德国铁路既有线提速综合考察报告，本文主要内容关键词为：德国论文,铁路论文,考察报告论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中国铁路提速考察团一行9人，于1997年11月24日～12月6日在德国进行了综合考察。
这次考察的重点是德国既有线提速的改造原则及措施，线路固定设施及有关技术标准和摆式列车的应用情况等。
考察团在德期间，添乘了已改造为高速线的法兰克福—柏林间的ICE高速列车、柏林—纽伦堡和纽伦堡—法兰克福的既有线上IC列车以及纽伦堡—佩格尼茨间既有线上的VT610（即BR610）摆式列车；参观了位于法兰克福的德铁调度中心、正在修建的科隆—法兰克福高速铁路的法兰克福国际机场车站、汉诺威—柏林新建高速线的施滕达尔工地、柏林郊区的泰格尔(Tegei)—亨尼希斯多夫(Hennigsdorf)的S-Bahn线改扩建工地和Adtranz公司所属的亨尼希斯多夫工厂的ICE动车组及VT611摆式列车的生产车间、WBG道岔制造工厂。考察团还与德国铁路股份公司、德国铁路咨询公司、Adtranz公司、西门子公司交通技术部、KNAPE线路公司和WBG道岔公司的负责人及技术人员，就德国铁路既有线提速改造的措施、线路上部结构、ICE动车组、摆式列车技术及对线路的要求、提速线路的接触网和道岔、德国铁路股份公司的改造及其路网公司的工作范围等等进行了广泛的交流。
1 德国铁路既有线提速的基本措施
德国铁路一直采用修建高速铁路和改造既有线并重的方针提高列车速度，以增强铁路与航空、公路的竞争能力。德铁在既有线的改造中，有许多思路和作法值得我们借鉴。
1.1 既有线改造要遵循经济性的原则
德铁对既有线改造的目的是获得更高的速度和更大的能力。所有改造的措施都要遵循经济性这个原则。因此，根据市场对不同的线路所提出的不同的运量和运输质量的要求，制定了不同的提速目标值，采取了不同的措施：对属于干线的既有线，主要采取改造线路基础设施的措施，将速度提高到200km/h，对于支线，则采用先进的摆式列车，将速度提高到160km/h。
对于同一条线路的改造也遵循经济性的原则，根据线路的条件，提出不同的速度目标值，以减少工程改造费用。
1.2 既有线改造的基本措施
对既有线的改造主要采取7项措施：
(1)增建第二线；
(2)缩短闭塞区间的长度；
(3)封闭站内平交道口；
(4)有条件地实施双向行车；
(5)线路平面改造；
(6)信号、桥梁、轨道改造；
(7)接触网及供电系统改造。
1.3 既有线改造与高速线建设相结合
对于大城市间的铁路干线，采用了新、旧结合的方法。如考察团添乘的ICE896次高速列车，是从斯图加特，经法兰克福开往柏林的。这条线路中，法兰克福—富尔达的103km，是将既有线改造成的高速线，列车最高速度可达200km/h；而从富尔达—卡塞尔的90km/h线路，则是新建的高速线，列车最高速度为280km/h（添乘时，速度最高为277km/h）。又如正在修建的慕尼黑—纽伦堡的171km的线路，准备将慕尼黑—因戈尔施塔特既有线进行改造，将列车最高速度从160km/h提高到200km/h；因戈尔施塔特—纽伦堡线路，不再沿用既有线，而是修建90km的新线，最高速度将为300km/h。用这种新旧结合的方法，将德国巴伐利亚州的两大城市用快速线连接起来，形成新的路网干线。
1.4 既有线提速中大量采用摆式列车
德铁曾对法兰克福—爱尔福特的既有线改造采用摆式列车、铁路电气化和修建高速铁路3种方式进行了研究比较，见图1。
