根据《铁道部“十一五”规划》到2010年，中国将建设客运专线7000公里，初步形成以客运专线为骨干，连接全国主要大中城市的快速客运网络。随着客运专线的“四通八达”，中国铁路技术装备基本实现现代化，特别是客运专线建设技术方面取得了重大突破。在轨下基础工程工后沉降控制、大断面桥梁隧道设计施工、大吨位桥梁研制应用、轨道系统产业化等方面成果显著，并系统掌握了无砟轨道设计与施工的关键技术。在铁路第六次大面积提速调图中，中国铁路部门以掌握核心技术为目标，积极推进原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新，大力推进自主创新战略，在高速动车组关键技术等8个方面共取得技术创新成果26项，掌握了既有线时速200公里及以上提速改造成套技术。在工务工程主要技术方面，中国铁路首次在既有提速干线大面积使用了自主研发的PD3钢轨、重型轨枕、18号有砟道岔等新装备新技术。中国铁路的发展，为世界铁路技术进步注入了新的生机与活力，也为世界各国铁路企业参与中国铁路建设提供了广阔的空间。
     近年来，按照国家的《中长期铁路网规划》，中国铁路确定了快速扩充运输能力、快速提升技术装备水平的发展思路。依靠科学技术的进步，铁道部开展大规模高标准铁路建设，强化既有线技改扩能，推进技术创新、管理创新，提高了运输经营水平和普遍服务质量，向世人展示了中国铁路建设发展的巨大成就和美好前景。在此大背景下，本着为实现中国铁路发展的战略目标贡献更多的智慧和力量，一些专家和学者就业界人士所关注的“既有线提速与高速铁路工务工程技术的创新发展”等方面的最新进展，介绍了相关情况并发表了见解。
推进科技创新  既有线提速步入世界先进水平
2007年4月18日，中国铁路实施第六次大面积提速调图，在京哈线、京沪线、京广线、陇海线、沪昆线、胶济线等既有干线，实施时速200公里的提速，有条件的线路列车运行时速可达250公里。这是中国也是世界既有线铁路的极限提速，标志着中国铁路已正式跨入既有线提速的世界先进水平。
    随着铁路六次大面积提速调图的顺利实施，以及铁路生产力布局调整、内涵扩大再生产的逐步深化，铁路行车速度、运输组织、运输装备发生了翻天覆地的变化。
    范钦爱（济南铁路局副局长）：为适应第六次大提速的需要，我国铁路通过自主创新，研制了一批适合于提速线路的工务产品，并结合提速改造工程和提速安全标准线建设，对提速线路进行了强化和改造，采取的主要措施有：（1）提速干线上全部更换为PD3钢轨和超长无缝线路；（2）在时速200公里及以上地段全部更换为Ⅲ 型轨枕；（3）提速线路全部换铺了一级道碴；（4）提速区段全部更换 为我国自主研发的提速道岔；（5）对桥隧设备进行了加固改造；（6）对小半径曲线进行了改造；（7）提速线路全部实现了全立交、全封闭，基本建成了内灌外乔绿化林带。通过一系列的提速改造，可以说，我国的提速线路技术水平从硬件        条件上已达到了世界先进水平，基本满足了提速200km/h及以上的安全平稳和舒适度要求。
铁路第六次提速改造要求列车时速达到200公里，按设计要求，时速200公里的铁路最小线间距为4.4米。既有双线铁路桥线间距一般为4.0米，因此，加宽双线桥梁的线间距成为铁路第六次提速工程实施中的控制性工程之一。
    李光耀（北京铁路局工务处副处长、高级工程师）：在繁忙干线实施大桥梁体整桥横移是六次提速改造施工中的新课题。北京铁路局在第六次提速中承担着京广、京沪四区段321.4公里的改造任务，线间距加宽涉及的桥梁共计42座/145孔，其中大桥5座/61孔，最长的一座20孔，全长410米。而这些桥的改造工期要求仅8个月，工期紧、任务重，加宽改造方案的选择非常关键。
