方文珊

(中國鐵路經(jīng)濟(jì)規(guī)劃研究院有限公司,北京 100038)

國際鐵路聯(lián)盟(UIC)高速鐵路設(shè)計(jì)系列標(biāo)準(zhǔn)是由UIC高速委員會(huì)提出的International Railway Solutions(以下簡稱“IRS”)國際標(biāo)準(zhǔn)。其目的在于整合世界各國高速鐵路設(shè)計(jì)中的最佳實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，推廣高速鐵路技術(shù)，從而促進(jìn)世界高速鐵路的發(fā)展[1]。

高速鐵路設(shè)計(jì)系列標(biāo)準(zhǔn)由中國編制組主持制定，包含“基礎(chǔ)設(shè)施”“通信信號(hào)”“電力牽引”及“接口設(shè)計(jì)”等4項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。IRS60680《高速鐵路設(shè)計(jì)-基礎(chǔ)設(shè)施》(以下簡稱“IRS60680”)提供了世界范圍內(nèi)高速鐵路基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)要點(diǎn)與建議，其編制內(nèi)容已基本確定。

本文就UIC高速委員會(huì)IRS標(biāo)準(zhǔn)的編制背景、IRS60680系列標(biāo)準(zhǔn)定位、IRS60680的適用范圍和主要內(nèi)容進(jìn)行了介紹，重點(diǎn)闡述了其中融入中國高速鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的方式方法及主要科學(xué)先進(jìn)內(nèi)容。

1 編制背景

國際鐵路聯(lián)盟UIC是促進(jìn)國際鐵路合作和發(fā)展的非政府性國際組織，截至2019年已有約200名成員組織。UIC自1928年發(fā)布了第一本鐵路標(biāo)準(zhǔn)活頁(UIC Leaflet)以來，其制定的標(biāo)準(zhǔn)在國際鐵路行業(yè)具有廣泛的影響力。UIC國際標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了鐵路項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營及維護(hù)的全過程，其中一些強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，如UIC71荷載模式、UIC 60 kg/m鋼軌標(biāo)準(zhǔn)斷面等，是世界多個(gè)鐵路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。

UIC高速委員會(huì)提出高速鐵路IRS國際標(biāo)準(zhǔn)分三步走的制定框架[2]，由中國承擔(dān)主要編制任務(wù)的高速鐵路實(shí)施系列IRS是指導(dǎo)高速鐵路規(guī)劃、建設(shè)及運(yùn)維的綱領(lǐng)性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[3-8]。IRS60680高速鐵路設(shè)計(jì)系列國際標(biāo)準(zhǔn)是在IRS60673《高速鐵路實(shí)施-設(shè)計(jì)階段》基礎(chǔ)上的指導(dǎo)性設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，以進(jìn)一步細(xì)化高速鐵路各子系統(tǒng)的專業(yè)設(shè)計(jì)要求，為高速鐵路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)提供實(shí)踐化的解決方案。

2 標(biāo)準(zhǔn)定位

IRS60680作為UIC高速委員會(huì)系列標(biāo)準(zhǔn)之一，其內(nèi)容的深度和廣度與我國高速鐵路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)有所不同。標(biāo)準(zhǔn)的具體定位如下。

2.1 非強(qiáng)制性的國際通用標(biāo)準(zhǔn)

IRS60680作為一本系統(tǒng)指導(dǎo)性的國際鐵路標(biāo)準(zhǔn)，其標(biāo)準(zhǔn)條文具有國際通用性與非強(qiáng)制性。在標(biāo)準(zhǔn)編制過程中給出世界高速鐵路的通用做法，但不做強(qiáng)制性推薦，例如條文中對高速鐵路軌距的描述為：“軌距是影響不同鐵路系統(tǒng)兼容互通性的關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。各國高速鐵路大部分采用標(biāo)準(zhǔn)軌距1 435 mm?！睒?biāo)準(zhǔn)軌距的提出有利于世界鐵路系統(tǒng)的兼容互通性，但針對世界上少數(shù)不采用標(biāo)準(zhǔn)軌距的國家(如印度)，條文沒有強(qiáng)制要求“高速鐵路應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)軌距1 435 mm”。

