论文标题： Construction management and technical innovation of the Beijing–Shanghai High Speed Railway
期刊： Frontiers of Engineering Management
作者：Chunfang LU
发表时间：15 Sep 2024
DOI： 10.1007/s42524-024-0309-1
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作者：卢春房
单位：中国工程院
引用：
Chunfang LU. Construction management and technical innovation of the Beijing–Shanghai High Speed Railway. Frontiers of Engineering Management, 2024, 11(3): 584–587 https://doi.org/10.1007/s42524-024-0309-1
文章链接：
https://journal.hep.com.cn/fem/EN/10.1007/s42524-024-0309-1
https://link.springer.com/article/10.1007/s42524-024-0309-1
图形摘要：
关键词：京沪高铁；工程建设；工程管理；技术创新
1. 工程概况
京沪高速铁路是新中国成立以来一次性投资规模最大的国家重大战略性交通工程，是当时世界上一次建成里程最长、技术标准最高的高速铁路。作为贯通华北、华东地区的高铁大动脉，京沪高速铁路不仅是我国客流量最大、最繁忙的高速铁路，也是世界客流量最大的高速铁路，更是世界上持续按350公里进行商业运营的高速铁路。
图1. 复兴号动车组在京沪高速铁路上行驶
京沪高速铁路起于北京南站，全线经过北京、河北、天津、山东、安徽、江苏、上海等四省三市，止于上海虹桥站，全长1318千米，设计速度和最高运营速度为350公里/小时（初期运营速度300公里/小时），最大坡度20‰，最小曲线半径7000米（困难条件下5500米），主要开行时速300公里和350公里两种速度等级的电动车组。京沪高速铁路2008年4月正式开工建设，2010年11月全线铺通，2011年6月30开通运营。
2. 京沪高速铁路关键技术创新
京沪高速铁路设计标准高、系统技术新、建设规模大、环保要求严，该项目建立了我国高速铁路理论体系，建成了高平顺和稳定可靠的基础设施，提升了重大技术装备水平，构建了建设管理和安全运营保障技术，形成了自主知识产权的技术标准，取得了一系列举世瞩目的重大技术创新成果。
2.1 京沪高速铁路基础设施建设关键技术
京沪高速铁路突破了复杂工程环境下高速铁路基础设施建设关键技术，形成了时速350公里高速铁路建造标准体系和成套技术。
1）路基技术方面，创新了复杂工程环境下高速铁路路基刚性桩复合地基成套技术，针对路基地段地质条件复杂、沉降控制标准高、线状柔性荷载的特点，提出了刚性桩加固地基和沉降控制设计方法；研发应用了埋入式U 型结构、桩板、桩网、桩筏、载体桩等多种基础结构，解决了各种环境条件下深厚软弱土地区无砟轨道路基工后沉降及动力稳定性技术难题；提出了通过调整桩型和设计参数控制变形的调平设计方法，解决了铁路大型站场路基沉降协调控制技术难题。
2）轨道技术方面，创新了高速铁路超长高架桥上无砟轨道无缝线路建造技术，建立了超长、大跨桥梁无砟轨道无缝线路的计算理论与设计方法，解决了高速铁路超长高架线路上桥梁-无砟轨道-无缝线路的变形协调性难题；建立了高速车辆-道岔-纵连无砟轨道-桥梁系统动力学理论，研发了无砟道岔区轨道和桥梁新结构；研发了检验、监测技术，构建了超长高架桥上无砟轨道无缝线路的设计、铺设、检测和评估方法体系。在165km 超长桥梁和180m 大跨桥梁上铺设了无砟轨道和无缝线路。
3）桥梁技术方面，创新了系列高速铁路复杂结构桥梁建造技术，首创高速、深水、大跨、六线轨道大胜关长江大桥建造技术，首创主跨2×336m双连拱三主桁与整体钢桥面称重的板桁组合新结构，形成三片或多片桁架结构式主梁技术，研发应用了Q420qE新型桥梁钢，填补了高强度厚板桥梁结构钢空白，攻克了大跨度桥梁承载六线重荷载、控制高速行车结构变型的关键视乎难题，首创了多重拉索主动控制调整双连拱安装合龙施工新技术，成功建成世界上最大跨度的高速铁路桥梁；
4）隧道技术方面，大量采用微气压波缓冲措施，有效缓解列车通过隧道时产生的微气压波对周围环境的影响；
5）电气化技术方面，建立高速铁路接触网计算和牵引供电系统全动态仿真平台，研发高速铁路接触网大张力悬挂体系，研发铬锆铜三元合金高强高导接触线填补国内空白，达到世界领先水平；