    加宽桥梁线间距有两种方案：一是移位改建新桥；二是加宽桥梁墩台后移梁。移位改建新桥，可谓“一劳永逸”，但移位改变原桥区段内的线路平面后，受桥位处线路走向、车站等地理条件制约，影响面大，造成工程投资巨大、废弃工程多。同时改建施工对运输的影响大，慢行时间长，在既有的允许慢行附加时分内，难以同时完成多座桥的改造。先加宽桥梁墩台后移梁，投资少，无废弃工程,慢行时间短，对运输影响小，在总工期的控制上能满足要求，但移梁施工没有经验，大桥的移梁施工更无先例。故大桥梁体的整体横移成为我们攻关的课题。如何合理利用现有有限的运输资源----天窗，最大限度地减少对运输的影响，在一个天窗点内实现大桥整桥梁体的同步横移成为我们追求的目标。整桥梁体横移是在不拆除、不分孔断开桥上线路，保持道床结构状态的情况下，利用一次天窗点（封锁点），将整桥一行多孔梁体同步横移到位，同时桥上其它附属结构物同步到位，天窗点后能正常放行列车的施工方法，实现在有限的时间内一次移梁加宽桥梁线间距的目的。
    钢轨是轨道结构的重要部件，钢轨质量的优劣直接关系到铁路运营的安全与效率。既有线提速以及客运专线的建设，钢轨技术是关健之一。
    周清跃（铁道科学研究院研发中心研究员）：铁路实施第六次大提速后，列车行车速度快，对旅客运输的舒适度要求高，对轨道的可靠性和平顺性提出更高的要求。为满足提速线路对钢轨的要求，在提速线路上使用的钢轨必须具有高的平直度和几何尺寸精度、高的安全性和高的抗疲劳性能，同时考虑到提速线路为客货混线，还要求钢轨具有足够的强度和良好的韧塑性能。高的安全性不仅反映在要求钢质洁净、表面无缺陷、低的轨底残余拉应力、优良的韧塑性及焊接性能等方面，还反映在便于生产、质量稳定和高可靠等方面。
为了满足生产客运专线钢轨的需要，使生产的钢轨达到铁道部颁布的技术条件的要求，国内钢厂纷纷投巨资（20亿～30亿人民币）进行钢轨生产的现代化技术改造。将传统落后的模铸、孔型法生产设备和工艺，改为连铸（包括炉外精炼、真空脱气、大方坯连铸）、万能轧制（包括步进式加热炉、多级除鳞、钢轨热预弯等）生产设备和工艺、并采用平立复合矫直、长尺精加工以及采用集中检测（包括激光平直度在线检测、超声波探伤、涡流探伤等）等技术，从而使钢轨生产实现了“精炼”、“精轧”、“精整”和“长尺化”。技术改造后我国钢轨生产设备和工艺达到了国际先进水平，为我国高速铁路钢轨的国产化奠定了坚实的基础，也及时为提速线路区段提供了高性能的钢轨。
    整桥梁体横移技术在第六次提速改造桥梁线间距加宽施工中的成功实施，攻克了第六次铁路提速设备改造中的技术难关，解决了控制总工期的关键项目，为第六次大面积提速如期实施创造了条件。
    李光耀：2005年10月23日，京广线189号桥首座9孔140m大桥移梁施工，通过移梁技术装备的投入使用，起到非常明显的效果，整个移梁施工在170分钟天窗点内完成。10月31日京广线52号桥在215分钟内，一行20孔410m大桥梁体横移1.0m到位，创下了移梁孔数最多的记录。12月1日京广线35号桥12孔250m钢梁大桥横移1.0m准确到位。大桥整桥梁体横移的成功实施，检验了全套整桥梁体横移技术装备的可靠性，施工工艺的完整性和严密性。整桥梁体横移技术适用于既有线扩大线间距的移梁施工，能确保移梁施工在一个天窗点内完成。
