行業(yè)資訊
鐵路工程建設(shè)設(shè)計全過程
中國鐵路需要大發(fā)展
?。常澳昵?,國外高速列車時速達(dá)300公里以上,而我國鐵路旅客列車平均技術(shù)時速僅為54公里,旅行時速更低,只有43公里。中國鐵路需要大發(fā)展,列車速度需要大提高--這就是中國高速鐵路之夢的起點。
?。玻埃埃茨辏瑖鴦?wù)院批準(zhǔn)的《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》提出,在本世紀(jì)前20年,建設(shè)客運專線1.2萬公里以上,客車速度目標(biāo)值達(dá)到每小時200公里及以上。按照國際鐵路聯(lián)盟的標(biāo)準(zhǔn),運營時速200公里以上的客運專線就是高速鐵路。
?。玻埃埃的辏吩拢慈?,京津城際鐵路開工動員大會在北京與天津的交界處舉行,標(biāo)志著中國第一條城際高速鐵路正式開工建設(shè)。
京津城際鐵路由北京南站東端引出,沿既有京山鐵路線南側(cè)向東,過亦莊工業(yè)園區(qū)、永樂新城至天津楊村后,再沿既有京山線北側(cè)至天津站,全長120公里,近期設(shè)北京南、亦莊、武清、天津4個車站,預(yù)留永樂站。同時本線預(yù)留了至首都國際機(jī)場、天津西站和塘沽方向(天津濱海國際機(jī)場)的出線條件。由鐵道部、天津市、北京市、中海油共同投資。
新落成的北京南站將容納包括京滬高鐵、京津城際列車在內(nèi)的24條到發(fā)線。
高新技術(shù)的系統(tǒng)集成
高速鐵路是高新技術(shù)的系統(tǒng)集成,是國家科技實力的集中體現(xiàn)。
作為我國客運專線建設(shè)的示范性工程和京滬高速鐵路的獨立綜合試驗段,京津城際鐵路開工建設(shè)以來,在系統(tǒng)總結(jié)秦沈客運專線基礎(chǔ)工程、遂渝線無砟軌道綜合試驗段、第六次大提速時速250公里線路等研究試驗技術(shù)成果的基礎(chǔ)上,解決了我國高速鐵路路基、橋梁、無砟軌道、測量控制、環(huán)境保護(hù)、減震降噪等重大關(guān)鍵技術(shù)問題,為我國高速鐵路建設(shè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展積累了寶貴經(jīng)驗。
在耐久性設(shè)計技術(shù)方面,京津城際鐵路以生命周期的理念進(jìn)行設(shè)計,橋梁主體結(jié)構(gòu)使用壽命100年,無砟軌道使用壽命60年,減少了綜合維護(hù)成本。
在景觀設(shè)計和環(huán)境保護(hù)技術(shù)方面,全線橋梁的橋墩、橋梁,站房、站區(qū)等均進(jìn)行了景觀設(shè)計,與周圍環(huán)境融為一體,是環(huán)境友好型工程;應(yīng)用了環(huán)境保護(hù)和減振降噪技術(shù),對沿線環(huán)境敏感點采取適當(dāng)?shù)穆暺琳洗胧?,滿足了環(huán)保要求。
在路基設(shè)計施工技術(shù)方面,采用了軟土、松軟土地區(qū)路基設(shè)計和施工技術(shù),通過實施沉降變形觀測與評估等技術(shù)措施,有效控制了工后沉降。
在橋梁設(shè)計施工技術(shù)方面,通過靜力、動力檢算和模型試驗,整孔簡支箱梁、大跨特殊橋梁的各項技術(shù)指標(biāo)均能滿足時速350公里高速列車安全平穩(wěn)運行和旅客乘坐舒適性的要求。
在無砟軌道技術(shù)方面,研制出無砟軌道系統(tǒng)底座施工成套設(shè)備、軌道板運鋪施工成套設(shè)備、軌道板精確定位施工成套設(shè)備、高性能瀝青水泥砂漿調(diào)整層施工成套設(shè)備、500米長軌焊接運輸及鋪設(shè)施工成套設(shè)備等;形成了我國無砟軌道設(shè)計、制造、施工、評估、檢驗等系列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。
在無縫線路技術(shù)方面,采用一次鋪設(shè)無縫線路和高速道岔施工技術(shù)。對100米定尺、500米長軌鋪設(shè)裝備應(yīng)用、鋪設(shè)施工技術(shù)、鋼軌焊接技術(shù)等方面進(jìn)行了實踐,積累了經(jīng)驗。
此外,通過引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng)新,集成了通訊、信號、牽引、供電等“四電”技術(shù),大大提高了裝備技術(shù)水平;全線配備先進(jìn)的綜合調(diào)度系統(tǒng)、數(shù)字化列控系統(tǒng)、防災(zāi)報警系統(tǒng)和綜合維修系統(tǒng)。
?。玻埃埃纺辏冈?,路基和橋梁工程完成。2007年12月,無砟軌道和鋪軌工程完成。2008年1月,通訊、信號、牽引、供電工程完成。2008年6月,系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試完成,運營生產(chǎn)設(shè)備及建筑物等輔助工程完成。
高鐵列車外景。
核心技術(shù)“中國造”
鐵道部副總工程師、運輸局局長張曙光介紹,對擁有世界高速鐵路技術(shù)的有關(guān)國家和企業(yè),鐵道部的相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和專家登門拜訪、虛心求教。尤其對適合中國條件的德國和日本的技術(shù),引進(jìn)吸收后,打破二者的技術(shù)壁壘,進(jìn)行集成創(chuàng)新。
