。现阶段我国的制造科技有了长足的进步，车辆制造工艺、钢轨耐磨耐久性以及维护技术水平具有较大的提高，而目前城市轨道交通建设面临的拆迁费用大，环境要求高，建筑基础深度大等条件又更加苛刻，综合考虑种种因素，都需要增加最小曲线半径的选择范围以及适当降低相应的标准。
曲线半径的理论计算公式：，其中为满足欠超高要求的最小曲线半径，V为设计速度，为最大超高，为允许欠高。按《地铁设计规范》中规定，最小曲线半径标准如下表所示：
3、缓和曲线长度计算
根据作者的设计经验，认为缓和曲线长度的选择和计算应注意如下几个方面的问题：第一，超高顺坡率。目前国内的地铁是采用的直线性的超高顺坡，而在超高顺坡地段，由于轨道中两根钢轨不处于同一个平面上，在这种情况下，会使得转向轮有一个车轮会出现悬空的现象。如果超高顺坡率过大，将会导致地铁脱轨，带来灾害。所以，缓和曲线的长度首先必须满足车轮不脱轨，这是最基本的安全要求，根据规范要求：超高顺坡率不宜大于2‰，困难地段不应大于3‰，缓和曲线最小长度为L应不小于H/2~H/3，其中L是以超高顺坡率求计算缓和曲线最小长度，H为圆曲线实设超高。第二，超高时变率。根据地铁运行监控，发现超高时变率过快，会使得乘客感觉到不舒服，在这种情况下，超高时变率应首先必须满足乘客安全舒适乘坐的要求。此时，缓和曲线的长度L为：L不小于HV/3.6f，其中，V为设计速度，f为允许的超高时变率。由于国内地铁的起步较晚，对其的研究也相对比较滞后，在地铁设计方面此方面的资料尚有欠缺，通常取f=40mm/s。以f=40mm/s，H=120mm代入得到：L不小于0.84V。第三，最大超高与最大欠超高。在现行的规范中规定缓和曲线的最大超高值宜取为120mm，如果设置超高存在不足的情况，一般可允许有不大于61mm的欠超高。第四，限制未平衡离心加速度时变率。未平衡离心加速度影响着乘客进入曲线段后的舒适度，所以必须采取措施限制离心加速度的增长率。=av/3.6L，其中，a为未平衡离心加速度，V为设计速度，L是按离心加速度增长率限制确定缓和曲线的长度。根据实践发现，当取=0.3m/s³的时候，乘客能够很舒服的乘坐，将其带入上面的公式中得到：L=0.4V/(3.6*0.3)=0.37V。另外，需要注意的是：地下铁路线路不宜采用复曲线的形式；道岔附带曲线可不设置缓和曲线和超高，但曲线半径不得小于道岔导曲线半径；当两个圆曲率差大于1/2500的时候，应按照计算设置缓和曲线；在困难的地段有充分技术依据的时候才可采用复曲线。
由以上分析可知，从超高顺坡率要求、限制超高时变率保证乘客舒适度和限制未平衡离心加速度时变率保证乘客舒适度三个方面确定缓和曲线长度,满足超高顺坡和超高时变率起控制作用。根据不同的速度范围确定缓和曲线长度的计算公式如下:①当V≤50km/h时,超高公式H=11.8V2/R，缓和曲线长度l=H/3≥20m，V一设计速度(km/h)，R一曲线半径(m)。②当50km/h
4、结尾
以上内容分别从最小曲线半径和缓和曲线长度这两个参数的计算和确定方面进行了分析，表达了一些自己的观点，我国在地铁相关设计实践及理论研究方面应注意借鉴国外先进的设计经验和理论研究成果，不过这种借鉴不能硬生生的拿来，还必须将其内化为符合我国国情的地铁设计理论，只有这样才能从根本上提高设计理论水平。
【参考文献】
[1]《地铁轻轨线路设计》 欧阳全裕等；中国建筑工业出版社
（中国中铁二院工程集团有限责任公司，成都 610031）
摘要： 以广州地铁3号线、东莞城市快速轨道交通R2线等的快线设计为例，分析地铁快线设计与一般地铁设计的区别，就地铁快线在设计中的几个技术问题进行总结分析，为今后地铁快线的设计提供借鉴和参考。
关键词 ： 地铁快线；设计；探讨；思考
中图分类号：U231+.2 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）17-0128-03
作者简介：丁习富（1973-），男，云南南华人，高级工程师，中铁二院地铁院设计管理部部长，中铁二院东莞城市轨道交通项目部常务副经理，东莞城市快速轨道交通R2线副总体。
1 概述
随着我国城市轨道交通建设的迅猛发展，至2014年12月31日，中国内地已有22个城市94条城市轨道交通建成并运营，运营总里程2886km，目前东莞、贵阳、青岛、合肥、南昌、福州、厦门等城市也在修建，预计到2020年，国内将有约40个城市发展轨道交通，总规划里程7000多公里。
在这些已建成和正在建设的城市轨道交通中，绝大多数为位于中心城区的地铁制式线路，设计的最高运行速度主要有80km/h和100km/h两种，其运营组织与车辆选型、系统配置与土建工程配套等均可按现行的《地铁设计规范》（GB50157-2013）、《城市轨道交通工程项目建设标准》（建标104-2008）、《城市轨道交通技术规范》（GB50490-2009）及相关专业的规范进行设计。
而已经建成开通的广州地铁3号线、上海地铁16号线和正在建设、即将于2016年开通的东莞城市快速轨道交通R2线、深圳地铁11号线等，则为连接中心城区与相应组团的地铁快线，设计的最高运行速度均为120km/h，已超过《地铁设计规范》规定的最高运行速度不超过100km/h的适用范围，因此在这几条线路的设计中，不能完全按地铁规范进行设计，需要根据最高运行速度为120km/h的地铁快线特点对相关的设计参数进行研究论证后采用，本文结合参与的广州地铁3号线和东莞城市快速轨道交通R2线工程的设计，重点研究120km/h地铁快线设计的一些基本特征及在地铁快线设计中现行《地铁设计规范》存在的不足，特别是速度目标值、列车编组及空气动力学等方面，为今后地铁快线设计规范的制定提供了参考，下面，就设计中遇到的几个技术问题进行探讨和思考。
2 设计中遇到的几个技术问题的探讨和思考
2.1 地铁快线的线路设计特征
随着城市轨道交通的发展，中心城区的地铁线路密度越来越大，网络逐步完善，地铁的建设逐步向郊区辐射，为了实现中心城区与周边卫星城（镇）或卫星城之间高速、便捷、环保的出行方式，地铁快线应运而生，如广州地铁3号线主要是连接广州中心城区与番禺区，深圳11号线是连接福田中心区与宝安区碧头，上海地铁16号线是连接浦东新区龙阳路与临港新城。
同时随着经济的发展，我国一些经济较发达的地级市也开始规划建设地铁，由于城市空间结构的原因，这些地级市下的行政机构相对分散，为了加强各行政机构与城市中心城区之间的联系，突出中心城区的首位度，也需修建高速、便捷、环保的地铁线路，如东莞城市快速轨道交通R2线，这几条地铁快线线路具有以下共同的特点：
①线路长度较长，但车站数量较少，最大站间距和平均站间距都比一般地铁线路大。在城市地铁中，一般的地铁线路长度为大多在30km以内，最大站间距控制在2.5km以内，平均站间距为1.2～1.5km，而地铁快线的线路长度大多为50km以上，最大站间距超过5km，平均站间距达2.4～3.0km，是一般地铁线路的两倍，并且超过2.5km的长大区间个数较多，目前国内已建成和正在修建的几条地铁快线线路的一些基本参数见表1。
②由于城市的空间形态布置及规划发展的不均衡，这几条地铁快线线路的敷设在中心城区或卫星城内站间距小（和一般地铁的站间距接近），但在中心城区与卫星城、两个卫星城之间，线路的站间距较大。
这种由于城市空间结构、城市规划形成的线路敷设方式、站点设置的特点直接影响到整条线路系统制式、速度目标值、车辆选型的选择，也是设计中需考虑的一个重要因素。
2.2 系统制式的选择与速度目标值、车辆选型与列车编组方案
系统制式的选择、速度目标值得确定、车辆选型与列车编组方案是地铁快线设计的重要基础参数，对工程建设、运营有较大影响，合理的确定上述参数是地铁快线设计的首要任务。