从图中可以看出，修建新的高速铁路，投资、列车速度和线路能力都为最大，实施时间需11年；采用铁路电气化，投资、速度和能力也较高，实施时间需5年；而采用摆式列车则投资少，列车速度与电气化铁路相近，实施时间最短，但能力有所损失。所以德铁认为对于那些曲线较多的铁路支线、能力有所富余的既有铁路支线，采用摆式列车提速最经济、见效最快。德铁已经大量定购了由Adtranz公司生产的最高速度为160km/h的VT610和VT611摆式列车。同时准备于1998年采用西门子公司和Adtr-anz公司联合研制的最高速度达230km/h的ICT摆式列车。
2 德国铁路的线路固定设施及其设计、维修的标准
考察团通过参观施工现场、制造工厂和技术座谈，对德国铁路的道岔、整体道床、接触网等线路固定设施的生产、施工及标准和德铁线路平面设计参数及线路养护维修的标准，都有了进一步的了解。
2.1 道岔
此次，考察团对德国铁路使用的道岔，从设计、制造、组装，到运输、铺设都有一个较为全面的了解。印象最为深刻的是道岔的设计和组装。
德国的道岔设计，不仅仅考虑其几何特性，更重要的是研究其动力特性。对于新设计的道岔，必须进行动力作用试验，模拟现场运行情况，检测道岔各部分的性能，从而加以改进。如WBG公司的勃兰登堡道岔制造工厂的试验中心，采用实测的ICE列车通过时的振动曲线，模拟试验列车通过基本轨时道岔尖轨的密贴情况。
道岔的组装是在工厂内由专业人员进行的，然后整体运输到现场，采用专用机具进行铺设。因此能够保证道岔各部分的性能达到设计要求，以良好的状态投入使用，这也是德国道岔使用寿命较长的原因之一。
WBG公司生产的道岔寿命长，辙叉的累计通过总重可达2亿t以上，约是我国道岔的3倍。考察中，WBG公司的负责人希望能够加快与我国合作生产道岔的步伐。
2.2 整体道床
德国在开始修建高速铁路时，大多采用的是造价较低的碎石道床，但是近年来，认为碎石道床的养护维修工作量大，缺点较多，因而决定在高速线上大量采用整体道床。而对速度较低（160km/h以下）的区段，出于经济考虑，仍采用碎石道床。
德铁认为，只要严格把守施工质量关，整体道床在使用中，可大大减少维修工作量。这样，减少了大型养路机械的上道作业，不必经常采用反向行车，因而在设计中可以减少区间渡线，降低建设费用。德国最早修建的汉诺威—维尔茨高速线上，大约每7km有一处交叉渡线，而现在的高速线约每25km才修建一处。
此外，德铁认为采用整体道床有利于ICE列车使用涡流制动，而碎石道床则存在问题。
2.3 接触网
德国铁路现有R[,e]100、R[,e]160、R[,e]200、R[,e]250、和R[,e]330等5种型号的接触网，适用于不同的列车速度。在既有线上广泛应用的是R[,e]160型，列车最高速度160km/h。
德铁认为有弹性吊弦的接触网受流质量和弓网配合情况，比无弹性吊弦的好。因此，对于速度为160km/h及以上的电气化线路，都采用Y型弹性吊弦的简单链型悬挂的接触网，如图2。
德铁很重视弓网接触的研究，早在80年代就研究出了弓网接触压力测量分析系统。这套系统既可用于研究开发新型受电弓和接触网，又可以用于接触网的检测，以便养护维修。这点正是我国电气化线路所需要的技术。
2.4 线路平面曲线参数的标准
决定列车曲线的通过速度的设计参数，主要是曲线超高、欠超高和过超高。德国铁路的曲线最大超高为160～170mm、欠超允许值为130mm～150mm、缓和曲线超高顺坡率为1/(10v[,mav])～1/(8v[,max])。在其设计规范中已取消了过超高的条款，实际运用中根据货运量的大小，过超高控制在50～90mm之间，均比我国铁路规定的允许值大。德铁专家认为通过提高曲线的超高、欠超高和过超高值，可提高曲线通过速度。尤其在小半径曲线较多的低速区段，可节省大量运行时间，效果更为明显。
由于中国铁路为客货混运，货运量大大高于德国铁路，因此，德铁专家也认为不能将德国的标准照搬到中国，必须根据中国铁路的实际情况进行研究。