“和諧號”動車組的核心技術(shù)來自阿爾斯通、西門子、川崎重工、龐巴迪等國外企業(yè),現(xiàn)在國內(nèi)的技術(shù)掌握情況如何?張曙光說,經(jīng)過近3年的消化吸收,我國已完全掌握了動車組列車的總成、車體、轉(zhuǎn)向架、牽引電機(jī)、牽引變壓器、牽引變流器、牽引控制、列車網(wǎng)絡(luò)控制和制動系統(tǒng)等9大關(guān)鍵技術(shù)及10項主要配套技術(shù)。時速350公里動車組的國產(chǎn)化程度已達(dá)到75%以上,已經(jīng)實現(xiàn)了核心技術(shù)“中國造”。
京津城際列車正式開通運營后,將實行公交化運輸,最小行車間隔只有3分鐘,京津間全程直達(dá)運行時間不足半小時。如果從空中看,仿佛一列列白色鐵龍接二連三,快速穿行。如何保證行車安全,張曙光說,安全距離是控制系統(tǒng)的核心。
傳統(tǒng)的列車速度系統(tǒng)控制是人機(jī)結(jié)合,而京津城際鐵路的列車采用全自動速度控制系統(tǒng),在運行線路上每一個點的速度都是事先設(shè)定好的,司機(jī)只能以這個速度運行,不會發(fā)生超速現(xiàn)象。
盡管規(guī)劃完善,且設(shè)置了兩套系統(tǒng),但高速列車的設(shè)計者還是做了最壞的打算--如果車上電子系統(tǒng)發(fā)生故障,將啟用故障導(dǎo)向安全模式,車輛會立即停車。
列車在高速行駛時,如何保證列車不吸灰塵、旅客不會感覺耳膜不適?設(shè)計師把車廂采用差壓控制模式的全密封加壓,設(shè)備會根據(jù)車速快慢不斷調(diào)整車內(nèi)氣壓,不會給乘客帶來不適。
最高時速的“幕后功夫”
最高時速達(dá)394.3公里的CRH3動車組,在牽引系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)控制等方面技術(shù)先進(jìn)、成熟、可靠,完全擁有自主知識產(chǎn)權(quán),代表了世界高速鐵路移動裝備制造技術(shù)的先進(jìn)水平。
然而,在CRH3動車組沖出中國鐵路第一速之前,必須進(jìn)行大量的線路運行試驗和各種試驗,京津城際鐵路線上和北京動車所里,一批技術(shù)人員和專家為這一刻不辭勞苦、夜以繼日地忙碌著……
今年4月11日,首列國產(chǎn)時速350公里CRH3“和諧號”動車組在中國北車集團(tuán)唐山軌道客車有限責(zé)任公司成功下線后,CRH3動車組在京津城際鐵路上,進(jìn)行了歷時2個多月的運行試驗。通過對CRH3動車組技術(shù)狀態(tài)、各項參數(shù)和性能的不斷優(yōu)化,CRH3動車組優(yōu)良的牽引和制動性能、可靠的安全穩(wěn)定性和先進(jìn)的制造技術(shù)水平,得到了充分的實際驗證。
在試驗團(tuán)隊作息時間表上,記者可以看到這樣的時間安排:“每天凌晨2:30起床,3:30乘車到達(dá)動車庫上車,4:05動車組出發(fā)到北京西客站,5:05從北京西客站出發(fā),5:55到達(dá)北京南站開始試驗,19:00試驗結(jié)束,21:45從北京南站返回,00:20到達(dá)北京西站……”
?。茫遥龋硠榆嚱M每天要試驗運行1200多公里。“每一塊裙板,每一個螺栓都要仔細(xì)檢查,對易松動和反復(fù)發(fā)現(xiàn)問題的部位,不僅當(dāng)場調(diào)整和處理,并且全部記錄在案,及時向公司反饋。”轉(zhuǎn)向架和制動系統(tǒng)專家--唐山軌道客車公司產(chǎn)品研發(fā)中心高級工程師張曉軍向記者介紹說。
運行試驗中,鐵道科學(xué)院的專家們還對CRH3動車組進(jìn)行了受電弓及弓網(wǎng)受流性能試驗、動力學(xué)性能試驗和制動性能試驗等大量試驗。
每天晚上,動車組回庫后,張曉軍和負(fù)責(zé)對動車組運行中的制動狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測的制動負(fù)責(zé)人陳澍軍,都主動留下來,配合轉(zhuǎn)向架檢查員王世喜對動車組進(jìn)行例行檢查。200米長的動車組,16個轉(zhuǎn)向架,逐一篩查,每個來回最少也要2個小時。
與此同時,試驗團(tuán)隊還抽出時間對北京鐵路局動車組地勤機(jī)械師、隨車機(jī)械師進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn),內(nèi)容包括動車組技術(shù)特征、結(jié)構(gòu)特點、整備注意事項、日常檢查項目和故障簡單處理等,增強(qiáng)了動車組使用維護(hù)人員解決運行中實際問題的能力,為實現(xiàn)安全可靠運行提供了保證。
據(jù)統(tǒng)計,人類有記錄以來的最快“風(fēng)時速”是1934年在美國華盛頓測到的371.5公里。2008年6月24日,國產(chǎn)“和諧號”CRH3型動車組在京津城際鐵路運行試驗中創(chuàng)出394.3公里的時速,達(dá)到世界運營鐵路最高速度,超越“風(fēng)時速”,實現(xiàn)了“陸地飛行”的夢想。
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