    整桥梁体横移技术在第六次提速改造桥梁线间距加宽施工中的成功实施，攻克了第六次铁路提速设备改造中的技术难关，解决了控制总工期的关键项目，为第六次大面积提速如期实施创造了条件。该技术的应用，在北京局管内京广线减少慢行时间110天，180分钟天窗75个；以京广线52号桥为例，与以往的便线移梁相比，节约工程投资2200余万元；为第六次提速工程顺利完成提供了有力的保障，对全路既有线桥梁横移工程的安全、高效实施具有很高的指导作用，填补了在既有线上进行双线桥线间距加宽技术的空白。技术成果鉴定意见认为，达到国际先进水平，在路内具有广阔的推广应用前景。
    现在国内钢厂采用万能轧机轧制后，国内试生产的客运专线钢轨无论是在内部质量还是在外观质量上，均有了大幅度的提高，已经不比进口钢轨差。
    周清跃：我国曾于2001年从法国进口约8000t高速铁路用钢轨铺设在秦沈客运专线上。铁道科学研究院专门对其性能进行了检验。当时用于秦沈客运专线的国产钢轨由于没有采用万能轧机轧制，钢轨的几何尺寸、平直度及表面质量与进口法国钢轨存在较大的差距。现在国内钢厂采用万能轧机轧制后，国内试生产的客运专线钢轨无论是在内部质量还是在外观质量上，均有了大幅度的提高，已经不比进口钢轨差。
2006年7月，意大利有关方面对其生产使用的高速铁路钢轨和我国提供的攀钢产U71Mn(k)钢轨进行各项理化性能检验（包括化学成分分析、拉伸、硬度试验、显微组织、淬透性试验、断裂力学试验、低周疲劳试验、旋转弯曲疲劳试验、裂纹扩展速率试验，系列冲击试验等），得到的结论为：在力学性能、疲劳和塑性方面，意大利高速铁路用钢轨（UIC900A）和我国U71Mn(k)钢轨非常相近，但在以下方面我国钢轨的性能更胜一筹：（1）我国钢轨具有更高的循环屈服强度和较低的循环软化效应；（2）我国钢轨具有更好的塑性（A%和Z%），因此具有更高的抵抗滚动接触疲劳性能。由此可见，我国研制的客运专线钢轨实物质量已经达到了世界先进水平。
    为掌握提速改造和时速200公里区段运营管理等关键技术问题，济南铁路局开展了“提速200km/h改造评估和线路维护技术研究”、“胶济线200km/h行车组织办法研究”和“应用CTC控制的200Km/h提速线路运输组织研究”等铁道部重点课题的研究开发。
    孙韶峰（济南铁路局副局长兼总工程师）：为掌握提速改造和时速200公里区段运营管理等关键技术问题，我局开展了“提速200km/h改造评估和线路维护技术研究”、“胶济线200km/h行车组织办法研究”和“应用CTC控制的200Km/h提速线路运输组织研究”等铁道部重点课题的研究开发。在铁道部的领导下，完成了一系列动车组综合试验和时速200～250公里列控系统试验，取得多项技术创新成果。
    2006年9月29日，刘志军部长在既有线时速200公里提速改造(胶济)现场会上指出：胶济线建成第六次大面积提速改造示范性工程的主要标志是：线路基础达到时速200公里提速要求，技术装备达到世界铁路先进水平，初步形成时速200公里铁路技术标准体系，积累了既有线时速200公里提速改造的建设管理经验，对时速200公里铁路运营管理模式进行了全面探索。胶济线提速改造达到世界铁路既有线提速时速200公里最高目标值，标志着我国系统掌握了既有线时速200公里提速的成套技术，跨入了世界铁路既有线提速先进行列。
潜心研究   中国客专基础设备创新技术硕果累累
    在软土地基上修筑客运专线，由于软土地基强度低，变性大且持续时间长，不仅要保证其稳定性，还要对其变形、工后沉降进行严格控制，对地基采取相应的处理措施。软土路基的沉降及稳定控制是客运专线路基建造的关键技术之一。