系统制式的选择一般应从客流等级和特征、线路和环境条件、系统本身的技术成熟性和先进性、运营的可靠性和成本、以及建设工期和工程投资等方面进行分析，其决策还受到国家的产业政策、城市的经济实力、文化传统和价值取向等因素的影响。
速度目标值的选择与规划的出行时间目标要求、线路敷设方式、站间距的大小、线网的资源共享等因素有关，在设计过程中，需根据上述条件进行80km/h、100km/h、120km/h的速度目标进行综合比选，必要时还需进行140km/h的速度目标值的比选，最终确定设计线路的速度目标值。
车辆选型主要根据运营需求（线网服务标准、运输能力）、出行时间要求、舒适度要求、安全性需求、环境需求及线网资源共享等综合考虑。
列车编组方案主要根据初、近、远期最大单向断面预测客流资料，根据旅客的出行特征（地铁快线的旅客平均出行距离和全程运行时间均远大于一般地铁，其平均出行距离达到了15km左右，全程旅行时间均在1小时左右，乘客乘车时间平均超过15分钟）、考虑乘车的舒适度（按照一定的站立标准，适当的增加坐席率），按满足客流预测的远期单向高峰小时最大断面客流量的需求，并留有10～15%的富余量的系统能力来进行设计。
在设计过程中，需根据初、近、远期最大单向断面预测客流资料，进行多方案比选，最终确定列车的编组方案，列车编组方案对土建工程的投资影响较大。
目前，国内已建成或正在建设的地铁快线采用的车辆分别为120km/h的A型车（上海地铁16号线、深圳地铁11号线）、B型车（广州地铁3号线、东莞城市快速轨道交通R2线）两种，供电方式分别为DC1500V接触轨供电（上海地铁16号线）和DC1500V架空接触网供电（广州地铁3号线、东莞城市快速轨道交通R2线、深圳地铁11号线）。
列车编组为：广州地铁3号线原设计为3-3/6-6编组，后来在建成开通后由于客流的急剧增长，于2010年4月底全部改为6辆编组，4车门，纵列式座椅布置，系统最大设计能力34对/h。上海地铁16号线设计为3-3/6-6编组，3车门，横排式座椅布置，东莞轨道交通R2线设计为6-6-6编组，3车门，原设计为纵横混合式布置，后改为纵列式布置，系统设计的最大能力为27对/h，并预留30对/h的条件。
深圳地铁11号线设计为：初、近、远期采用6/8混跑编组（8辆带两节头等车），系统最大设计能力24对/h。
从上面的资料可以看出，由于缺乏相应的地铁快线设计规范，各条快线的系统最大设计能力、座椅布置、每平方米的站立标准均不同，根据对东莞轨道交通R2线、深圳地铁11号线及广州地铁3号线的初步研究，考虑到地铁快线的速度目标值比较高（最高运行速度为120km/h）、平均出行距离长（达到了15km左右）、全程旅行时间长（均在1小时左右）、乘客乘车时间平均长（超过15分钟），建议系统的最大设计能力按不超过27对/h设计（地铁设计规范要求不小于30对/h）、座椅按纵横式混合布置（增加坐席率，地铁车辆通常为纵列式布置）、每平方米的站立标准按5人考虑（地铁设计规范为每平方米5～6人）。
另外，关于速度目标值，在目前的设计中，信号ATP的值一般比设计的最高运行速度低3～5km/h，ATO的值在ATP的基础上又下降3～5km/h，因此最后列车自动驾驶的速度比设计的最高运行速度低近10km/h，而车辆的构造速度比列车最高运行速度高10～5km/h，整条线路的技术标准（线路、车辆、限界、土建工程、轨道等）均按最高运行速度进行设计，这样就造成了工程的浪费，建议在地铁快线设计中，信号ATP的值就按最高运行速度控制，ATO的值根据与信号供应商沟通后做适当降低，但降低值以不超过5km/h为宜。
2.3 乘客舒适度与空气动力学
根据广州地铁3号线运营反馈的信息，当列车在长度为6.2公里、内径5.4m的盾构隧道——番禺广场站至市桥站区间运行、列车最高运行速度接近120km/h时，乘客和司机会出现胸闷、耳鸣、耳痛等身体不适情况。
针对这一情况，在东莞轨道交通R2线、深圳地铁11号线的设计时，均开展了隧道空气动力学的研究，并在设计中采取了如下主要措施：地下长大区间采用大断面隧道（按隧道阻塞比小于0.4考虑，盾构隧道内径6.0m、矿山法隧道的内轮廓净面积不小于28m2）、列车突入洞口处设带有减压孔的缓冲结构（主要在地下线与地面线的过渡的明挖段设置）、提高列车气密性指数、采用流线型车头。
目前这些措施已经在工程的设计和建设中被采用，待2016年初这两条线路建成通车后的实测进一步进行验证。
2.4 土建工程设计
由于土建工程按100年的使用寿命进行设计，且一经实施后，若远期客流增加较多，车站规模不够，要对土建工程进行改造不仅影响运营，而且改造的成本较高、废弃工程量较大、施工风险极大，为避免出现上述现象，在设计中需结合远期最大单向断面预测客流资料，并对远期客流的抗风险能力进行分析，结合城市的整体规划和经济发展，按具备包容高水平客流状态的能力来进行综合设计。
设计过程中，建议车站规模可以按远期车辆编组的有效站台长度进行设计并一次建成，在运营的初、近期，可根据客流资料和设计的列车编组来设计站台上屏蔽门或安全门开启的范围，当客流上升接近设计客流时，在局部改造屏蔽门或安全门及升级列车信号系统等，以达到设计的能力。
目前东莞城市快速轨道交通R2线、深圳地铁11号线的车站有效站台长度分别是按远期6辆编组B型车120m的长度和远期8辆编组A型车186m的长度一次建成的。
2.5 牵引供电制式
目前，城市轨道交通直流牵引供电系统有两种电压等级可供选择，即DC750V和DC1500V；列车授流方式按安装位置的不同也有两种可供选择，即接触轨授流方式和架空接触网授流方式。
从城市轨道交通牵引供电系统的发展历史来看，两种授流方式在不同时期、不同城市、不同线路条件下，都得到了广泛应用。
地铁快线设计中高架桥梁结构占有比较大的比例，在高架桥梁上，若采用架空接触网供电，对城市的景观有一定影响，建议选用接触轨供电的方式，以减少对城市景观的影响，利于城市的长远发展和高架结构的可持续发展。
3 建议与结论
3.1 建议
由于我国暂时还没有最高运行速度为100~120km/h的地铁快线设计规范，在目前的地铁快线设计过程中，一般采用的方法为：先参照《地铁设计规范》（GB50157-2013）和《城市轨道交通工程项目建设标准》（建标104-2008）、《城市轨道交通技术规范》（GB50490-2009）等进行技术标准的初步拟定，然后结合最高运行速度为100~120km/h的特征开展专题研究及专家论证确定技术标准，在这个过程中，由于受到技术水平和认识的限制，难免有些缺憾，建议加快地铁快线设计规范的出台，以指导工程的设计和建设。
3.2 结论
①地铁快线主要为连接中心城区与卫星城、两个卫星城之间的城市地铁线路，线路的站间距较大，选择120km/h的速度目标值可达到技术、经济和社会效果为最佳；
②考虑到地铁快线的速度目标值比较高、平均出行距离长、全程旅行时间长、乘客乘车时间平均长，地铁快线的系统最大设计能力按不超过27对/h设计、座椅按纵横式混合布置、每平方米的站立标准按5人考虑；
③为了充分发挥地铁快线的综合效益，在设计中，信号ATP的值按最高运行速度控制，ATO的值根据与信号供应商沟通后做适当降低，但降低值以不超过5km/h为宜；
④为了提高乘客的舒适度，对于地下长大区间采用大断面隧道（按隧道阻塞比小于0.4考虑，盾构隧道内径6.0m、矿山法隧道的内轮廓净面积不小于28m2）、列车突入洞口处设带有减压孔的缓冲结构（主要在地下线与地面线的过渡的明挖段设置）、提高列车气密性指数、采用流线型车头。目前东莞城市快速轨道交通R2线、深圳地铁11号线均按此要求设计，该措施已经经过专题研究论证；
⑤车站规模按远期车辆编组的有效站台长度进行设计并一次建成；
⑥选用接触轨供电的方式。
参考文献：
[1]GB50157-2013.地铁设计规范[S].北京市规划委员会.北京：中国建筑工业出版社，2013.