6）综合交通枢纽规划与设计技术方面，融合城市与铁路总体规划，提出“客内货外、客货分线”的铁路枢纽规划原则和多个分工明确且有机衔接的客运站共同承担客运的客站布局原则。针对多线引入的大型客运站，提出分线分场布置的原则，构建车站设计分析模型，研发列车作业动态仿真软件，系统地分析计算和评估车站作业能力与效率，合理确定了车站规模和咽喉区布置。构建了多种交通方式高效协调运行的大型综合交通枢纽技术，设计建造了天津西、济南西、南京南、上海虹桥等多座具有世界先进水平的大型客运站和综合交通枢纽。
2.2 京沪高速铁路高速列车关键技术
京沪高速铁路突破了高速列车关键技术，提出高速铁路车-线-网-气流耦合的大系统动力学理论，建立了高速列车耦合分析动力学完整模型，实现了高速列车及其运行环境耦合的全息空间动力学仿真分析和列车-气流耦合动力学的高效计算，为高速列车系统性能设计提供了理论基础。搭建了600km/h 高速列车运行模拟试验台，攻克了380km/h 高速轮轨关键技术，转向架临界速度达到了550km/h；搭建了500km/h 高速列车动模型试验台，通过空气动力学仿真计算、风洞和动模型实验，优化了整车气动外型，解决了气动升力、侧向力、隧道效应、高速交会带来的技术难题，头车气动阻力减小8%以上；提出了基于受电弓主动控制模式下弓网接触力随速度变化的回归公式，并应用于受电弓主动控制策略，系统解决了双弓稳定受流难题。
率先投入运营了拥有完全自主知识产权和世界先进水平的时速350公里复兴号中国标准动车组，成功通过了综合试验段380km/h—420km/h逐级提速试验验证，实现了京沪高铁长距离高速度稳定运营，构建了整车设计—制造—验证—评估—优化成套技术，提升了我国铁路装备制造业的整体水平，形成了高速列车成套技术标准。
创新了高速铁路CTCS-3级列控系统技术，创新了多制式列控系统兼容技术、基于GSM-R 车地双向通信集成技术，实现了路网互联互通；提出了适应高速切换的无线网络优化方法、动态仿真测试方法，攻克了高速列车动态控制曲线模型、多条并线铁路无线冗余覆盖、与其他等级线路互联互通等关键技术难题，满足了动车组列车时速350公里、最小追踪间隔3分钟的安全运行要求，研制了列控系统核心装备和软件，建立了设计—制造—集成及评估技术体系，实现了中国列控系统设备产业化。
京沪高速铁路创新了轨道、接触网、通信、信号、车辆动力学等检测验证试验技术，开展了京沪高铁时速350~385公里持续运行全面系统检测验证试验，形成了高速铁路检测验证技术规范；开展了时速380公里等级的高速铁路综合试验，研究探索了时速380—420公里无砟轨道结构、路基、桥梁结构动力性能以及动车组隧道交会空气动力学效应等变化规律，揭示了轮轨、弓网、车—线—桥耦合关系，验证了土建工程、动车组、牵引供电、通信信号灯各系统的高速适应性，双弓受流16辆编组CRH380动车组在京沪高铁综合试验段最高试验时速达到486.1公里，创世界运营铁路试验速度的新纪录。
3. 京沪高速铁路项目管理创新
京沪高速铁路是一项巨大的系统工程，工程建设组织的系统性、复杂性非常强，管理难度非常大，建设中涉及土地征用、房屋拆迁、环境保护、陆地关系，需要大量的配合与协调。为加强统一指挥， 国务院 成立京沪高速铁路建设领导小组，十六个国家部委和北京、天津等七省市为成员单位，在领导小组指导下，铁道部 党组 统筹部署、精心组织，高质量推进工程建设。铁道部组建京沪高速铁路股份有限公司作为项目法人，坚持重大问题决策严格履行程序，保证决策高效和依法合规，充分发挥了建设主体作用。同时，成立京沪高速铁路建设总指挥部，与京沪高速铁路股份有限公司一个机构两块牌子，动员全路各部门开展建设组织管理工作。
京沪高速铁路创新了高速铁路建设管理模式。工程建设过程中，铁道部瞄准世界一流标准，创新了系统组织、协同推进、标准化管理的高速铁路建设科学管理模式，科学设立了质量、安全、工期、投资、环保、稳定“六位一体”的目标控制体系，系统形成了以管理制度、人员配备、现场管理、过程控制标准化为基本内涵，以技术、管理、作业标准和流程管理为基本依据，以机械化、工厂化、专业化、信息化为支撑手段的标准化管理体系，确保了工程建设科学有序、优质高效推进，成为我国铁路建设的基本模式，引领了大规模、高标准高速铁路网建设与运营管理技术的发展。标准化管理体系涉及工程管理的方方面面。
质量管理方面，对每一项工程管理、施工作业进行有效控制，兼顾质量意识、质量行为和实体工程质量，严格规范施工工艺和作业流程，工程验收合格率和工程质量检验合格率均达到了100%，成为我国铁路建设的“精品工程”。
安全管理方面，通过借鉴OSHMS和HSE两大国际安全管理体系，结合工程建设特点，形成了思想、技术、经济、组织和风险控制为主要核心的安全保障体系，“安全第一”的建设理念被参建各方融入工程建设管过程。