2.5 线路养护维修
德铁认为仅以轨道几何状态为基础进行轨道养护维修，在车辆反应上有相当大的不精确性。因此德铁采用SR诊断技术，即将所测的轨道几何干扰值和车辆反应值进行综合分析，评价轨道的实际状态，以此确定经济的轨道养护维修工作量。
德铁对轨道的维修采取的是监控的原则，即“当轨道状态的检查数据超过规定的限值时进行维修”，以保证轨道具有一定的安全储备。德铁的轨道状态评价标准分4类，为SR[,0]、SR[,A]、SR[,100]和SR[,1im]。属于SR[,0]标准的轨道安全储备很大，轨面状况优良，不用维修；SR[,A]表明轨面有不平顺，对安全储备已有影响；SR[,100]表明除对安全储备有影响外，还会影响到技术经济上的储备合理性；SR[,1im]表明已对机车车辆及轨道破坏产生较大影响。因此对后3类轨道分别需要进行定期检查，安排计划修或紧急补修。德铁将轨检车和人工测量（主要是道岔）的轨道状态的数据，以及钢轨超声诊断的数据等等都储存在调度中心的数据库，进行分析处理，得到“综合轨道状态图”。其中轨道各项参数的具体图形，供维修人员使用，而以不同颜色显示出的线路各段的轨道状态的图形，则供管理人员使用。
3 德铁对摆式车体的应用
3.1 摆式列车的应用范围和曲线通过速度
德铁对既有线逐一进行研究，认为摆式列车适用于曲线较多、通过能力富余的线路，而线路标准较高的主要干线和新建的高速线则不宜采用。例如汉堡—柏林，线路较为平坦、顺直，经研究不宜采用摆式列车，故现在只开行ICE和IC列车。
考察团所添乘的纽伦堡—佩格尼茨的线路，曲线较多，因而采用摆式列车，将最高速度从130km/h提高到160km/h。
3.2 德国铁路使用的摆式列车
德铁现在使用的摆式列车为VT610和VT611型，均为内燃动车组，2节动车为1列，全长51.75m，可乘坐148人，轴重142kN，可通过的最小曲线半径为125m，最高速度为160km/h。采用的是意大利的Pendolino摆式技术，每列价格约为600万马克。
为满足既有线提速的要求，西门子公司和Adtranz公司正合作生产新型的摆式列车ICT，是将ICE高速列车的转向架技术和VT611的摆式技术相结合的摆式列车。1998年将提供给德铁的是电力动车组ICT，内燃动车组ICT正在研制中。ICT列车为7节动车编组，动力分散，动轴大于50%，最高速度可达230km/h。每列价格约2500万马克。
德铁准备大量采用摆式列车，并将其推广到法国（法国也逐渐认识到修建新线费用太高）。
3.3 摆式列车对线路的要求
由于摆式列车的轴重较轻，而且采用了与径向转几架相似的转向架技术，因而对轨道和桥梁的动力作用较小，在曲线上对轨道的横向作用力也较小。德铁专家认为摆式列车通过曲线时，未被平衡的横向加速度不得超过2.0m/s[2]。由于车体可向曲线内侧摆动（最大摆角为8°），故可抵消一部分未被平衡的横向加速度。德铁规定，从舒适度考虑，乘客受到的未被平衡的横向加速度最大值为0.85m/s[2]（相当于130mm欠超高引起的横向加速度）。并且要求曲线两端的缓和曲线长度，不得小于摆式列车2秒钟所运行的距离。因此，对于缓和曲线较短的曲线，或是进行改造、延长缓和曲线；或是不改造，限制曲线通过速度。
考察团在添乘VT610摆式列车时，在曲线上最高速度达到160km/h，车体摆动时，乘坐很平稳，未感到不适。只是当列车以160km/h的速度通过隧道时，耳朵略有压迫感。
4 铁路与其它交通方式的配合
4.1 德铁S-Bahn（城市快速铁路）的发展
德国城市的公共交通运输方式有许多种，其运输能力和站间距离见表1。