2.2 綜合指導(dǎo)性的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

高速鐵路設(shè)計(jì)系列國際標(biāo)準(zhǔn)注重以總體性的系統(tǒng)設(shè)計(jì)統(tǒng)籌專業(yè)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能需求，是系統(tǒng)性、綜合性的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。IRS60680給出了高速鐵路運(yùn)輸對基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)要求、基礎(chǔ)性的設(shè)計(jì)要素、關(guān)鍵性的設(shè)備配置等，從頂層層面規(guī)定了高速鐵路基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)的基本環(huán)節(jié)與一般過程。

2.3 總結(jié)各國最佳經(jīng)驗(yàn)的實(shí)踐性標(biāo)準(zhǔn)

IRS60680集合了世界主要高速鐵路國家在基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)方面的最佳實(shí)踐(best practice)和各國高速鐵路采用的技術(shù)指標(biāo)，主要涵蓋了中國、日本、歐盟等國家地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)定。例如，在線路設(shè)計(jì)的主要技術(shù)指標(biāo)中歐盟國家的取值主要參照了歐盟鐵路互通性技術(shù)規(guī)范(TSI)中的規(guī)定[9]，在路基設(shè)計(jì)的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)中參照了日本鐵路的路基壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)等[10]。

3 標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容

3.1 適用范圍

根據(jù)UIC對高速鐵路的定義以及高速鐵路設(shè)計(jì)系列標(biāo)準(zhǔn)的編制定位，IRS60680適用于列車運(yùn)行速度不低于250 km/h、只運(yùn)行客車的鐵路，對于有少量貨運(yùn)需求的高速鐵路需根據(jù)具體情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。

標(biāo)準(zhǔn)基于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出了高速鐵路基礎(chǔ)設(shè)施的主要設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)參數(shù)?？紤]到不同國家的技術(shù)發(fā)展情況，標(biāo)準(zhǔn)涉及的主要設(shè)計(jì)參數(shù)可根據(jù)具體情況適當(dāng)調(diào)整。

3.2 主要內(nèi)容

基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)包含總體設(shè)計(jì)、線路、路基、橋梁、隧道、軌道、車站、動(dòng)車組運(yùn)用檢修設(shè)施、維修設(shè)施、綜合防護(hù)、環(huán)境保護(hù)等設(shè)計(jì)內(nèi)容，各專業(yè)內(nèi)容架構(gòu)保持高度一致性。以線路專業(yè)為例，主要內(nèi)容包含以下方面。

(1)設(shè)計(jì)原則

參照中國高速鐵路線形設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，制定了高速鐵路線形設(shè)計(jì)的基本原則，對線路平縱斷面設(shè)計(jì)的平順性及旅客乘坐舒適度，最小曲線半徑與最大坡度的選擇，路基、橋涵及隧道等工程類型的選擇，高速鐵路與其他鐵路、公路并行地段的間距，高速鐵路交叉跨越方式的選擇以及沿線線路封閉設(shè)施的設(shè)置等基本要素提出了設(shè)計(jì)原則。

(2)主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)影響因素

以平面最小曲線半徑和最大坡度為例。

平面最小曲線半徑：按列車最高設(shè)計(jì)速度、高低速列車速差要求設(shè)計(jì)，同時(shí)滿足運(yùn)營安全要求、適應(yīng)地形條件，盡量減少工程量、便于養(yǎng)護(hù)維修。

最大坡度：根據(jù)地形條件、動(dòng)車組制動(dòng)性能、運(yùn)行速度及養(yǎng)護(hù)維修要求確定。

(3)各國實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)