【关键词】高速铁路；施工；要点
中图分类号：U238文献标识码： A 文章编号：
前言
加强对高速铁路的路线施工分析，可以不断提高高速铁路的路线施工技术，找准高速铁路路线施工的要点。本文笔者通过对高速铁路进行分析，并结合自身实践经验和相关理论知识，对高速铁路线路施工中的路基．道床达到基本密实稳定状态、质量控制、环境监理进行了探讨，希望对于该领域的研究具有一定的作用。
二、高速铁路线路施工要点
(一)保证施工中路基、道床的稳定
高速铁路要求在建成开通运营之日起，列车即按设计速度商业运行，安全没有传统新建铁路开通后的临管和限速运营期。这就给高速铁路线路的施工提出了一系列新的要求。传统上把临管期视为从新线建成到按设计速度正常商业运营的过渡期。高速铁路的建设排除了临管的概念，要求在传统新建铁路临管期内完成的任务，提前到线路开通运营前的施工期内完成。具体措施有：
1.严格控制路基的工后沉降
铺碴、铺轨前路基顶面的高程是可调整的。在此前所产生的路基沉降，都可通过调整路基顶面高程加以补偿。一经铺碴、铺轨后，由于路基沉降所引起的路基顶面高程变化则为永久性变形，对轨面高程的影响只能通过改变道床的厚度来加以调整。这种调整，一方面要求在总量上必须严格限制，因为道床厚度的变化不仅会影响道床的稳定性，而且还会由于沿线路道床厚度的不均而影响轨下基础沿线路纵向的弹性均匀性；同时还要求在调整的速度上进行严格的管理，因为路基的沉降速率快，要求调整道床厚度的速率也快，这就意味着轨道几何形态的变化也快，不仅轨道维修工作量大，而且还可能危及行车安全。
人们把铺碴、铺轨后路基所产生的沉降称之为工后沉降。不仅需要控制工后沉降的总量，还需要控制沉降的速率。控制的有效方法是提前将路基修好，并进行加载预压，使路基施工完成至铺碴轨之间有一个足够的预压沉降期限。国外许多高速铁路线路施工规范中规定：路基必须在铺碴铺轨作业至少1年以前完成。当然，路基填筑材料、填筑工艺及施工参数的科学选用和管理也是实现控制工后沉降的重要方面。
2.采用由大型起拔道捣固机、轨道整形机、动力稳定车组成的大型养路机组进行道床分层上碴、分层稳定及强化整道作业，使道床分阶段地达到铺设跨区间无缝线路及按设计速度开通所要求的密实、稳定条件。道床密度，轨枕支承刚度，道床纵、横向阻力是反映道床密实、稳定、减振等物理力学性能的基本参数。
(二)加强安全施工管理责任制
安全、质量是工程建设永恒的主题，也是工程的生命。在施工过程中，质量可以导致安全事故，安全也可引发质量事故，因此，在高速铁路施工中必须坚持高铁质量高于一切、高铁安全高于一切，坚持“安全第一，预防为主”，不断建立健全安全生产责任制等各项安全生产自控制度，并采取强有力措施坚决杜绝安全质量事故发生，在确保安全生产的前提下，实现质量、工期和经济效益的目标。建立健全安全生产组织机构和保证体系，认真落实安全生产责任制，是告诉铁路安全施工的要点之一。
1.自项目开工之初，项目部成立了以项目经理为组长的安全生产组织机构，根据施工生产实际，不断完善安全生产责任制等各项管理制度，施工过程中，严格按制度检查、指导、督促、落实项目部各项安全生产工作。各工区均设置安全生产组织机构，设立了项目部、工区、架子队三级安全生产现场管理监督机制。本着“管生产必须管安全、管安全必须控过程”和分层管理、逐级负责的原则，项目部从上到下，分工管理，明确职责，落实责任，对制度的贯彻落实、现场检查整改形成一个完整的管理链条，为全员、全方位、全过程管理提供有力保障。
2.项目部根据所施工工程及工序特点，严格按施工安全技术交底制度的要求完善各项安全技术交底，在施工前交底到现场作业人员手中，横向到底、纵向到边;制定具体保障措施和操作规程，并将其制订成各种图牌置放于现场施工场所，以随时提醒施工一线人员时刻注意安全。统一制作各种标准化安全警示牌，下发张挂于各个施工现场，全员务必提高警惕，确保安全生产。
3.对于达到一定规模、存在较大危险性的分部分项工程(如深基坑、高大模板、大跨度桥梁、深厚软基和岩溶处理工程、既有线旁施工等)，项目部严格按要求编制专项施工方案，上报局级技术负责人、监理单位总监理工程师审查后实施，必要时还应再组织专家进行论证、审查后实施。
4.每月及时按要求上报“交通事故统计表”、“员工伤亡事故安全月报表”、“工程质量情况报表”、“工程质量及事故情况”等有关报表，做好信息反馈工作并对存在问题及时处理、整理上报。
5.建立健全安全事故和工程质量的报告制度。
(三)重视施工过程中的环保问题
1.取土场的环保问题
高速铁路所经之地大部分为耕地，人烟稠密，土地利用率高，高速铁路所占用地由原来的耕地变成交通用地,对当地的农业生产产生不利影响。所有取土场特别是耕地、经济林地，必须节约用地、严格控制征地范围，要求还耕的，必须严格按设计控制取土深度，地表作物清除时不能烧荒，以防山火。耕植土的清除（即清表）应首先推堆在用地边界，以备还耕之用。山坡取土场，开挖边坡应考虑与自然边坡相同，以保证开挖后的边坡稳定以及与自然环境的协调一致。取土场用完后，应平整场地，修整边坡，植上草皮或花草、树木，以免水土流失，或者将取土坑改建成鱼塘等，从而达到环境保护的目的。
2.弃土场的环保问题监理必须认真审核弃土场位置的变更。荒地上弃土，弃土不宜堆积过高，一般3m左右，并修成规则的平面和立面。冲沟和凹地弃土，必须考虑改变地表径流，并绝对避免因弃土而形成上游大面积汇水，弃土坡脚或整个边坡，必须用浆砌片石护脚。弃土堆积高度不大的，亦应用编织袋装土后堆砌护脚。高速铁路遇到河滩作弃土场的，此类弃土场必须在周边按设计要求先砌筑挡土墙，然后再将废土弃于其中。无论在什么位置设置弃土场，弃土完工后，必须修整边坡和顶面，再在其上植草皮或栽种花木，尽量恢复与周围环境的协调一致性。
3.施工现场的环保问题
铁路桥梁的预制场也存在规范化施工问题。首先，预制场场地必须有良好的排水系统，特别是选择已成型的路堤作预制场的。如果排水不畅，一则施工用水四处漫溢，影响中基质量，二则，施工用水漫溢过程中形成自然径流，冲毁路堤边坡造成污染。其次，各种材料堆放必须规范、有序，特别是砂、石及水泥都是车辆运输及用人工或机械装卸的。堆放场地设置不合理，将会形成乱弃、乱堆的局面给周边环境带来污染。其三是施工完毕后的场地必须平整绿化，预制场一般为临时用地，所以，工后一定要恢复至工前自然状态。
结束语
综上所述，我国的高速铁路技术在世界都处于领先的，这是值得中国人民骄傲的地方。但是由于高速铁路施工技术及其复杂，这要求我们尽量做好每一个细节，保证高速铁路的正常快速的发展，这对于我国高速铁路的进一步发展和运行的安全具有十分重大的意义。
参考文献：
[1]王喜军．浅析国内外高速铁路工程质量管理现状[J]．铁道工程学报，2011，(6).
[2]齐文波．建筑工程质量管理方法和应用研究[D]．南京：东南大学，2012.
研究结论：从工程投资和经济效益角度分析，250～300km/h速度目标值略优，但是考虑本线在哈国的意义，及从功能定位分析、时间目标值适应性、技术先进性和与区域经济发展的适应性分析，建议采用350km/h速度方案。
关键词：高速铁路；哈撒斯坦；速度目标值
Option of Speed Target Value of the Astana---Alma-Ata of Kazakhstan high-speed Railway
LiuBin YinGuodong
（The Third Railway Survey and Design Institute Group Corporation， Tianjin 300142，China）
Abstract： Research purposes： The analysis of the time target value of high-speed railway， construction cost， environmental requirements， regional economy and the adaptability of speed， the technical feasibility， the development of Kazakhstan railway technology， are made for the purpose of determining the reasonable speed target value of the Astana---Alma-Ata of Kazakhstan high-speed Railway.
Research conclusions： From the analysis of construction cost and economic benefits， the speed target value of 250～300km/h is little better， but the line in Kazakhstan is very important， and the analysis of the time target value of adaptability， advanced technology and the adaptability of regional economy， the 350km/h speed scheme is suggested..
Keywords： High-speed railway； Kazakhstan； the target value of speed
中图分类号：X731 文献标识码： A
1.高速铁路采用1520mm和1435mm轨距分析
1.1高速铁路运行高安全性和高平顺性
