第一节 高速铁路线路的平纵断面基础知识
高速铁路线路在空间的位置是用它的线路中心线表示的。线路中心线在水平面上的投影，叫做高速铁路线路的平面。线路中心线在垂直面上的投影，叫做高速铁路线路的纵断面。
高速铁路的线路平面和纵断面的设计，必须满足行车安全平顺，保证旅客舒适和便于线路维修等的要求，而且必须力求在工程和运营两方面，经济上是最为合理的。因此，铁路线路，不论就其整体来说，或者各个组成部分来说，都应该具有一定的坚固性和稳定性。
一、高速铁路线路平纵断面一般规定
1.线路平、纵断面设计应重视线路空间曲线的平顺性，提高旅客乘坐舒适度。
2.全部列车均停站的车站两端减加速地段，可采用与设计速度相应的标准；部分列车停站的车站两端减加速地段，应根据速差条件，采用相适应的技术标准，满足舒适度要求。
3.线路平、纵断面设计应满足轨道铺设精度要求。
二、高速铁路线路平面
高速铁路线路的平面由直线、圆曲线、缓和曲线组成。
1.圆曲线半径
铁路线路在转向处应采用圆曲线相连，圆曲线的基本要素有：曲线半径（R）、曲线转向角（α）、曲线长度（L）、切线长度（T），如图2-1所示。
图2-1 铁路线路曲线
铁路线路平面的曲线半径应因地制宜，合理选用与设计速度匹配的平面曲线半径，为了测设、施工和养护的方便，曲线半径一般应取50m、100m的整倍数。
圆曲线半径的大小，反映了曲线弯曲度的大小。圆曲线半径越小，弯曲度越大，曲线附加阻力也就越大，运营条件就越差。为了保证线路的通过能力，并有一个良好的运营条件，对铁路线路的最小曲线半径做了具体的规定，如表2-1～表2-3所示。
表2-1 铁路区间线路最小曲线半径（m）
表2-2 车站平面最小曲线半径
表2-3 高速铁路区间线路最小曲线半径
2.缓和曲线
为了保证列车安全，使列车平顺地由直线过渡到圆曲线或由圆曲线过渡到直线，以避免离心力的突然产生和消除，在直线与圆曲线间应设置一条曲率半径变化的曲线，这个曲线称为缓和曲线。缓和曲线的线形采用三次抛物线。缓和曲线长度应根据设计速度、曲线半径和地形条件按表2-4合理选用。
表2-4 缓和曲线长度（m）
续上表
注：表中（1）栏为舒适度优秀条件值，（2）栏为舒适度良好条件值，（3）栏为舒适度一般条件值。
3.夹直线
相邻两曲线之间应该设置夹直线，相邻两曲线间的夹直线与两缓和曲线间的圆曲线最小长度应根据下列公式计算确定，并不得小于表2-5的规定。
一般条件下： L≥0.8v
困难条件下： L≥0.6v
式中 L——夹直线和圆曲线长度（m）；
v——设计速度数值（km/h）。
表2-5 圆曲线或夹直线最小长度
注：括号内为困难条件下采用的最小值。
4.线间距
相邻两股道（区间及站内两相邻）线路中心线之间的最短距离为线间距。线间距是根据有关限界、相邻线路间设置的与行车有关的技术设备和办理不同性质作业而确定的，其规定如表2-6所示。
v≤160km/h的客货共线铁路曲线地段，线间距应按曲线半径的大小，根据有关规定计算其加宽值。高速铁路曲线地段线间距不应加宽。
表2-6 高速铁路线间距
三、高速铁路线路纵断面
为了适应地面的起伏，铁路线路上除了平道以外，还修成不同的坡道。因此，高速铁路线路的纵断面由平道、坡道及连接不同坡道的竖曲线组成。
1.坡道的坡度
坡道的陡与缓常用坡度值表示。坡度是指坡道线路中心线与水平夹角的正切值，如图2-2所示。坡道坡度的大小通常是用千分率来表示。
i（‰）=h/L=tanα
图2-2 坡度与坡道阻力示意图
由于坡道的存在，列车在坡道上运行时，会受到一种由坡道引起的阻力，这一阻力叫坡道阻力。坡道阻力的大小与坡度值成正比。由此可见，坡度越大，列车上坡时的坡道阻力也就越大，同一台机车在运行速度相同的条件下所能牵引的列车质量也就越小。
在一个区段上，决定一台某一类机车所能牵引的货物列车重量（最大值）的坡度，叫限制坡度（imax）。限制坡度的大小，影响一个区段甚至全铁路线的运输能力。限制坡度的选定是一个很重要的问题，要经过仔细的综合研究，才能得出合理的结论。我国铁路区间线路的最大限制坡度的数值如表2-7所示。
表2-7 铁路区间线路最大限制坡度（‰）
高速铁路区间正线线路的最大坡度，不宜大于20‰，困难条件下经技术经济比较，不应大于30‰。动车组走行线的最大坡度不应大于30‰，困难条件下不应大于35‰。当动车组走行线的最大坡度大于30‰时，宜铺设无砟轨道。
车站必须设在坡道上时，其坡度不应超过1‰；在地形特别困难的条件下，会让站、越行站可设在不大于6‰的坡道上，且不应连续设置，并保证列车的起动。
2.坡段长度
高速铁路线路宜设计为较长的坡段，最小坡段长度按表2-8选用。一般条件的最小坡段长度不宜连续采用。困难条件的最小坡段长度不得连续采用。
表2-8 高速铁路的最小坡段长度
3.坡段间的竖曲线
平道与坡道、坡道与坡道的交点叫做变坡点。列车经过变坡点时，由于坡度的突然变化，车钩内产生附加应力，坡度变化越大，附加应力越大，两车车上下错移量越大，容易发生断钩、脱钩等事故。为了保证列车的运行的平稳与安全，当相邻两坡段的坡度变化太大时，应在其变坡点用竖曲线相连。竖曲线的设置应符合以下规定。
（1）普速铁路规定，在Ⅰ、Ⅱ级线路上，相邻坡段的坡度代数差的绝对值大于3‰时，应采用竖曲线连接，竖曲线半径为10000m；Ⅲ级线路上，相邻坡段的坡度代数差的绝对值大于4‰时，应采用竖曲线连接，竖曲线半径为5000m。
（2）高速铁路线路相邻坡段的坡度差大于或等于1‰时，应采用圆曲线型竖曲线连接，最小竖曲线半径应根据设计速度按表2-9选用，最大竖曲线半径不应大于30000m。最小竖曲线长度不得小于25m。
表2-9 最小竖曲线半径
（3）动车组走行线相邻坡段坡度差大于3‰时设置圆曲线型竖曲线，竖曲线半径一般5000m，困难条件3000m。