行業(yè)資訊
鐵路工程建設設計全過(guò)程
中國鐵路需要大發(fā)展
?。常澳昵?,國外高速列車(chē)時(shí)速達300公里以上,而我國鐵路旅客列車(chē)平均技術(shù)時(shí)速僅為54公里,旅行時(shí)速更低,只有43公里。中國鐵路需要大發(fā)展,列車(chē)速度需要大提高--這就是中國高速鐵路之夢(mèng)的起點(diǎn)。
?。玻埃埃茨?,國務(wù)院批準的《中長(cháng)期鐵路網(wǎng)規劃》提出,在本世紀前20年,建設客運專(zhuān)線(xiàn)1.2萬(wàn)公里以上,客車(chē)速度目標值達到每小時(shí)200公里及以上。按照國際鐵路聯(lián)盟的標準,運營(yíng)時(shí)速200公里以上的客運專(zhuān)線(xiàn)就是高速鐵路。
?。玻埃埃的辏吩拢慈?,京津城際鐵路開(kāi)工動(dòng)員大會(huì )在北京與天津的交界處舉行,標志著(zhù)中國第一條城際高速鐵路正式開(kāi)工建設。
京津城際鐵路由北京南站東端引出,沿既有京山鐵路線(xiàn)南側向東,過(guò)亦莊工業(yè)園區、永樂(lè )新城至天津楊村后,再沿既有京山線(xiàn)北側至天津站,全長(cháng)120公里,近期設北京南、亦莊、武清、天津4個(gè)車(chē)站,預留永樂(lè )站。同時(shí)本線(xiàn)預留了至首都國際機場(chǎng)、天津西站和塘沽方向(天津濱海國際機場(chǎng))的出線(xiàn)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(chē)在內的24條到發(fā)線(xiàn)。
高新技術(shù)的系統集成
高速鐵路是高新技術(shù)的系統集成,是國家科技實(shí)力的集中體現。
作為我國客運專(zhuān)線(xiàn)建設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(kāi)工建設以來(lái),在系統總結秦沈客運專(zhuān)線(xiàn)基礎工程、遂渝線(xiàn)無(wú)砟軌道綜合試驗段、第六次大提速時(shí)速250公里線(xiàn)路等研究試驗技術(shù)成果的基礎上,解決了我國高速鐵路路基、橋梁、無(wú)砟軌道、測量控制、環(huán)境保護、減震降噪等重大關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題,為我國高速鐵路建設及相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展積累了寶貴經(jīng)驗。
在耐久性設計技術(shù)方面,京津城際鐵路以生命周期的理念進(jìn)行設計,橋梁主體結構使用壽命100年,無(wú)砟軌道使用壽命60年,減少了綜合維護成本。
在景觀(guān)設計和環(huán)境保護技術(shù)方面,全線(xiàn)橋梁的橋墩、橋梁,站房、站區等均進(jìn)行了景觀(guān)設計,與周?chē)h(huán)境融為一體,是環(huán)境友好型工程;應用了環(huán)境保護和減振降噪技術(shù),對沿線(xiàn)環(huán)境敏感點(diǎn)采取適當的聲屏障措施,滿(mǎn)足了環(huán)保要求。
在路基設計施工技術(shù)方面,采用了軟土、松軟土地區路基設計和施工技術(shù),通過(guò)實(shí)施沉降變形觀(guān)測與評估等技術(shù)措施,有效控制了工后沉降。
在橋梁設計施工技術(shù)方面,通過(guò)靜力、動(dòng)力檢算和模型試驗,整孔簡(jiǎn)支箱梁、大跨特殊橋梁的各項技術(shù)指標均能滿(mǎn)足時(shí)速350公里高速列車(chē)安全平穩運行和旅客乘坐舒適性的要求。
在無(wú)砟軌道技術(shù)方面,研制出無(wú)砟軌道系統底座施工成套設備、軌道板運鋪施工成套設備、軌道板精確定位施工成套設備、高性能瀝青水泥砂漿調整層施工成套設備、500米長(cháng)軌焊接運輸及鋪設施工成套設備等;形成了我國無(wú)砟軌道設計、制造、施工、評估、檢驗等系列技術(shù)標準和規范。
在無(wú)縫線(xiàn)路技術(shù)方面,采用一次鋪設無(wú)縫線(xiàn)路和高速道岔施工技術(shù)。對100米定尺、500米長(cháng)軌鋪設裝備應用、鋪設施工技術(shù)、鋼軌焊接技術(shù)等方面進(jìn)行了實(shí)踐,積累了經(jīng)驗。
此外,通過(guò)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(xiàn)配備先進(jìn)的綜合調度系統、數字化列控系統、防災報警系統和綜合維修系統。
?。玻埃埃纺辏冈?,路基和橋梁工程完成。2007年12月,無(wú)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,系統聯(lián)合調試完成,運營(yíng)生產(chǎn)設備及建筑物等輔助工程完成。
高鐵列車(chē)外景。
核心技術(shù)“中國造”
鐵道部副總工程師、運輸局局長(cháng)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)導和專(zhuān)家登門(mén)拜訪(fǎng)、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(dòng)車(chē)組的核心技術(shù)來(lái)自阿爾斯通、西門(mén)子、川崎重工、龐巴迪等國外企業(yè),現在國內的技術(shù)掌握情況如何?張曙光說(shuō),經(jīng)過(guò)近3年的消化吸收,我國已完全掌握了動(dòng)車(chē)組列車(chē)的總成、車(chē)體、轉向架、牽引電機、牽引變壓器、牽引變流器、牽引控制、列車(chē)網(wǎng)絡(luò )控制和制動(dòng)系統等9大關(guān)鍵技術(shù)及10項主要配套技術(shù)。時(shí)速350公里動(dòng)車(chē)組的國產(chǎn)化程度已達到75%以上,已經(jīng)實(shí)現了核心技術(shù)“中國造”。
