UIC國際鐵路標準IRS60680《高速鐵路設計—基礎設施》內容解析

方文珊

(中國鐵路經濟規劃研究院有限公司,北京 100038)

國際鐵路聯盟(UIC)高速鐵路設計系列標準是由UIC高速委員會提出的International Railway Solutions(以下簡稱“IRS”)國際標準。其目的在于整合世界各國高速鐵路設計中的最佳實踐經驗，推廣高速鐵路技術，從而促進世界高速鐵路的發展[1]。

高速鐵路設計系列標準由中國編制組主持制定，包含“基礎設施”“通信信號”“電力牽引”及“接口設計”等4項標準。IRS60680《高速鐵路設計-基礎設施》(以下簡稱“IRS60680”)提供了世界范圍內高速鐵路基礎設施的設計要點與建議，其編制內容已基本確定。

本文就UIC高速委員會IRS標準的編制背景、IRS60680系列標準定位、IRS60680的適用范圍和主要內容進行了介紹，重點闡述了其中融入中國高速鐵路技術標準的方式方法及主要科學先進內容。

1 編制背景

國際鐵路聯盟UIC是促進國際鐵路合作和發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年發布了第一本鐵路標準活頁(UIC Leaflet)以來，其制定的標準在國際鐵路行業具有廣泛的影響力。UIC國際標準涵蓋了鐵路項目設計、施工、運營及維護的全過程，其中一些強制性標準，如UIC71荷載模式、UIC 60 kg/m鋼軌標準斷面等，是世界多個鐵路系統的設計基礎。

UIC高速委員會提出高速鐵路IRS國際標準分三步走的制定框架[2]，由中國承擔主要編制任務的高速鐵路實施系列IRS是指導高速鐵路規劃、建設及運維的綱領性技術標準[3-8]。IRS60680高速鐵路設計系列國際標準是在IRS60673《高速鐵路實施-設計階段》基礎上的指導性設計標準，以進一步細化高速鐵路各子系統的專業設計要求，為高速鐵路設計的關鍵節點提供實踐化的解決方案。

2 標準定位

IRS60680作為UIC高速委員會系列標準之一，其內容的深度和廣度與我國高速鐵路設計標準有所不同。標準的具體定位如下。

2.1 非強制性的國際通用標準

IRS60680作為一本系統指導性的國際鐵路標準，其標準條文具有國際通用性與非強制性。在標準編制過程中給出世界高速鐵路的通用做法，但不做強制性推薦，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兼容互通性的關鍵技術標準。各國高速鐵路大部分采用標準軌距1 435 mm。”標準軌距的提出有利于世界鐵路系統的兼容互通性，但針對世界上少數不采用標準軌距的國家(如印度)，條文沒有強制要求“高速鐵路應使用標準軌距1 435 mm”。

2.2 綜合指導性的設計標準

高速鐵路設計系列國際標準注重以總體性的系統設計統籌專業設計，實現系統功能需求，是系統性、綜合性的設計標準。IRS60680給出了高速鐵路運輸對基礎設施的設計要求、基礎性的設計要素、關鍵性的設備配置等，從頂層層面規定了高速鐵路基礎設施設計的基本環節與一般過程。

2.3 總結各國最佳經驗的實踐性標準

IRS60680集合了世界主要高速鐵路國家在基礎設施設計方面的最佳實踐(best practice)和各國高速鐵路采用的技術指標，主要涵蓋了中國、日本、歐盟等國家地區的基礎設施設計規定。例如，在線路設計的主要技術指標中歐盟國家的取值主要參照了歐盟鐵路互通性技術規范(TSI)中的規定[9]，在路基設計的壓實標準中參照了日本鐵路的路基壓實標準等[10]。

3 標準主要內容

3.1 適用范圍

根據UIC對高速鐵路的定義以及高速鐵路設計系列標準的編制定位，IRS60680適用于列車運行速度不低于250 km/h、只運行客車的鐵路，對于有少量貨運需求的高速鐵路需根據具體情況進行設計。

標準基于實踐經驗，提出了高速鐵路基礎設施的主要設計要求和設計參數?？紤]到不同國家的技術發展情況，標準涉及的主要設計參數可根據具體情況適當調整。

3.2 主要內容

基礎設施標準包含總體設計、線路、路基、橋梁、隧道、軌道、車站、動車組運用檢修設施、維修設施、綜合防護、環境保護等設計內容，各專業內容架構保持高度一致性。以線路專業為例，主要內容包含以下方面。

(1)設計原則

參照中國高速鐵路線形設計標準，制定了高速鐵路線形設計的基本原則，對線路平縱斷面設計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施的設置等基本要素提出了設計原則。