以平面最小曲線半徑和最大坡度為例。

平面最小曲線半徑：中國高速鐵路中按350,250,200 km/h分有砟和無砟軌道分別給出了最小曲線半徑設(shè)計(jì)值；日本新干線按不同線路給出了最小曲線半徑實(shí)設(shè)值，如東海道新干線最小曲線半徑2 500 m(最高速度270 km/h)，山陽新干線最小曲線半徑4 000 m、困難值3 500 m(最高速度300 km/h)，其他新干線最小曲線半徑均為4 000 m(最高速度低于320 km/h)；馬德里-塞維利亞最小曲線半徑4 000 m(設(shè)計(jì)最高速度300 km/h)等。

最大坡度：根據(jù)各國經(jīng)驗(yàn)，最大坡度可在25‰～35‰選取。此范圍包含了中國、日本、歐盟國家的最大坡度取值范圍，但未納入個(gè)別突破常規(guī)的指標(biāo)，如德國科隆—法蘭克福高速鐵路最大坡度選擇40‰的特殊情況[11]。標(biāo)準(zhǔn)制定以各國建設(shè)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，提出技術(shù)合理、經(jīng)濟(jì)可行、易于推廣的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

4 中國高速鐵路標(biāo)準(zhǔn)的納入

UIC國際標(biāo)準(zhǔn)長期以來一直由歐洲主導(dǎo)。中國自1999年成為UIC成員以來，參與編制的UIC標(biāo)準(zhǔn)只占UIC標(biāo)準(zhǔn)總數(shù)的6.7%。主動(dòng)承擔(dān)UIC標(biāo)準(zhǔn)制定工作，有利于國際對中國鐵路標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)可，推動(dòng)中國鐵路的國際化進(jìn)程[12-16]。中國高速鐵路在設(shè)計(jì)過程采用的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容系統(tǒng)細(xì)致，可操作性強(qiáng)，對工程建設(shè)和管理的指導(dǎo)性強(qiáng)。IRS60680以中國主持編制為契機(jī)，根據(jù)我國成功的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從3個(gè)層面納入了我國高速鐵路的先進(jìn)技術(shù)內(nèi)容。

4.1 直接納入的標(biāo)準(zhǔn)

對于我國高速鐵路建設(shè)中的科學(xué)先進(jìn)內(nèi)容，標(biāo)準(zhǔn)采用了直接納入的方式來體現(xiàn)中國標(biāo)準(zhǔn)。

高速鐵路設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)高速鐵路系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)性工作。我國鐵路建設(shè)重視總體設(shè)計(jì)，為了在各設(shè)計(jì)階段統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、約束設(shè)計(jì)，提出了項(xiàng)目在預(yù)可研階段就要以系統(tǒng)優(yōu)化的原則確定鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的確定應(yīng)綜合考慮運(yùn)量、地形、安全、經(jīng)濟(jì)和與既有線協(xié)調(diào)等諸多因素，是項(xiàng)目在路網(wǎng)中的作用、性質(zhì)、運(yùn)輸需求和功能定位的真實(shí)反映。合理選定主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是選擇線路方案的基礎(chǔ)，直接影響工程投資、項(xiàng)目影響區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展及旅客出行等。

因此，在IRS60680的總體設(shè)計(jì)章節(jié)，依照我國TB10621-2014《高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》[17]中的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，提出了設(shè)計(jì)速度、正線數(shù)目、正線線間距、最小平面曲線半徑、最大坡度、到發(fā)線有效長度、調(diào)度指揮方式、列車運(yùn)行控制方式及最小行車間隔等高速鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，將中國高速鐵路的系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想納入總體設(shè)計(jì)章節(jié)，體現(xiàn)了中國高速鐵路的科學(xué)先進(jìn)性。

4.2 以列舉各國經(jīng)驗(yàn)形式納入的標(biāo)準(zhǔn)