在世界各国高速铁路300km/h～350km/h高速铁路多采用1435mm的标准轨距，而且技术成熟。宽轨距1520mm在动态使轮轨作用关系变化很大，轮轨作用直接效果决定是否可以实现高安全性和高平顺性。
轮轨作用关系实际上属于非线弹性作用，宽轨距的荷载分布、减载率和轮距等都会对车辆实际运行状态以及脱轨状态等分析产生很大影响，仅凭借所谓动力仿真分析，难以解决实际运行存在的诸多问题。
轨距与车辆荷载分布变化对超高计算、欠超高、过超高舒适度限值的确定都产生影响，因为这些都是确定超高和舒适度的重要参数，研究宽轨距相关计算也是亟待解决的问题；
目前，俄罗斯宽轨高速铁路运行速度仅达到200km/h～250km/h，相关技术标准规范也仅限为200km/h。即使理论上动力仿真计算证明可以运行300km/h～350km/h，为安全运行也需要实际运行参数及相关资料，至少应进行实际轮轨作用动力谱试验，以满足高速运行安全性和平顺性的基本要求，鉴于此轨道就不同轨距进行技术和经济比较。
1.2高速铁路轨距与国家路网构成
高速铁路在国家路网构成中居于客运主干线地位，主要承担国内各大、中城市间的快速客运通道作用，兼顾沿线城市的旅客运输任务。具备国家铁路网客货运、高低速铁路线互连互通的条件。同时，在国家或地区间的国际铁路通道中，也应具有衔接各国或地区间陆路互连互通的功能。
1.3高速铁路轨距是制约国际铁路运输的主要因素
国际之间的快速旅客运输，铁路所占份额比较小，处于次要地位。
首先，最主要的原因是陆地相邻国家存在高速铁路轨距不一致，这导致陆地上的铁路难以互连互通。
其次，各国铁路轨距标准众多，存在差异，这为国际铁路运输带来了很大不方便。比如印度的轨距最长，中国的轨距中等，南美洲一些国家轨距最窄。中国与俄罗斯的铁路轨距不相同，这导致中俄两国的高速铁路列车难以相通，这为两国之间的铁路运输带来较大不便。
在世界范围内修建的国际高速铁路，必须解决高速铁路轨距不统一这个难题，才能做到国际之间的快速旅客运输的快捷便利、互连互通。
2.哈萨克斯坦高速铁路轨距选择与路网功能的适应性分析
2.1既有哈萨克斯坦铁路网轨距
哈萨克斯坦国内的既有铁路采用的是1520mm轨距。
2.2建高速铁路在国家铁路网的地位和作用
新建高速铁路作为贯穿哈萨克斯坦南北的重要客运通道，主要承担阿斯塔纳与阿拉木图两大城市间的快速客运通道作用，同时兼顾沿线城市的旅客运输任务。从国家铁路路网上来讲，本线具备与国家铁路网客运、高低速铁路线互连互通的功能较好。
2.3新建高速铁路在国际铁路通道中的定位和作用
新建高速铁路在世界洲际、国家或地区间的国际铁路通道中，应具有联接邻国、衔接各地区或各大洲国际铁路通道的定位，承担国际间旅客快速运输通道作用。同时，具备世界洲际陆路国际铁路通道互连互通的功能。
新建阿斯塔纳至阿拉木图高速铁路是亚欧大陆桥国际铁路通道（中国-哈萨克斯坦-俄罗斯-欧洲）的重要组成部分，该通道研究年度客、货物运输增长潜力巨大。
因此，新建高速铁路的轨距选择既要考虑国家铁路网客货运、高低速铁路线的互连互通，又须兼顾世界洲际陆路国际铁路通道的便捷畅通。
综上分析，一方面，从哈萨克斯坦本国既有铁路线网的角度看，选用1520mm轨距对实现本国铁路网内运输的互联互通更有利，有利于对既有铁路维护、救援设备的利用，也为与独联体国家铁路相互衔接提供了有利条件；从长期看，可以在未来实现连接到俄罗斯的高速铁路网（1520mm的轨距）。
另一方面，新建阿斯塔纳至阿拉木图高速铁路是新亚欧大陆桥国际铁路通道（中国―哈萨克斯坦―俄罗斯―白俄罗斯―波兰―德国，西至荷兰鹿特丹港）最为便捷的通道。从未来与欧洲及中国高速铁路网发展联网运输的角度看，就像目前欧洲高速铁路网那样，选用1435mm轨距则更具有前瞻性。
3.1520mm与1435mm轨距的技术经济比选
3.1 1520mm与1435mm轨距技术分析
最小曲线半径
见下表：
表1 1435mm轨距 最小曲线半径表（m）
表2 1520mm轨距 最小曲线半径表（m）
线间距
在采用相同的设计速度、相同的动车组（或车体宽度相同）条件下，1435mm轨距和1520mm轨距铁路的线间距相同。
本项目参考CRH动车组的技术参数，不同设计速度条件下的线间距见下表：
表3 线间距表（不同速度）
轨道
不同轨距标准的有砟、无砟轨道技术比选详见表4。
表4 不同轨距轨道结构比选
比较项目 1435mm轨距 1520mm轨距
轨道结构 有砟轨道 客专用钢轨；扣件间距600mm；轨枕1667根/km；特级道砟；道床顶面宽3.6m，厚0.35，道床边坡1：1.75。 客专用钢轨；扣件间距600mm；轨枕1667根/km；特级道砟；道床顶面宽3.85m，厚0.35，道床边坡1：1.5。
无砟轨道 客专用钢轨；扣件间距650mm；板式无砟轨道。 客专用钢轨；扣件间距650mm；板式无砟轨道，钢筋混凝土数量比准轨结构增加约5%。
设计和施工技术 技术成熟 无相关经验，成套技术的研究开发和试验验证需要一定时间。
道岔
中国与国际高速铁路采用道岔的对照分析，见下表。
表5 UIC侧向允许速度100km/h及以上道岔数据表
表6 俄罗斯主要高速道岔技术参数表
俄罗斯目前已有侧向通过满足120Km/h，直向通过速度满足200Km/h的高速道岔，而且随着莫斯科至圣彼得堡高速铁路的开通，俄罗斯的高速铁路道岔直向通过速度最高已经达到250km/h。
中国道岔号码的定义同UIC，均用道岔辙岔角的正切值表示。我国标准道岔号码高于UIC，但从道岔侧向速度来说中国和UIC标准的高速铁路是一致的。
直向通过速度满足300km/h以上的的1435mm轨距道岔目前在中国及国际高铁的运用中，技术比较成熟，直向通过速度满足350km/h的1435mm轨距道岔在中国各高速铁路上已经普遍采用。
1520mm轨距目前尚无满足直向通过速度满足大于250km/h的高速道岔，如果采用直向通过速度350km/h的宽轨高速道岔，需考虑一定的研发周期、研发费用及实验上道时间。
桥梁
相同设计速度、相同动车组条件下，1435mm与1520mm轨距的线路的线间距相同，桥梁的结构尺寸相同。
路基
-路基面形状
有砟轨道路基面形状为三角形，由路基面中心向两侧设置不小于4%的横向排水坡。曲线加宽时，路基面仍应保持三角形。
无砟轨道支承层（或底座）底部范围内路基面水平设置，支承层（或底座）外侧路基面两侧设置不小于4%的横向排水坡。
-路基面宽度
表7 1435mm轨距路基面标准宽度（中国标准）
表7 1520mm轨距路基面标准宽度
说明：采用1520mm轨距时，线路中心至接触网力臂净距3.3m，力臂0.35m，基础0.9m。（无砟及有砟相同）
路基面宽度=（3.3+0.35+（0.9-0.35）/2+0.05+0.72）×2=9.4m
1520mm轨距对1435mm轨距区间土方增加约3.5%，地基处理增加约2.5%，边坡防护工程数量基本相同。
基础设施维修机械
高速铁路基础设施维修需利用大型养路机械（如钢轨打磨列车、道岔打磨车、钢轨探伤车等）、接触网作业车、轨道车等轨行车辆，这些轨行车辆在国际上均有成熟的产品。基础设施维修用轨行车辆能够适应不同轨距（1520mm和1435mm）的线路条件。
动车组研发
设计速度满足300km/h以上的的1435mm轨距动车组目前在国际高铁的运用中技术比较成熟，速度满足350km/h的1435mm轨距动车组在中国各高速铁路上已经普遍采用。
1520mm轨距目前尚无速度大于250km/h的高速动车组，如果采用速度350km/h的宽轨动车组，需考虑一定的研发周期、研发费用及实验上道时间。主要技术难点在于转向架的研发、运营试验等。宽轨1520mm与准轨1435mm轨距转向架优缺点分析见表8。
表8 宽轨1520mm与准轨1435mm轨距转向架优缺点分析表
从上表可以看出，宽轨1520mm与准轨1435mm轨距的转向架各有优缺点，主要在于：与既有还是规划线网的互联互通适应范围、发展趋势以及运营维护经验两大方面。宽轨1520mm与准轨1435mm轨距转向架在技术层面上的差异不大。
站后配套工程
1520mm轨距对站后配套工程影响较小，相同设计速度下，不同轨距标准的站后工程投资基本相同。
3.2高速铁路1520mm轨距与1435mm轨距经济比选
不同线路走向方案、不同设计速度条件下的不同轨距标准的经济经测算，线路采用I方案，设计速度350km/h时，1520mm轨距方案静态投资较1435mm轨距方案静态投资增加约2%。测算费用中不含1520mm轨距高速道岔和动车组的研发、试验费用。
6.轨距SWOT分析
表9 1435mm轨距SWOT分析表
表10 1520mm轨距SWOT分析表
7.轨距的综合比选
采用1520mm轨距的高速铁路目前仅俄罗斯、芬兰有运行速度250km/h的既有线提速铁路，运营了一年多，实际运营、维护等经验相比1435mm轨距的高铁来说不够成熟。如果采用更高的速度目标值，所面临的主要问题是需要研制1520mm轨距的道岔、动车组转向架和其他技术装备等，即需要建立全面的技术标准体系，而这些都是需要时间和费用来完成的，风险性相对较大。
通过对线型、线间距、轨道、道岔、基础设施维修、动车组等几个方面进行的技术分析以及对1435mm和1520mm两种轨距的经济比较，可以看出：在建设与维护的经济性方面，1435mm轨距高速铁路的建设与维护上的周期、成本等方面优势明显。1520mm轨距与之相比，技术体系并不十分完善、但也可实现，主要是研发的周期相对较长，研发成本以及批量较少，会间接导致产品价格较高，其成熟、可靠性等方面有待于时间进一步检验。
8.结论