工期管理方面，充分考虑铺轨架梁和联调联试两条主线，构建了以组织协调、资源配置、技术方案为核心的工期管理体系，最终实现用时3年半建成，比国家批复的5年工期提前了1年半，创造了铁路建设史上的“中国速度”。
投资控制方面，坚持全方位、全过程、向管理要效益的投资控制理念，形成了开工预算、全程跟踪、全面管控、竣工决算为主要内容的投资控制管理体系，规范了工程建设投资的管理行为。
环境保护方面，以落实严格环保措施、节约土地资源、控制环境污染、创建和谐环境为目标，构建环保管理体系，做到环境保护工作与主体工程同设计、同施工、同验收，实现了“零污染”。
稳定工作方面，对内部职工和农民工制定了完善的用工管理制度，对劳务人员进行精细化管理，尊重施工沿线 宗教 信仰和民情风俗，依法开展征地拆迁，与地方各级政府建立良好的协调机制，妥善解决了沿线群众受损补偿等敏感问题。
4. 结论
京沪高速铁路是中国高铁建设的标志性工程，它成功构建了我国高速铁路技术创新平台和工程建设与运营管理示范平台，有力充实和完善了我国高铁成套技术体系、装备体系和标准体系，使中国高铁的自主创新能力迈上了一个新的高度。高质量的工程建设为京沪高速铁路的安全高效运营提供了强有力的保障，京沪高速铁路开通运营十多年来，客流不断增长，服务水平不断提高，安全正点，效益良好，树立了世界高铁商业化运营的新标杆。
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参考文献
LuC (2019). Quality System Management for High-speed Railway Engineering. Beijing China Railway Publishing House (in Chinese)
“Summary of the construction of the Beijing–Shanghai high-speed railway” Writing Team (2014). Summary of the Construction of the Beijing–Shanghai High-speed Railway: Construction volume. Beijing: China Railway Publishing House (in Chinese)
“Summary of the construction of the Beijing–Shanghai high-speed railway” Writing Team (2014). Summary of the Construction of the Beijing–Shanghai High-speed Railway: Decision-making Volume. Beijing: China Railway Publishing House (in Chinese)
“Summary of the construction of the Beijing–Shanghai high-speed railway” Writing Team (2014). Summary of the Construction of the Beijing–Shanghai High-speed Railway: Technical volume (Volume I). Beijing: China Railway Publishing House (in Chinese)
“Summary of the construction of the Beijing–Shanghai high-speed railway” Writing Team (2014). Summary of the Construction of the Beijing–Shanghai High-speed Railway: Technical volume (Volume II). Beijing: China Railway Publishing House (in Chinese)
“Summary of the construction of the Beijing–Shanghai high-speed railway” Writing Team (2022). Collection of academic papers on the 10th anniversary of the operation of the Beijing–Shanghai high-speed rail. Beijing: China Railway Publishing House (in Chinese)
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