對于各國在實(shí)踐過程中有所差別的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)與設(shè)計(jì)過程，標(biāo)準(zhǔn)各章節(jié)均采用了列舉的方式納入中國標(biāo)準(zhǔn)。

4.3 融合世界不同標(biāo)準(zhǔn)時(shí)體現(xiàn)的中國標(biāo)準(zhǔn)

對于各國存在共性的技術(shù)內(nèi)容，標(biāo)準(zhǔn)通過融合世界不同標(biāo)準(zhǔn)的方式納入中國標(biāo)準(zhǔn)。

動(dòng)車組是高速鐵路運(yùn)輸?shù)妮d體，為保證動(dòng)車組的良好狀態(tài)，應(yīng)對動(dòng)車組進(jìn)行及時(shí)、定期的檢查檢修，以保障動(dòng)車組列車高效、安全運(yùn)營。針對動(dòng)車組維修修程，我國分為例行檢查、重點(diǎn)檢查、重要部件(轉(zhuǎn)向架)分解檢修、系統(tǒng)全面分解檢修及整車全面分解檢修等5個(gè)級別，日本分為日檢、月檢、架修及大修4個(gè)級別，德國在N級修、S級修的基礎(chǔ)上又劃分為9個(gè)具體級別。各國修程有所區(qū)別，但其劃分標(biāo)準(zhǔn)均是針對車輛的自身特征，依據(jù)動(dòng)車組累計(jì)運(yùn)行時(shí)間或走行公里數(shù)提出。因此，IRS60680在動(dòng)車組運(yùn)用檢修設(shè)施章節(jié)中，綜合各國經(jīng)驗(yàn)納入的動(dòng)車組檢修修程如下。

動(dòng)車組檢修修程應(yīng)根據(jù)各國運(yùn)輸能力及檢修要求采取分級，依據(jù)動(dòng)車組累計(jì)運(yùn)行時(shí)間或走行公里可采用以下分級標(biāo)準(zhǔn)。

例行檢查，易損易耗部件的日常更換、調(diào)整和補(bǔ)充。

定期檢查，在例行檢查的基礎(chǔ)上對動(dòng)車組所有設(shè)備進(jìn)行性能試驗(yàn)和安全性檢測。

在例行檢和定期檢的基礎(chǔ)上，進(jìn)行動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架的檢修。

動(dòng)車組主系統(tǒng)的分解檢修及試驗(yàn)，必要時(shí)進(jìn)行車體涂漆。

該規(guī)定提出了動(dòng)車組檢修修程的分級依據(jù)，兼顧了中國、日本與德國的動(dòng)車組檢修修程規(guī)定。我國第五級的整車全面分解檢修在實(shí)際運(yùn)用中通常采用返廠修，不在動(dòng)車段所中進(jìn)行，因此在動(dòng)車組運(yùn)用檢修設(shè)施章節(jié)取消第五級修程。各修程的主要內(nèi)容與我國修程保持了高度一致性。

5 結(jié)語

高速鐵路設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。UIC國際標(biāo)準(zhǔn)IRS60680《高速鐵路設(shè)計(jì)—基礎(chǔ)設(shè)施》立足設(shè)計(jì)總體要求和技術(shù)要點(diǎn)，系統(tǒng)性地概括了世界高速鐵路的主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。作為一本國際通用標(biāo)準(zhǔn)，IRS60680為各國高速鐵路設(shè)計(jì)實(shí)踐提供了重要參考，同時(shí)有助于新建高速鐵路國家地區(qū)了解和掌握高速鐵路基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)階段的世界先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。

IRS60680的編制納入了中國先進(jìn)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)思想，合理地將中國標(biāo)準(zhǔn)上升為國際標(biāo)準(zhǔn)。中國主持UIC國際標(biāo)準(zhǔn)的編制，有利于推廣中國高速鐵路的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，是我國鐵路建設(shè)、技術(shù)、裝備“走出去”的有效實(shí)踐。