轨距的选择问题，不是简单的技术问题，更多的是技术政策的倾向性，需由政府部门来最终决策。无论是采用1435mm还是1520mm轨距，都能适合并满足本工程的需求。相比来说，采用1435mm轨距无论从建设工期、后期的运营维护成本以及技术的成熟性等方面的优势更加明显。
本次研究推荐采用1435mm轨距。
参考文献：
[1] TB10621-2009 高速铁路设计规范（试行）[S]
铁路中等职业院校重组、升格为高职院校并统一划转地方政府管理,学院的管理体制、办学机制、办学层次、就业方向等都发生了翻天覆地的变化,最突出的是就业的多元化,人才培养模式也相应地由原来铁路局的单一“订单式”向多元化培养过渡。
当前随着高速铁路突飞猛进的快速发展,铁路高职院校面临重组升格后又一轮更为严峻的挑战,如何跟上并适应高速铁路的发展要求,是摆在铁路高职院校面前亟待解决的难题。
1 铁路高职院校与高速铁路发展的不适应
1.1 铁路中职院校升格为高职院校后的师资状况
铁路中职院校在升格为高职院校后,专业课程增多了,培养目标改变了,其师资力量突显出数量与质量上的较大差距,主要表现为:教职工的总人数偏多,但专业教师的比例严重偏低;低职称人员偏多,高职称教师的比例严重偏低;有行业企业经历的专业教师比例严重偏低等。
教师队伍结构上的不匹配严重影响了学校的教育教学质量,特别是真正的“双师”教师的严重短缺,对学生职业能力的形成有较大的影响,高职教育的培养目标难以实现。
目前高职院校的教师,主要来源于三个渠道:普通高校毕业分配、从企事业单位调入、企事业单位兼职教师,绝大部分高职院校教师为普通高校毕业分配而来,他们接受的是学科体系的教育,没有企业工作经历,对实际专业领域较为陌生,在讲解贴近现场工作过程的内容和指导学生的技能实训时常显得心有余而力不足。即使是企业引进的教师,在目前高速铁路的快速发展形势下也面临不适应的境地,高速铁路无论是施工技术还是管理技术都与常速铁路有较大的差异。
1.2 铁路高职院校的实训条件
铁路高职院校的轨道交通实训基地多数是配套常速铁路而建设的,高速铁路的轨道、道岔、道床结构等都发生了较大的变化,原有的实训设备面临基本淘汰的境地。原有实训设备的购置、建设曾经花费了巨大的心血和投资,如何短期内引进巨资更新设备是一个突出的难题。
1.3 铁路高职院校的课程体系
铁路高职院校的课程体系多数是配套常速铁路的人才培养的,如何优化整合课程体系,将高速铁路的有关知识与技能融合进课程体系中,也是我们要集中解决的课题。
笔者认为,高速铁路背景下的铁路高职院校,只有强化以上三大内涵建设,才能巩固铁路特有专业的核心竞争力。在以上三个方面中,尤以教师队伍素质、结构上的不匹配最突出,只有解决了这个问题,其它两个方面才有可能彻底破解。实训条件的建设、课程体系的优化整合都需要相应的专业教师去实施,也才能有更好的实施效果。这也符合科学发展观以人为本的核心精神。
2 以深化校企合作作为高速铁路背景下的铁路高职院校的重要抓手,实现强化内涵建设的突破
铁路高职院校都经历过企业办学的阶段,在铁路企业的支持下都有过辉煌的业绩。由于改革的原因,脱离了原来的企业环境,但职业教育本身与企业有着千丝万缕的关联。只有创新发展原来的企业关系,而不是断绝了关系,铁路高职院校的发展才会上到一个新台阶,才能真正把握高速铁路发展的脉搏。
2.1 以深化校企合作作为师资队伍建设的抓手,实现货真价实的“双师”素质和“双师”结构的突破
教高[2006]16号文明确提出,把“工学结合”作为高等职业教育人才培养模式改革的重要切入点,带动专业调整与建设,引导课程设置、教学内容和教学方法改革。实现“工学结合”必须依托校企合作平台加强师资队伍建设,使教学团队具有一定实践教学能力和科技开发服务能力,保证专业建设紧跟高速铁路的发展。
(1)依靠校企合作平台提供的高速铁路专业实践建设真正的 “双师型”师资队伍。
在师资队伍建设上应该坚持引进与培养两手抓:
一方面,利用校企合作平台将企业优秀专业技术人员引入学校,这是加快高水平师资队伍建设的最佳途径。从关联企事业单位引进既有丰富工作经验、又有扎实理论基础的高速铁路专业人员充实到教师队伍(专、兼职教师),让学生学到真实有效的高速铁路实践技能,培养有效职业能力。同时学校也要根据情况进行必要的考核、职业教育教学技能培训,使他们能够胜任教学工作。
另一方面,对现有教师,特别是专业骨干教师,即使是取得本专业对应的技术职称或资格证书(如工程师等)的教师,如没有从事过相应的实际专业实践工作,学校应该给予政策支持,通过校企合作平台给他们创造专业实践的机会进行培养,途径有以下三种:
一是参与校内的校企共建高速铁路实训教学设施的建设。学校要创造机会或出台政策,让专业教师主持或协助校内校企共建的高速铁路实践教学设施项目的建设,并在项目建设过程中实施项目监控,提升专业实践能力。
二是到高速铁路相关企业挂职工作。学校通过校企合作机制,有计划地安排部分教师到高速铁路相关企业工作一段时间,使教师充分熟悉本专业实际工作,积累实际工作经历,提高实践教学能力,使教师成为真正的“双师”型教师。
三是参与校企合作高速铁路相关技术课题攻关。学院每年与关联企业签订一定数量的企业科研课题,教师在为企业解决技术难题、将科研成果转换为产品的过程中,专业实践能力无形中得到了提升。
但要实施以上三点,前提是学院有足够数量的专业教师。要解决当前教师紧缺的状况,我认为应加大本科毕业新分配教师的招聘工作力度,确保教师总体数量上满足要求,以便有计划地安排教师进修、挂职、培训、科研开发等;同时应加强新分配教师的培养,可以采取“1+2”的培养模式,即分配报到手续办完后,按照学院与高速铁路相关企业校企合作协议,送到企业见习1年,经考核合格进编,然后继续在企业实岗训练1到2年,期间每年不定期回学院听课不少于4次,结合现场讲课不少于4次。通过这样的流程基本解决教师缺乏企业经历及实践能力的问题。
(2)依靠校企合作平台推动以专业带头人与专业骨干教师为核心的高速铁路专业建设。
专业带头人与专业骨干教师队伍,是高职院校的核心建设项目,尤其是专业带头人,决定了一个专业乃至学科的发展方向。我们要赋于专业带头人新的内涵,要强调专业带头人的专业技术管理能力,而不是简单的教学或教学管理能力。
目前很多铁路高职院校的专业技术管理相对薄弱,有些仅能满足于教学,对于专业技术管理则较为疏忽,或者不具备相关的能力。要加强引进熟悉专业技术发展方向、精通企业管理程序的专业带头人和具有企业工作经历的骨干教师,培养“复合管理型”专业带头人,体现职业院校的特色。以专业带头人推动院校的专业建设,规划、管理专业的可持续科学发展,使专业瞄准职业岗位技能及专业科研技术快速发展。
专业带头人要保持与时俱进的精神,要通过校企合作机制主动掌握当前本专业的最新技术发展动态,谋划本专业的教师结构、课程体系、实训条件建设的合理构建,真正走在专业技术发展的前列,才能无愧于“专业带头人”的称号。
(3)以铁路高职院校社会服务职能为途径加强高速铁路科技创新能力建设。
高职院校社会服务职能主要体现在两方面:一是满足行业、企业的人力资源开发和各类岗前、职后、转岗培训需求,为行业、社会开展各类培训服务;二是满足区域或行业的技术创新、技术开发需求,为行业、企业提供各类应用技术服务。
铁路高职院校通过校企合作平台直接服务行业、区域经济发展,通过为行业、社会开展各类培训服务,深化了教师对职业技能的理解,在培训的同时实现一定的技术创新;通过为行业、企业提供各类应用技术服务,特别是与行业骨干企业联合进行科技开发和成果转化,依托校企合作创新,极大的激发教师的专业创新能力,在注重发挥社会服务职能的同时推动了学院的内涵发展。
2.2 以深化校企合作作为实训条件建设的抓手,实现高速铁路职业教育中实情实景的实训条件的突破
职业教育教学内容、方法、手段等方面的改革在一定程度上有赖于实训条件,我们必须努力探索实训条件建设校企合作途径,坚持“请进来、走出去、以实训养实训”, 校企双方可采用“场地互换,资源互用”的方式合作共建实训,将产教结合、校企互动贯穿于高职教育全过程,为高速铁路企业参与人才培养的全过程创造条件。
(1)“请进来”就是由学校提供场地和管理,企业提供设备和技术支持,可把工厂、车间、流水线建在学校,以学校为主、企业为辅组织实训教学,实现资源互补和利益双赢,营造真实的工作场景,让学生在这种实训中得到训练,也为企业员工提供具有良好教育环境的培训场所,逐步提高校企合作水平与产学研结合层次;企业利用学校场地到校方开办产业,承担实践教学、技能鉴定和技术研发功能任务。
(2)“走出去”就是学校利用企业场地在企业开办分校、培训中心、基地,或通过校企合作协议实施顶岗实习,承担教学、员工培训、职业技能鉴定及学生在企业实习的组织协调工作。企业不但提供场地和设备等,安排学生到相关岗位进行顶岗实习,还要派专业骨干参与实践教学管理及教学质量评价。
(3)“以实训养实训” 就是不管是“请进来” 还是“走出去”,都要尽力创建实训经济实体,引入企业管理机制,实现“以实训养实训”的长效机制。我们的很多实训基地或中心等已经具备了或基本具备了一级经济实体的配置,只要稍加理顺就可以转入经济实体的运作,至于管理,则可以实行企业化的管理模式。这当中的“理顺”,如果在校企合作的框架下,一切都显得容易解决。
2.3 以深化校企合作作为铁路高职院校高速铁路有关专业的课程体系优化整合的抓手,实现高速铁路所需的职业技能培养在铁路高职院校的突破
要培养出符合高速铁路需求的高技能型人才,必须对原有的专业课程体系进行调整和补充,充分体现高速铁路的特点。但由于所涉及的课程科目较多,具体到各个院校、专业和教师,有不同的方法:
(1)设立独立的新课程。专门设立《高速铁路技术》课程,该课程包含专业涉及的所有专业工程,要求专业授课教师有较全面的专业基础理论和一定的工程经验。