    顾湘生（铁道第四勘察设计院副总工程师）：自1964年日本建成世界第一条高速铁路——东海道新干线以时速210公里的最大速度开始运行以来，世界各国相继开展了高速铁路的建设。根据国务院批准的《中长期铁路网规划》，我国在未来5～10年将修建近万公里客运专线，其中，郑西客运专线、武广客运专线、京津城际轨道交通、哈大客运专线等已开工建设，2020 年以前我国还将建成京沪高速铁路、沪杭客运专线、京哈客运专线、徐兰客运专及杭长客运专线等。路基作为轨道的基础，是保证列车高速、安全、舒适、平顺运行的前提条件。在软土地基上修筑客运专线，由于软土地基强度低，变性大且持续时间长,不仅要保证其稳定性，还要对其变形、工后沉降进行严格控制，对地基采取相应的处理措施。软土路基的沉降及稳定控制是客运专线路基建造的关键技术之一。
    为解决郑州至西安铁路客运专线路基工程的湿陷性黄土地基处理难题，铁道部组织开展了湿陷性黄土场地浸水试验、路基桩板结构试验研究，并对实体路基的地基分别采用预钻孔柱锤冲扩水泥土挤密桩、沉管水泥土挤密桩、强夯处理措施的效果进行了对比试验研究。
    王应铭（铁道第一勘察设计院地路处高工,副总工程师）：新建铁路郑州至西安客运专线是我国，也是世界上在黄土地区修建的第一条客运专线。线路经过河南、陕西两省，正线全长约460公里，湿陷性黄土是该线遇到的主要特殊工程地质问题，湿陷性黄土在全线均有分布，其湿陷程度从轻微（Ⅰ级）到很严重（Ⅳ级），涵盖了我国湿陷性黄土的全部类型。由于全线铺设无碴轨道对路基工后沉降的严格要求，因此湿陷性黄土路基地基处理是全线工程建设的关键。为解决湿陷性黄土问题，铁道部决定开展了“郑西客运专线湿陷性黄土路基关键技术研究”、“郑西客运专线路基桩板结构试验研究”等研究工作。
    时速350公里高速铁路是现代铁路科学技术进步的突出标志，它不仅在机车牵引方式、轻型高速车辆、运行控制指挥自动化和制动系统等机电设备方面产生质的飞跃，而且集中体现在铁路轨道结构系统状态集合（几何状态平顺性和刚度均匀性）的最优化，其中实现无缝线路最大限度的延长，解决无缝线路通过桥梁、隧道、路基和车站的连续铺设，最能彰显铁路轨道技术装备水平的提升。
    卢耀荣（铁道科学研究院研究员）：我国幅员辽阔、东西南北气候差异很大，铁路运输任务繁重，为适应列车提速和运量不断增加的要求，长期来，我国铁路致力于扩大无缝线路铺设范围的研究和应用，取得突破，现有无缝线路总长42473km，占营业线路里程56.63％,已铺无缝线路地区最大轨温幅度102℃，线路最大坡度33.3‰,线路最小曲线半径300m ，尤其在桥上无缝线路和无缝道岔的试验研究方面卓有成效。虽然在既有无缝线路上列车运行的最高速度仅为250km/h，但对解决时速350公里高速铁路无缝线路的关键技术─—桥上无缝线路梁轨互制的计算分析、无缝道岔焊联锁定的结构计算，无缝线路新结构（无碴轨道无缝线路和无缝道岔）稳定性的检算，以及相配套的轨道结构的研究和开发，已有技术储备。
    严寒酷暑季节无缝线路承受巨大温度力的作用，有关结构计算的内容与温度力密切相关，我国无缝线路计算理论和与之配套的轨道结构装备经过长期研究，并成功应用于各种气候、地形条件、各种结构复杂的桥梁及无缝道岔的设计，经受了重载运输和列车提速的考验。因此，只要在原有基础上针对高速铁路运输条件作必要的补充试验，则可用于时速350公里高速铁路的设计。我国无缝线路计算理论和技术装备是在应用中得到发展，深信通过时速350公里高速铁路的实践，进一步改进完善，并吸取国外成功经验，定能提高到更高水平。高速铁路大量采用无砟轨道、无缝道岔等新型轨道结构，传统的无缝线路稳定性检算应增添新的内容，这既是保障高速列车运营安全的需要，又是在新的运输条件下无缝线路稳定性研究的新发展。