京津城際列車(chē)正式開(kāi)通運營(yíng)后,將實(shí)行公交化運輸,最小行車(chē)間隔只有3分鐘,京津間全程直達運行時(shí)間不足半小時(shí)。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(chē)安全,張曙光說(shuō),安全距離是控制系統的核心。
傳統的列車(chē)速度系統控制是人機結合,而京津城際鐵路的列車(chē)采用全自動(dòng)速度控制系統,在運行線(xiàn)路上每一個(gè)點(diǎn)的速度都是事先設定好的,司機只能以這個(gè)速度運行,不會(huì )發(fā)生超速現象。
盡管規劃完善,且設置了兩套系統,但高速列車(chē)的設計者還是做了最壞的打算--如果車(chē)上電子系統發(fā)生故障,將啟用故障導向安全模式,車(chē)輛會(huì )立即停車(chē)。
列車(chē)在高速行駛時(shí),如何保證列車(chē)不吸灰塵、旅客不會(huì )感覺(jué)耳膜不適?設計師把車(chē)廂采用差壓控制模式的全密封加壓,設備會(huì )根據車(chē)速快慢不斷調整車(chē)內氣壓,不會(huì )給乘客帶來(lái)不適。
最高時(shí)速的“幕后功夫”
最高時(shí)速達394.3公里的CRH3動(dòng)車(chē)組,在牽引系統、制動(dòng)系統、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,代表了世界高速鐵路移動(dòng)裝備制造技術(shù)的先進(jìn)水平。
然而,在CRH3動(dòng)車(chē)組沖出中國鐵路第一速之前,必須進(jìn)行大量的線(xiàn)路運行試驗和各種試驗,京津城際鐵路線(xiàn)上和北京動(dòng)車(chē)所里,一批技術(shù)人員和專(zhuān)家為這一刻不辭勞苦、夜以繼日地忙碌著(zhù)……
今年4月11日,首列國產(chǎn)時(shí)速350公里CRH3“和諧號”動(dòng)車(chē)組在中國北車(chē)集團唐山軌道客車(chē)有限責任公司成功下線(xiàn)后,CRH3動(dòng)車(chē)組在京津城際鐵路上,進(jìn)行了歷時(shí)2個(gè)多月的運行試驗。通過(guò)對CRH3動(dòng)車(chē)組技術(shù)狀態(tài)、各項參數和性能的不斷優(yōu)化,CRH3動(dòng)車(chē)組優(yōu)良的牽引和制動(dòng)性能、可靠的安全穩定性和先進(jìn)的制造技術(shù)水平,得到了充分的實(shí)際驗證。
在試驗團隊作息時(shí)間表上,記者可以看到這樣的時(shí)間安排:“每天凌晨2:30起床,3:30乘車(chē)到達動(dòng)車(chē)庫上車(chē),4:05動(dòng)車(chē)組出發(fā)到北京西客站,5:05從北京西客站出發(fā),5:55到達北京南站開(kāi)始試驗,19:00試驗結束,21:45從北京南站返回,00:20到達北京西站……”
?。茫遥龋硠?dòng)車(chē)組每天要試驗運行1200多公里。“每一塊裙板,每一個(gè)螺栓都要仔細檢查,對易松動(dòng)和反復發(fā)現問(wèn)題的部位,不僅當場(chǎng)調整和處理,并且全部記錄在案,及時(shí)向公司反饋。”轉向架和制動(dòng)系統專(zhuān)家--唐山軌道客車(chē)公司產(chǎn)品研發(fā)中心高級工程師張曉軍向記者介紹說(shuō)。
運行試驗中,鐵道科學(xué)院的專(zhuān)家們還對CRH3動(dòng)車(chē)組進(jìn)行了受電弓及弓網(wǎng)受流性能試驗、動(dòng)力學(xué)性能試驗和制動(dòng)性能試驗等大量試驗。
每天晚上,動(dòng)車(chē)組回庫后,張曉軍和負責對動(dòng)車(chē)組運行中的制動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行監測的制動(dòng)負責人陳澍軍,都主動(dòng)留下來(lái),配合轉向架檢查員王世喜對動(dòng)車(chē)組進(jìn)行例行檢查。200米長(cháng)的動(dòng)車(chē)組,16個(gè)轉向架,逐一篩查,每個(gè)來(lái)回最少也要2個(gè)小時(shí)。
與此同時(shí),試驗團隊還抽出時(shí)間對北京鐵路局動(dòng)車(chē)組地勤機械師、隨車(chē)機械師進(jìn)行專(zhuān)業(yè)培訓,內容包括動(dòng)車(chē)組技術(shù)特征、結構特點(diǎn)、整備注意事項、日常檢查項目和故障簡(jiǎn)單處理等,增強了動(dòng)車(chē)組使用維護人員解決運行中實(shí)際問(wèn)題的能力,為實(shí)現安全可靠運行提供了保證。
據統計,人類(lèi)有記錄以來(lái)的最快“風(fēng)時(shí)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(dòng)車(chē)組在京津城際鐵路運行試驗中創(chuàng )出394.3公里的時(shí)速,達到世界運營(yíng)鐵路最高速度,超越“風(fēng)時(shí)速”,實(shí)現了“陸地飛行”的夢(mèng)想。
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