S-Bahn主要用于市区与郊区间的旅客运输。由于其站间距离较大，因而列车速度高，可达120km/h。S-Bahn线路也为标准轨距，电力牵引，第三轨供电，54kg/m的钢轨，2.26m长的混凝土轨枕，轨枕间距65cm，碎石道床，厚度25cm。S-Bahn线路也属于德国铁路股份公司管辖。因此，德铁在对既有线改造的同时，也很重视对S-Bahn改造。如考察团参观的泰格尔—亨尼希斯多夫的S-Bahn线路，正在改扩建。德铁希望通过对S-Bahn的改造，增强与其它运输方式的竞争力，吸引更多的短途客流。
4.2 各种交通运输方式的配合
德铁很注意铁路与其它交通方式的配合。如法兰克福火车站有20多个站台，可以停靠ICE、IC、S-Bahn和U-Bahn（地铁）的列车，它们之间的换乘非常方便。此外，从法兰克福火车站到法兰克福国际机场间，有一条S-Bahn连接。无论是乘火车换乘飞机，还是乘飞机换乘火车都很便捷。又如正在修建的科隆—法兰克福的高速铁路，途径国际机场。为方便高速铁路与航空间的换乘，由机场和铁路共同出资修建了一座法兰克福国际机场火车站。
考察团在德考察期间，所接触到的德国公司，都希望与中国铁路合作，为中国铁路提供技术和产品。
5 体会和建议
考察团通过在德国的参观、添乘和座谈，对德国铁路既有线改建工作有了较为全面的了解。德国对既有线的改造制定了详细的规划，并针对每一条线路进行了各种提速措施的研究。在确定具体线路的改造方案时，紧紧围绕经济性这一原则，根据线路的每段具体条件，灵活制定提速目标值，并不单纯追求线路的最高速度要大于160km/h，而是尽量使全线改造后的速度都能达到160km/h。此外，即便是在同一条线路上，如前所述法兰克福—柏林，即有160～200km/h的区段，又有280km/h的区段，处理非常灵活。
我国铁路既有线的改造，也应该在铁道部的“九五”提速规划的指导下，针对每一条线路的具体条件，对其提速改造措施、实施步骤、速度目标值进行更为细致的技术经济比较，从而制定出更为经济合理、更为灵活的改造方案。
根据考察团在德国综合考察的体会，提出以下几条具体建议。
(1)应继续研究我国铁路既有线提速改造中急需解决的技术问题，如线路平面曲线设计参数和合理取值、提速线路轨道状态的SR诊断技术、道岔的结构分析及设计理论、接触网动态检测技术等。尤其在轨道结构与接触网的设计理论方面，我们有较大的差距。建议在部科研项目中有相应的支持。
(2)加快我国铁路超长无缝线路铺设和钢轨打磨的步伐。
德国高速铁路、既有线和S-Bahn线路上，均是超长无缝线路。并且德铁坚持对钢轨定期打磨作业。德国铁路轨面的养护维修处于良性循环状态，能够保证轨面的平顺性，列车运行非常平稳。
我国铁路现有的钢轨打磨列车尚不能满足主要干线的要求，超长无缝线路的比例还很低，钢轨接头大量存在，影响行车的平稳性。所以，建议在主要干线，尤其是140～160km/h区段就尽快制定钢轨打磨制度，推广铺设超长无缝线路，以提高轨面的平顺水平。
(3)针对我国既有铁路的具体线路，进行采用摆式列车提速的可行性研究。
采用摆式列车提速，可以减少线路的改造量，有的线路甚至不用改造，但是，摆式列车主要适用于能力不饱和、曲线较多的线路，且对缓和曲线、夹直线和夹圆线的长度有一定要求，而且列车造价较高。因此，建议根据摆式列车的应用条件，针对具体的线路，对摆式列车和普通列车（非摆式）的提速改造方案进行技术经济比较，从而确定可能采用摆式列车的线路。
(4)建议研究大城市的市郊铁路运输，重视发挥铁路在城市客运中的作用。我国许多大城市都是铁路运输网中的枢纽，有许多联络线密布城市的周围。我们应借鉴德国的经验，注重发挥铁路在城市公共交通运输和短途客运中的作用，将市郊铁路的运输与铁路的中、长途运输结合起来，缩短乘客的总旅行时分，吸引更多的客流，争取更大的经济效益。