    国外无砟轨道客运专线铁路软弱土地基大都采用了以刚性桩复合地基为主的处理措施，只是在工期较长线路（法国地中海线）的少数段落采用了少量的排水固结法处理。目前，中国客运专线铁路（尤其是无碴轨道）软土地基大都采用了以柔性、刚性桩复合地基为主的处理措施。
    顾湘生：工后沉降是指路基建成、铺轨完成（交付运营）后，路基产生的沉降量，也称为“残余沉降量”。路基工后沉降一般由路基填土压密沉降和地基在路堤自重及上部建筑作用下产生的残余沉降组成。路基填土压密沉降与路堤填料和压实质量有密切关系。主要通过填料、压实度来控制。工程实践表明，绝对消除工后沉降是非常困难的。比较可行的办法是将工后沉降量控制在允许范围之内，最大限度地减少对客运专线运营的影响。我国相关规范规定有砟轨道路基工后沉降量不应大于5cm，沉降速率应小于2cm/年。国外高速铁路建设实践经验表明：如此高的工后沉降控制标准，路基等土建工程必须按“沉降控制”的土工构筑物进行设计与修建。所谓按沉降控制设计是指以建筑物或构筑物的沉降量作为控制目标，在正常使用状态下，对地基结构体系进行设计计算的理论和方法。
    自上世纪60年代开始，世界上很多国家在强化有砟轨道的同时，相继研发了以“高平顺性”和“少维修”为主要目标的多种型式无砟轨道结构，通过技术经济性的不断完善，无砟轨道结构在高速客运专线上的推广应用范围愈来愈广。
    江成（铁道科学研究院 铁建所副所长）：随着列车速度的不断提高，有砟轨道面临严峻的挑战，道砟粉化及道床累积变形的速率随之加快，必须通过一系列轨道结构强化措施（诸如：铺设重型钢轨、重型轨枕、弹性扣件、 无缝线路、优质道砟，优化道床尺寸，铺设砟下胶垫、枕下胶垫等），来满足高速铁路对线路的高平顺性、稳定性、减少频繁线路维修工作的要求。自上世纪60年代开始，世界上很多国家在强化有砟轨道的同时，相继研发了以“高平顺性”和“少维修”为主要目标的多种型式无砟轨道结构，通过技术经济性的不断完善，无砟轨道结构在高速客运专线上的推广应用范围愈来愈广，日本、德国、韩国、我国台湾等后期修建的客运专线铁路无砟轨道所占比例均在90%以上。
    高速铁路无砟轨道运营实践表明，多种无砟轨道结构型式均能满足高速线路平顺性、稳定性、耐久性和列车运行安全性和舒适性的要求。由于国情路情、研发机制的不同，各国根据线下结构物（桥梁、隧道和路基等）的情况、地质地形条件、气候条件，考虑结构的安全可靠性、工程材料的耐久性、与线下工程的适应性、制造施工费用和难易程度、经济性、减振降噪性能、可维护性等多方面进行综合技术经济性分析，确定合理的无砟轨道结构型式。
    近几年来，中国多条客运专线开工建设，桥梁是铁路客运专线重要工程结构，对于客运专线列车运行的平稳性、旅客乘坐舒适性和安全性具有重要影响。
    高宗余（中铁大桥勘测设计院总工程师）：上世纪90年代以来，我国一直在进行高速铁路大跨度桥梁的研究设计工作。近几年，随着我国多条客运专线开工建设，桥梁是铁路客运专线重要工程结构，对于客运专线列车运行的平稳性、旅客乘坐舒适性和安全性具有重要影响。目前，多座客运专线大跨度桥梁正在设计或建造之中。客运专线大跨度桥梁，除必须满足传统的强度要求外，首要考虑的是需要更大的刚度和更高的耐久性，桥梁需要具有良好的横向、竖向刚度、扭转刚度及较小的梁端转角。钢桁梁结构是铁路大跨度桥梁最常采用的结构形式，为了满足高速行车的要求，必须进行技术创新，因此在几座大桥（如武汉天兴洲公铁两用长江大桥、南京大胜关长江大桥、郑州黄河公铁两用大桥、京沪高速铁路济南黄河大桥等）的设计中采用了大量的新材料、新结构、新设备、新工艺。