(2)在已有课程中设立独立的章节。将高速铁路技术有关内容按专业工程分解独立成章,分到各门专业课程中。如对铁道工程技术专业,涉及到路基、桥梁、隧道、轨道等专业工程课程,在每门课程中加入高速铁路相关内容,独立成章,这样对专业授课教师的要求较小,只需掌握一个专业工程的内容就可以了。
关键词:高速铁路信息化工程项目管理重要性
随着现在信息技术的快速发展，信息化在高速铁路工程建设项目起到了至关重要的作用，工程项目管理信息化成了必然的趋势。高速铁路作为国家重大建设项目之一，其资金投入数额高、技术需求高、品质监管严格，经过对运用信息化加以管控能够优化管理过程，提升管理能力。信息化在铁路发展中起着不可忽视的作用，是铁路领域发展的重点策略与现代化的重要象征。高速铁路作为政府重要的建设项目，投入的资金多、技术要求高、质量监管严格，在其项目建造过程中运用项目管理信息系统，能够优化管理过程，提升高速铁路建造品质。下面将进一步突出说明信息化在高速铁路工程项目管理中的重要性。
1高速铁路信息化的简介
信息化是当前全球经济社会前进的主要方向，已变成促进人类社会快速发展的巨大动力，同时是每个国家实现现代化的关键策略。信息化在铁道发展中起着不可忽视的作用，是铁路领域发展的重要策略与现代化的重要象征。高速铁路作为政府重要的建设项目，投入的资金多、技术要求高、质量监管严格，在其项目建造过程中运用项目管理信息系统，能够优化管理过程，提升高速铁路建造品质。
2高速铁路工程建设项目管理信息化的重要性
2．1工程建设项目管理信息化的必要性
(1)信息资源共享性。构建一个公共的信息控制系统，介入在建工程管理的各个机构、各个管理人员把自己享有的信息资源输入到信息系统中，便于各方了解项目有关信息，第一有利于提升工作速度，第二有利于提升管理质量。让工程的透明度提升，使大家可以更准确、深入掌握工程建设情况。利用共享的信息平台为有效的建设项目管理提供了基础数据信息。
(2)部门沟通及时性。沟通指的是人和人之间传输与交流信息的过程，对于工程获得成功是不可缺少的，并且也是不容忽视的。对于大规模工程，通常牵涉到诸多部门与诸多人员，工程开工时，需要项目经理及大批的设计人员，管理机构和项目负责人可把需求直接利用信息管理平台和有关机构进行交流。各个机构均应当配备专门的沟通专员，另外应考虑平台出现问题无法交流时，运用其他的交流方法。让人员在配置和各专业间的条件提交更简便，责任更清晰，让工程科学、稳定实施。
(3)管理模式及业务流程的优化。信息化工程不单单是过程的自动化，其还包括管理形式和业务过程的整合。信息化构建是一种管理的革新，因为其牵涉到公司的诸多方面，因此在初期建设过程中，应当选取水平较高的项目负责人和成员，此对信息平台的构建有非常重大的意义。
2．2提升高速铁路项目管理能力的本质要求
高速铁路工程建设品质要求严格、技术繁杂、建造时间短，工程管理是高速铁路建设获得成功的保障。现代化项目管理要求管理信息化，将信息的搜集与处置当做平常管理的主要任务，将定量和定性剖析有效融合，有依靠主观经验判定转变成依托信息合理决策。因为电脑技术的快速发展，其文件存储、报告打印、图形操作页面、互联网通讯等效能大幅提升了人们实施工程管理的质效。让信息化变成工程管理的主要渠道。目前电脑在工程管理中的运用，已经从最初的文字处理，上升到了3个不同的层级，分别是信息管控、建造指挥、战略支撑。
2．3建设数字铁路的根基
数字铁路是以GPS、RS、GIS、信息平台、虚拟化、物联网、信息集成等技术为依托，探究我国铁道基础设施、移动设备和铁道环境的信息化，达成铁道服务资源与运输资源的全方位管控与直接显示的铁路信息平台。数字铁路具有数字化、自动化、虚拟化、可视化、智能化、信息化、网络化的特点，是一个巨大、繁杂的大工程，是对铁道信息化的进一步拓展。铁路信息基础架构应当在铁道建造期间便初步建设，这是由于全部的铁路基础设施信息均在建造期间逐步累积构成的。假如未曾在铁道建造阶段注重基础设施的材料的搜集、归纳与架构化，构成完善的铁道信息基础架构，构建数字铁路也就无从谈起了。
3高速铁路信息化对工程管理的必要性
3．1信息化对企业自身管理的重要性
(1)可提升企业业务流程的速度，加快信息交流，从而提高企业的管理水平和效率，加快企业信息化建设，运用先进措施达成人才、资本、材料、信息资源的集中谋划、调配与协调，让计算机技术和管理业务过程有效融合，让信息平台变成工程信息沟通的介体，进而增快工程管理平台中信息反应速度与平台的反应效率，提升公司管理效率，对于建设公司来说，有重大价值。据统计，在国外建筑业企业中凡运用项目管理平台的公司，施工进度提高50%，施工质量提高40%以上，而施工设计费用和人力费用却分别减少15%－30%和5%－20%。
(2)实现合理高效的监督，加强企业决策力度。对于建设公司来说，信息技术可以对公司工程施工的各个时期加以有效监督，不管是工程的进度、协议践行的程度，还是工程中人力、机械、材料的运用费用，均能够依托计算机技术加以即时监督。
(3)打破地区限制，达成了跨区域管理。运用计算机技术，能够协助公司解决此种跨部门、跨地区合作、交流等难题。特别是自从中铁建设集团实行地区管理以后，我们更需要此种迅速、即时、高效的信息互享与交流平台，全方位满足工作需求，提升管理效率，减少公司的跨地区管理费用。对于工程涉及全球多个国家与地区的我们来说，运用工程管理平台和财务管理平台等应用程序更有助于达成全球业务的集中管控。
3．2信息化对施工项目管理的重要性
(1)顺应施工工程管理对信息量的要求，达成信息的高效整合与运用长时间的粗放型管理，导致建设公司对搜集、归纳和使用信息的忽略，并逐步形成了凭借经验进行管理和控制的模式。随着公司建筑工程数量及规模的不断增加，施工信息也会越来越多，如果还是沿用传统的信息统计模式，不仅降低了信息传输的效率，还增加了传输的流程，且在传输过程中极易造成信息失真的情况出现。使用计算机技术不仅能将工作量保持在一个稳定的状态，还能形成信息的采集、分析和共享，同时还能对信息予以进一步挖掘，有效提升了信息的使用效率。
(2)构建合理有效的预算计划体系，对成本加以全方位管控利用信息平台不但能够构建全方位预算体系，减短预算时间，另外依托有效的项目成本控制，做到质量有根据、耗费有定额、管理有规范。
(3)形成资本流、物流、数据流、人流等“四流合一”的信息化模式运用计算机及互联网技术，对企业施工过程中每个环节予以及时处理，且在公司内部建立并完善相应的网络平台，从而有效实现公司“四流合一”(资本流、物流、数据流、人流)的集成管控局面，大大提升了公司整体的运行效率。企业在项目管理过程中，采用信息化管理模式不仅能够提升企业的经济效益，还能有效提升企业的管理水平和管理质量。
3．3在企业整合能力方面，信息化具有的重要意义在高速铁路施工单位实施信息化管理，对企业管理效率和管理水平而言有着重要的现实意义。同时，从企业整合能力角度而言，信息技术能够有效提升企业的核心竞争力，为企业的发展起到巨大影响。通过信息化技术的使用，能够实现对企业财务、材料采购、具体施工以及劳资等内容的整合、提炼和升华，并有效形成总部、子公司、项目部三级管理模式，大大提升了企业的市场竞争力。
4结论
通过本文的分析我相信随着信息化管理系统的日臻完善它对工程项目管理的推动作用会越来越明显，因为信息化管理在其自身系统的建立与框架基础上本身就有其科学性、及时性、系统性、联动性等各方面优势。也能促进铁路系统更好地发展，更充分地发挥铁路事业对经济和社会发展的推动作用，铁路工程项目管理的信息化己成为必然的选择。使行业、企业、建设项目都能在信息化管理中受益。但是，我们也必须看到，当前的高速铁路信息化管理建设还存在着诸多的问题，还有很多的工作需要开展。要紧紧围绕着当前高速铁路信息化管理建设中存在的问题，结合着我国铁路事业发展的长远规划，并结合我国经济和社会发展对铁路系统的需要，来逐步完善高速铁路工程项目信息化的建设工作。使之能在以后的工程项目管理中发挥更大的作用，产生更多的经济效益和社会效益!
参考文献
［1］浅谈信息化在高铁项目建设管理中的应用［J］城市建设理论研究，2015，(23)．
［2］浅谈信息化技术在施工企业工程管理中的应用［J］．铁道建筑技术;2015年S1期．
本文将列车和轨道2个子系统视为一个相互耦合的系统，将轮轨间相互作用关系作为连接这2个子系统的“纽带”，综合考察列车在弹性轨道结构上的动态运行行为和轮轨动态相互作用特性，以及列车对线路的动态作用规律。当列车以一定速度通过轨道时，列车系统和轨道系统的耦合振动通过系统各部传递输出。一般而言，地铁列车－轨道耦合振动可以分为垂向、横向和纵向3个方向。由于轮轨滚动产生的纵向耦合效应较弱，可视为准静态作用，对于运动的列车，其移动轴重对下部地基的竖向激扰比横向要大的多，因此，本文只建立地铁列车－轨道垂向系统模型进行振动分析和计算。
1．1地铁列车模型假定列车的车体、转向架和轮对均为刚体;且不考虑三者沿车体纵轴方向的振动;车体和转向架都只考虑沉浮和点头2个自由度，每个轮对只考虑沉浮自由度，因此，列车模型简化为2个转向架的4轴客车，计算自由度为10。模型如图1所示。文中:Mc、Mt和Mw分别为车体、前后转向架构架和轮对质量，kg;Csz和Cpz分别为列车一系和二系悬挂阻尼，N•s/m;Kpz和Ksz分别为列车一系和二系悬挂刚度，N/m;βc和βt1，2为车体和转向架点头角位移，rad;Zt1，2、Zw1～4和Zc分别为转向架、轮对和车体的竖向位移，m;Jc和Jt为车体和转向架构架点头惯量，kg•m2;Zol～4为四轮对下轨道不平顺，m;P1～4为四轮对的轮轨作用力，N。地铁列车垂向系统运动，可以作为多刚体系统来考虑。系统方程可以通过对各个刚体逐一应用D’Alembert原理而获得。地铁列车数学模型参考文献。