(2)主要技術標準影響因素

以平面最小曲線半徑和最大坡度為例。

平面最小曲線半徑：按列車最高設計速度、高低速列車速差要求設計，同時滿足運營安全要求、適應地形條件，盡量減少工程量、便于養護維修。

最大坡度：根據地形條件、動車組制動性能、運行速度及養護維修要求確定。

(3)各國實踐經驗

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計值；日本新干線按不同線路給出了最小曲線半徑實設值，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(設計最高速度300 km/h)等。

最大坡度：根據各國經驗，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，但未納入個別突破常規的指標，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]。標準制定以各國建設經驗為基礎，提出技術合理、經濟可行、易于推廣的技術標準。

4 中國高速鐵路標準的納入

UIC國際標準長期以來一直由歐洲主導。中國自1999年成為UIC成員以來，參與編制的UIC標準只占UIC標準總數的6.7%。主動承擔UIC標準制定工作，有利于國際對中國鐵路標準的認可，推動中國鐵路的國際化進程[12-16]。中國高速鐵路在設計過程采用的標準內容系統細致，可操作性強，對工程建設和管理的指導性強。IRS60680以中國主持編制為契機，根據我國成功的實踐經驗，從3個層面納入了我國高速鐵路的先進技術內容。

4.1 直接納入的標準

對于我國高速鐵路建設中的科學先進內容，標準采用了直接納入的方式來體現中國標準。

高速鐵路設計是實現高速鐵路系統功能的基礎性工作。我國鐵路建設重視總體設計，為了在各設計階段統一標準、約束設計，提出了項目在預可研階段就要以系統優化的原則確定鐵路主要技術標準。主要技術標準的確定應綜合考慮運量、地形、安全、經濟和與既有線協調等諸多因素，是項目在路網中的作用、性質、運輸需求和功能定位的真實反映。合理選定主要技術標準是選擇線路方案的基礎，直接影響工程投資、項目影響區域的經濟發展及旅客出行等。

因此，在IRS60680的總體設計章節，依照我國TB10621-2014《高速鐵路設計規范》[17]中的設計經驗，提出了設計速度、正線數目、正線線間距、最小平面曲線半徑、最大坡度、到發線有效長度、調度指揮方式、列車運行控制方式及最小行車間隔等高速鐵路主要技術標準，將中國高速鐵路的系統設計思想納入總體設計章節，體現了中國高速鐵路的科學先進性。

4.2 以列舉各國經驗形式納入的標準

對于各國在實踐過程中有所差別的關鍵技術指標與設計過程，標準各章節均采用了列舉的方式納入中國標準。

4.3 融合世界不同標準時體現的中國標準

對于各國存在共性的技術內容，標準通過融合世界不同標準的方式納入中國標準。

動車組是高速鐵路運輸的載體，為保證動車組的良好狀態，應對動車組進行及時、定期的檢查檢修，以保障動車組列車高效、安全運營。針對動車組維修修程，我國分為例行檢查、重點檢查、重要部件(轉向架)分解檢修、系統全面分解檢修及整車全面分解檢修等5個級別，日本分為日檢、月檢、架修及大修4個級別，德國在N級修、S級修的基礎上又劃分為9個具體級別。各國修程有所區別，但其劃分標準均是針對車輛的自身特征，依據動車組累計運行時間或走行公里數提出。因此，IRS60680在動車組運用檢修設施章節中，綜合各國經驗納入的動車組檢修修程如下。

動車組檢修修程應根據各國運輸能力及檢修要求采取分級，依據動車組累計運行時間或走行公里可采用以下分級標準。

例行檢查，易損易耗部件的日常更換、調整和補充。

定期檢查，在例行檢查的基礎上對動車組所有設備進行性能試驗和安全性檢測。

在例行檢和定期檢的基礎上，進行動車組轉向架的檢修。

動車組主系統的分解檢修及試驗，必要時進行車體涂漆。

該規定提出了動車組檢修修程的分級依據，兼顧了中國、日本與德國的動車組檢修修程規定。我國第五級的整車全面分解檢修在實際運用中通常采用返廠修，不在動車段所中進行，因此在動車組運用檢修設施章節取消第五級修程。各修程的主要內容與我國修程保持了高度一致性。

5 結語

高速鐵路設計是一項復雜的系統工程。UIC國際標準IRS60680《高速鐵路設計—基礎設施》立足設計總體要求和技術要點，系統性地概括了世界高速鐵路的主要設計標準與實踐經驗。作為一本國際通用標準，IRS60680為各國高速鐵路設計實踐提供了重要參考，同時有助于新建高速鐵路國家地區了解和掌握高速鐵路基礎設施設計階段的世界先進經驗。

IRS60680的編制納入了中國先進的設計標準和設計思想，合理地將中國標準上升為國際標準。中國主持UIC國際標準的編制，有利于推廣中國高速鐵路的先進經驗，是我國鐵路建設、技術、裝備“走出去”的有效實踐。