    由于国情、路情的不同，国外无砟轨道引进技术在我国客运专线应用过程中存在一些适应性问题。为此，我国铁路在前期研究成果和消化吸收无砟轨道引进技术的基础上，针对我国国情和客运专线具体条件，2006年开始系统开展无砟轨道技术再创新工作。
    江成：时速350公里客运专线无砟轨道技术是一个系统工程，涉及到轨道、桥梁、隧道、路基、工程材料、环保、信号、牵引供电等多专业、多部门之间的协调配合。只有通过工程建设前的系统设计，明确各专业间的接口关系；制订详细的设计技术标准、工艺细则和操作规程；加强制造和施工过程中的各工序质量过程控制、监督和验收，才能确保客运专线无砟轨道线路的高平顺性、稳定性和长期耐久性，实现高速列车的安全、舒适运行。
    与先进国家相比，我国针对高速客运专线无砟轨道的试验研究起步相对较晚，为满足我国客运专线的建设需要，2005年我国全面引进了国外无砟轨道先进技术，针对京津城际轨道交通、武广和郑西客运专线建设，分别引进了德国Bogl板式、Rheda2000、Züblin型和日本新干线板式轨道的设计、制造、施工、检测和养护维修等成套技术。由于国情、路情的不同，国外无砟轨道引进技术在我国客运专线应用过程中存在一些适应性问题。为此，我国铁路在前期研究成果和消化吸收无砟轨道引进技术的基础上，针对我国国情和客运专线具体条件，2006年开始系统开展无砟轨道技术再创新工作。
    2005年6月，铁道部成立了产、学、研、用相结合的道岔联合研制组，通过原始创新，自行研发生产时速250公里道岔，着力打造中国铁路道岔品牌，实现中国铁路道岔研究、设计、制造技术的新飞跃，这是铁道部实施自主创新战略举措的一项重要步骤。
    王平（西南交通大学教授）：目前国内道岔整体技术水平与建设世界一流客运专线的要求尚有差距，为保证我国客运专线的建设成功，及在第六次大提速中能在有条件地段实现250km/h，2005年6月，铁道部成立了产、学、研、用相结合的道岔联合研制组，通过原始创新，自行研发生产时速250公里道岔，着力打造中国铁路道岔品牌，实现中国铁路道岔研究、设计、制造技术的新飞跃，这是铁道部实施自主创新战略举措的一项重要步骤。联合课题组先后攻克了时速250公里18号客运专线道岔理论研究、系统设计、结构比选、标准制定、厂内试制、组装验收、现场铺设、动力试验等一道道难题，2006年12月通过了铁道部科学技术司组织的技术评审，2007年在京沪线、京广线、胶济线共铺设了61组，在600多公里范围内实现了时速250的提速改造。该道岔在理论研究、结构设计等方面取得了重大突破，是具有自主知识产权的重大科技创新成果。实践证明，其性能达到世界同类产品先进水平，为进一步研发我国铁路时速350公里的新型道岔积累了宝贵经验。
我们在沪宁线、郑武线、胶济线时速250km提速区段上道使用了61组，现场反映该道岔的使用情况良好，养护维修工作量很少。将在福厦、甬台温、温福、武合、石太、广珠等客运专线上推广应用。可为上述新线建设节约投资近6亿元。为我国提速道岔的升级换代及350km/h高速道岔的研制奠定了基础，创造了中国道岔品牌 。

近年来，中国铁路取得的成就让世界铁路“刮目相看”。如今，中国已初步建立起具有中国特色的客运专线技术标准体系。目前，客运专线、京沪高速铁路主要技术标准已经发布了62项，在编25项，通用设计参考图已经发布了100余项，技术标准内容包括勘察、设计、产品制造、施工、监理、验收以及运营管理等成套技术。10多年来，尤其是铁路大提速的近5年，堪称是一部中国铁路的创新发展史。特别在全国铁路第六次大提速中，时速超过200公里的动车组投入运用，这标志着中国铁路既有线提速水平已经跻身世界先进行列。