1．2轨道模型在模型中，钢轨用Euler梁来模拟，混凝土支承块简化成质量块单元，轨下和支承块下橡胶垫、橡胶套靴均分别简化成弹簧阻尼单元，如图2所示。文中:mr为单位长度钢轨质量，kg/m;EI为钢轨抗弯刚度，N/m2;Cp、Cb、Cbw和Cf分别为轨下胶垫、块下胶垫、道床块和路基的垂向阻尼，N•s/m;Kp、Kb、Kbw和Kf分别为轨下胶垫、块下胶垫、道床块和路基的垂向刚度，N/m;Cpz和Kpz分别为列车一系悬挂阻尼和刚度;Mb和Ms分别为道床块和支承块的质量，kg;Zsi和Zr分别为第i号支承块和钢轨的垂向位移，m;P1～4为轮轨接受四轮对作用力，N。
1．2．1钢轨的振动方程将钢轨视为简支Euler梁，设轨道结构的振动位移变量为Zr(x，t)，钢轨的弹性模量为E，截面惯性量为I，则其振动微分方程为方程(3)为四阶偏微分方程，为了进行数值分析，将其转化为二阶常微分方程组，为此采用Ritz法。应用简支梁的正则振型函数，可得相应于本模型条件的钢轨振型为
1．2．3道床的振动方程将道床分割成离散道床块，即一个支承块下方一个道床块，设第i号道床块，收到上方支承块对道床的作用力，下方路基对道床的作用力，左侧道床块和右侧道床块剪切作用力的作用，其振动微分方程为
1．3系统矩阵的形成整个地铁列车－轨道耦合系统的振动方程能用以下矩阵形式表达为式中:M为系统的质量矩阵;C为系统的阻尼矩阵;K为系统的质量矩阵;X为系统广义位移向量;X0为不平顺位移向量。
1．4地铁列车－轨道垂向耦合作用应用Hertz非线性弹性接触理论，可以确定轮轨之间的垂向作用力
2参数取值
2．1列车车辆与轨道参数据《某城市地铁1号线工程可行性研究报告》该城市地铁可能采用A型车或B型车，列车计算参数如表1所示，轨道参数如表2所示。
2．2块下胶垫的刚度和阻尼蔡成标等通过研究认为，块下胶垫垂向静刚度合理范围在(1～1．8)×108N/m之间，且根据橡胶垫板室内试验结果，动静刚度比为1．1～1．5。综合考虑块下胶垫的材料和某城市地铁设计参数，本文对垂向刚度值备选1×108、2×108和3×108N/m;垂向阻尼值备选0．5×105、1×105和2×105N•s/m。
2．3扣件参数某城市地铁扣件将比选采用DTⅥ2型和DTⅢ2型一般扣件和科隆蛋等高弹性减振扣件，故本文选取DTⅥ2型、DTⅢ2型和科隆蛋。2．4列车时速某城市地铁列车设定的最高时速80km/h，本文选取20、40、60和80km/h这4种车速进行分析。
3振源系统的减振效能与车体平稳性预测分析
垂向加速度不仅能够反映车体运行的平稳程度，而且可以反映道床及轨道工作能力;因此将垂向加速度作为振源振动控制评价的重要指标。且定义控制效能=道床(车体)最大振动加速度轮对最大振动加速度］×100%根据前文介绍的垂向耦合振动理论，用Matlab软件编制程序。选用美国第6级轨道不平顺功率谱，在不同的列车时速下，通过计算得到车体、轮对和道床的最大垂向加速度进行分析。
3．1自振特性分析通过数值计算，得振源系统相关部分的自振特性如表3所示。从表3中可以看出一些规律:1)随着块下胶垫垂向刚度增大，轨道结构的自振频率增大，且与轮对的频率比均大于槡2，基本避开了与轮对的共振范围。2)随着扣件垂向刚度的增大，自振频率也增大。同样，采用3种轨道扣件，避开与轮对的共振范围，能进一步减少振源系统的振动传递。3)A型车和B型车自振频率均在2Hz以内，避开了两者的共振区域，能隔断振动向车体传递，保证了运行车体的稳定性。
3．2列车选型分析车体振动加速度是评价列车舒适度的最主要的指标，也反映了车辆运行的平稳程度。当客车运行平稳性按车体最大振动加速度来评定时，GB5599—85《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》规定，当运行速度低于140km/h时，车体最大振动加速度应符合要求为其中:Amax为客车车体最大振动加速度;v为车速;C为计算常数;垂向振动0．025、0．030和0．035分别对应运行平稳性等级的优、良和合格。当块下胶垫垂向刚度值选取2×108N/m;垂向阻尼选取1×105N•s/m，扣件选用DTⅥ2的一般扣件时，通过计算，得出该城市地铁采用不同车型在不同的车速下，车体和道床的最大振动加速度，如表4所示。从表4中可以看出一些规律:1)无论何种车型，振源系统的振动控制效能均十分显著，但随着车速的提高，控制效能有所减小。2)A型车车体运行平稳性基本优于B型车，且振动更小;在最高运行速度下，B型车和A型车表现分别为及格和良好;随着车速下降，车体运行平稳性等级有所提高，当车速低于40km/h时，两车体表现均为优级。3)随着车速的提高，车体最大振动加速度差距不断缩小，究其原因，是由于随着车速的提高，车体振动频率逐渐远离车体自振频率所致。4)B型车和A型车控制效能差距不明显，是由于两车体的自振频率避开了振源相关系统的共振范围，可以认为无论采用A型车或B型车对振源系统振动控制贡献不明显。
3．3块下胶垫选用分析当车型选用B型车，扣件选用DTⅥ2，块下胶垫垂向刚度设定为3N/m时，阻尼选用不同数值时的控制效能如图3所示;当车型选用B型车，扣件选用DTⅥ2，胶垫阻尼设定为1N•s/m时，垂向刚度选用不同数值的控制效能如图4所示。从图3和图4可以看出:1)无论块下胶垫阻尼和垂向刚度如何变化，低速时，控制效能差距不明显，随着车速的提高，控制效能不断地下降且差距扩大;直至车速大于60km/h时，控制效能趋于稳定。2)当块下胶垫垂向刚度一定时，阻尼在合理范围内变化，随着阻尼数值的提高，控制效能有较为明显的提高，是由于较高的阻尼能耗散更多的振动能量。对振动控制有一定贡献。3)当块下胶垫阻尼一定时，垂向刚度在合理范围内变化，随着刚度的降低，控制效能有所提高，但提高得不明显，由于无论采用何种垂向刚度，道床与轮对的频率比均大于槡2，因此可以认为垂向刚度的变化对振源系统的振动控制的贡献率不明显。
3．4扣件选用分析当车体选用B型车，块下胶垫垂向刚度设定为3N/m，阻尼设定为1N•s/m时，当扣件选用一般扣件DTⅥ2型、DTⅢ2型和高弹性减振型扣件科隆蛋，控制效能如图5所示。从图5可以看出:1)无论采用何种扣件，随着车速的提高，控制效能不断地下降且差距扩大，直至车速大于60km/h时，控制效能趋于稳定。2)DTⅢ2型扣件的控制效能略优于DTⅥ2型，而科隆蛋在中高速时的控制效能更优于2种普通扣件，这是由于科隆蛋的垂向刚度明显低于2种普通扣件所致。3)当车速较快时，采用2种一般扣件，控制效能相差1．5%，若采用高弹性减振扣件，控制效能会提高约5%，因此可以认为减振扣件的选择对振源系统的振动控制有一定的贡献率。
4结论与建议
关键词:列车振动;衰减;振动加速度
在交通设施建设(地铁、轻轨、铁路等)发展的过程中,将不可避免地进入到对振动等级要求特别高的地区。比如,北京地铁南北中轴线列车的振动将会影响到故宫,北京地铁4号线将要经过的北京大学东门地段(该地段为大型贵重精密仪器主要分布区)。随着全国铁路大提速的进行,列车速度的增加将不可避免地改变其穿过地区附近的振动等级。目前国际上趋于用振动加速度来评价振动强度,研究振动随振源埋深的变化、距轨道中心线的距离的分布规律以及列车车速和载重对其的影响规律变得日益重要。
1 轨道交通引起的环境振动问题
在我国由于经济发展水平的原因,直到上个世纪80年代中后期,才开始研究铁路和交通运输车辆引起的地面振动对周围环境的影响。最近几年,我国轨道交通发展很快,其引起的环境振动问题已经引起我国政府和相关科研单位的高度重视,势必推动有关振动对环境影响的研究。
在国外,一些交通系统比较发达的国家,对轨道交通引起的振动对周围环境及建筑物的影响的研究也特别重视。日本明确认定振动为7个典型公害之一,提出了环境振动水平的预测方法。j.melke等提出了一种基于脉冲激励和测试分析的诊断测试方法,用于预测城市区域铁路线附近建筑物的振动水平,通过不同测点数据传递函数分析,研究了波的传播规律。jorge.jakobsen对不同类型场地土的振动随距离的衰减规律进行了研究[1-2]。英国铁路管理局研究发展部技术中心就行车速度、激振频率和轨道参数的相关关系以及共振现象进行了研究[3]。v.v.krylov(1999)[4]研究了高速列车引起的地面振动放大现象。
2 轨道交通振动产生的影响
环境振动对人体、建筑物、精密仪器等的影响已越来越大。这是因为:一方面振动日益增大,影响的范围也在加大;另一方面,人们对生活质量的要求也越来越高,同样水平的振动,在过去可能不是问题,现在却越来越多地引起了公众的强烈反应。这些问题对交通系统引起的结构振动及其对周围环境影响的研究提出了新的要求,引起了各国研究人员的高度重视。
2.1 对人的影响
2.1.1 对睡眠的影响
环境振动达到一定等级将会干扰人们的日常生活,使人有不适感,甚至影响人们的情绪和睡眠、休息、学习。试验研究表明:振动强度愈高,对人们入睡和睡眠深度的影响愈大。当振动加速度在65db以下,一般对睡眠影响不大,但当达到70db后就会难以入睡,到80db则会惊醒所有人。可见,振动对居住在铁路线周围的居民影响是很大的。
2.1.2 对健康的影响
交通车辆引起的振动对人体健康的影响包括生理和心理两个方面,影响范围几乎涉及人体的各系统和各个方面。首先,当振动比较强烈时,会造成人体骨骼、肌肉、关节及韧带的严重损伤,消化系统肠胃蠕动增加、胃液分泌和消化系统能力下降,肝脏的解毒功能代谢发生障碍,还会使神经系统出现交感神经兴奋、腱反射减退或消失、手指颤动和失眠等症状。其次,许多人对振动都很敏感,易发生心情烦躁、心理失衡现象[5]。
2.1.3 影响人体的环境振动主要因素
环境振动对人体有影响的主要因素可以概括为以下几个:
(1)振动频率
振动对人体的不良影响中,频率起着主要作用。对于环境振动,人体反应特别敏感的为1～80hz的振动,这主要是由于各种组织的共振频率集中在这个范围。
(2)振动强度
当频率一定时,振动强度以人体对振动的感受程度来评价。目前国际上通行用加速度参数来表示振动的强度。将实测加速度经过换算,以分贝为单位来表示振动强度,给振动测量、运算和表达带来很大方便。
(3)暴露时间
人体无论受到哪种振动作用,其影响时间越长,对人体的不良影响也就越大。
2.2 对建筑物的影响
一般而言,轨道交通引起的环境振动,振幅和能量都比较小,从安全的角度讲,它不会造成象地震那样的剧烈损害。但是,这种振动的作用是长期存在和反复发生的。长期作用于建筑物,将引起结构的动力疲劳和应力集中,严重时还会引起结构的整体或局部的动力失稳,如地基产生液化、基础下沉或不均匀下沉,墙体裂缝,建筑物倾斜甚至局部损坏;又如,地铁南北中轴线因要穿越故宫等古建筑,列车的运行就会产生振动影响,拟建的京沪高速铁路可能产生对苏州虎丘塔的振动影响等,从而影响结构的安全和正常使用。许多国家都制定了建筑物内(外)的振动标准,我国也于1988年颁布了gb10070-88《城市区域环境振动标准》,但由于制定年份较早,亟需补充修改。
2.3 对精密仪器正常使用的影响
城市轨道交通及地下铁道运行路线不可避免地会穿过安装有精密仪器的厂房、医院、实验室等对振动特别敏感的区域。当振动达到一定强度时,就会影响这些区域中精密仪器的正常使用。比如,北京地铁4号线将要经过的北京大学东门地段,是北大理科院系的主要分布地带,全校80%以上的大型仪器设备分布在这一地区,如不采取特殊措施,地铁经过时产生的地面振动,将对其正常工作产生不利影响;在台湾,台北至高雄的高速铁路可能会对台湾南部科学园区里的精密仪器产生不良影响。
3 引起的环境振动特点
轨道交通运行时,部分能量将转化为地面的振动,振动的强度、特别是振动加速度的大小是人们所关注的。加速度越大,则冲击力越大,对人体或物体的破坏作用也就越大。其影响因素很多,比如载重量、空间距离、列车速度、土介质的密度及弹性模量、地形地质构造、轨道摩擦系数等。下面就几个主要因素进行总结。
3.1 振动加速度随振源埋深的变化
随着振源埋深的增加,振动加速度的分布规律会不同,一般有较大的衰减,而且衰减规律的影响因素又是多种多样的。这是因为,土介质成层分布,且由于地区的差异,土质成分、密度等各不相同,振动经过各土层后衰减程度也就不同。如果在某一深度的地层与振源发生共振,则会发生振幅放大区,振动加速度出现反弹。如果考虑到不同列车在同一时间通过组成的随机变化的周期荷载序列,呈现周期性的动力脉冲过程,那么振动加速度随深度的衰减规律将会更复杂。
荷兰学者ciesielski进行了大量的实验,验证了加速度反弹区的存在。他的实验结果是:地层表面的振动加速度最大,随后随着深度的增加加速度衰减, 在地下2m深的土层,振动加速度衰减为地表的20%～50%,4m深衰减为10%～30%,衰减的总趋势是随着深度的增加振动加速度减小,但是当频率在大约24hz时,某土层和振源发生共振,出现了振动,加速度反弹区。
因此,频率不同的列车振动,在不同的地层中衰减的程度不同。在地铁设计中,要针对列车在不同埋深下,地表振动影响的不同,进行必要的计算分析,对于隧道埋深方案的选择具有重要的参考价值。拟建的北京地下直径线,将使北京站与北京西站相联通,设计部门提出了平均埋深分别为16、18、30m的几种初步设计方案,文献[6]对不同埋深下地铁振动在地表的传播规律进行了研究。研究结果对隧道埋深方案的选择具有很好的参考价值。
3.2 振动加速度随距轨道中心线距离的分布规律
由于能量的扩散和土壤对振动能量的吸收,振动波在传播过程中将有所衰减。很多文献认为,列车运行所产生的地面振动随距轨道中心线距离增加而有较大的衰减。例如文献[7]通过对金家岩隧道列车现场监测得出结论:列车振动加速度和速度都随着距离振源的增加而衰减。对我国几个大城市的监测调查也得出类似的结论,见图1。
然而,由于振动波在不同土介质中的传播途径不同,很可能由于固有频率相近发生共振现象;或者土层下面存在坚硬的基岩,使得振动波在基岩上反射形成振动放大区,使振动加速度反弹。例如文献[8]通过简化的方法,建立了列车-轨道和路基-土层-建筑物的二维动力相互作用分析模型,用有限元计算了列车引起的振动在土层中的传播特性及对邻近建筑物的影响,得出图2所示的结论,进一步说明了振动加速度反弹区的存在。
文献[9]在沈阳—山海关铁路线上做了现场监测实验,得出图3所示的结论,进而验证了加速度反弹区的存在。
3.3 列车速度对振动加速度的影响
高速列车运行引起的地面振动的振动强度一般随列车车速的增加而增加。文献[9]对沈阳—哈尔滨铁路线上某处进行了现场测量。为考察列车速度对地面振动加速度的影响,将不同距离处的振动加速度随车速的变化绘于图4。
从图4可以看出,地面振动加速度具有随列车速度的提高而增大的趋势。并且距离越近,差距越大。说明列车速度对近距离的地面振动影响较大。
对于在地下隧道中列车的车速对振动强度的影响情况,文献[10]对我国某城市地铁车辆段附近进行了现场测试。当地铁列车以15～20km/h的速度通过时,地铁正上方居民住宅的振动高达85db,如果列车速度达到正常运行速度70km/h时,其振级还要大得多。可见,地铁振动影响的范围在很大程度上还取决于列车速度。
铁道科学研究院曾在北京环行线进行200km/h以上试验列车的运行试验,对环境振动讲行了测量,见表1[11]。
从表1可以看出,在离轨道中心线20m或30m处,振动加速度随列车速度增加而增加。
在国外,特别是在一些高速列车比较发达的国家,对于列车车速对振动加速度的影响都进行了相关的研究。早在1927年,s.timoshenko从理论上提出, 铁轨作为固定支承在道渣及枕木上的弹性梁,列车具有一临界速度值,达到临界状态时将会发生超常的竖向运动动力放大。然而,按照通常所假定的路基刚度特点,这个临界值估计大约为500km/h,远远超过现实中的列车速度[3]。
西班牙的g.volberg[12]根据对三种不同场地的测量结果,回归出振动级与列车速度之间的关系式:
lv=60+20lg(v/40)。
式中:lv为振动速度级,参考基准速度为5×10-8m/s;v为车速,km/h。
日本铁路技术研究所对新干线的桥梁及其地面的振动进行测量后,也得到相同的结论:在高速列车作用下,桥梁及其附近的地面不同测点的振动加速度,都随着车速的提高而增加[4]。他们的经验关系式为:
lv=10n1g(v/v0+lvo)。
式中:n为实验数据确定的系数,其大小反映了车速对振级大小的影响,取值范围为1.5～3.5;v0为参考列车速度,km/h;lvo为参考车速下的平均振级。
以上得到的结果均是通过现场测试得出的经验公式,另有一些学者通过理论推断,得出一些有关列车速度对振动强度的影响结论。krylov[4、13]推断,当列车车速v超过地基的rayleigh表面波速时,随列车提速将引起地面振动的陡然增加(和普通列车相比增加70db)。这种状况相当于流体力学中,当液体流速的雷偌数超过一定数时,液体直接从直流状态转变到紊流状态。随后挪威岩土工程研究所验证了krylov推断的正确性。该所的一个研究小组首次观测到列车车速超过地基rayleigh表面波速时地面发生的剧烈运动。
瑞典从哥德堡到马尔摩干线的高速列车开通时,研究人员进行了相关测量。该地区有大量的软土,其rayleigh波速很小,特别是ledsgard附近的rayleigh波速值仅为45m/s。高速列车车速为140km/h时,车速小于rayleigh波速,到车速增大到180km/h时,车速超过了rayleigh波速,结果地面振动水平增加了10倍以上。
3.4 列车轴重对振动加速度的影响规律
列车轴重对地面振动强度也有较大的影响。通常货车的轴重比客车大,因而货车引起铁路附近地面振动强度就比客车要大,见图5[9]。
从图5可以看出,货车引起的振动强度要比客车高出2～10db,而且距铁路越近,两类列车引起的振动强度差别也越大。根据文献[4、13]的测试结果,也有类似的结论,即:随着列车的载重量增大,其引起的环境振动强度也增大。比如,频率为4hz时,普通的货车产生的地面振动比客车高l0db,而在8hz时高5～7db。这是因为货车的车头质量大,所产生的振动约为车厢的1.5～2.0倍,故车头的振动比车厢约大50%[14]。列车作为一个线源,在一定距离内与它平行的各点的振动强度近似相同,不论测点位于路堤还是路堑,其振动水平没有明显不同。
4 结论
(1)一般情况下,列车运行所产生的振动加速度,随振源埋深的增加而有较大的衰减,但衰减规律受土介质成层分布、成分、密度、弹性模量等影响,一定深度的土层可能因为频率相近共振等因素,发生加速度反弹区。
(2)由于能量的扩散和土壤对振动能量的吸收,振动波在传播过程中将有所衰减,列车运行所产生的地面振动随距轨道中心线距离增加而有较大的衰减,同样,因为土层发生共振或者因为地层的基岩而存在振动反弹区。
(3)轨道交通系统的运行引起的地面振动的振动强度,一般随列车车速的增加而增加。另外,车速对振动的影响和地层表面的rayleigh波速有关,当列车车速超过rayleigh波速时,将会引起地面振动加速度的陡然增加。
(4)随着列车载重的增加,地面振动加速度增大,重载货车作用下的路基地面的振动强度比客车大。
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