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京深高鐵,預(yù)計(jì)年底就全線貫通了。再至香港,便是京港高鐵。
京港這條貫穿中國(guó)南北的客運(yùn)大動(dòng)脈,線路里程最長(zhǎng),輻射范圍最廣,它將把中國(guó)南北的距離快速縮短。
未來(lái),這趟客運(yùn)專線上的列車跑得有多快?在該線全面投入運(yùn)營(yíng)前,答案還待揭曉。以中國(guó)在部分已建成高鐵上使用車型來(lái)看,未來(lái)奔馳在該線上的列車絕對(duì)“快速”。
年底京深高鐵貫通后,動(dòng)力強(qiáng)大的動(dòng)車機(jī)組,將用約9小時(shí)將乘客從深圳送到北京。其運(yùn)輸密度可輕松達(dá)到每6分鐘一對(duì)列車。
高鐵列車為什么可以跑得這么快?
□新京報(bào)記者 吳偉 李超 劉春瑞 實(shí)習(xí)生 蘇晶 河南、北京報(bào)道
“把飛機(jī)翅膀拿掉,就是高鐵。”一名曾參與武廣客運(yùn)專線設(shè)計(jì)的工程師說(shuō)。
武廣客專已投入運(yùn)營(yíng)近3年。它是京港高鐵的一個(gè)組成部分。
京港高鐵貫穿南北,由京石、石武、武廣、廣深港客運(yùn)專線組成。北京至深圳被稱為京深高鐵,預(yù)計(jì)在年底貫通。
京港高鐵測(cè)試時(shí)速350公里。據(jù)報(bào)道,6月30日石武客專鄭州至許昌段試跑,最高時(shí)速385公里。
波音737起飛時(shí)速大約320公里,因此有人將高鐵稱為“沒(méi)有翅膀的飛機(jī)”。
沒(méi)有翅膀的飛機(jī),會(huì)將香港與北京的鐵路距離,由20多個(gè)小時(shí)縮短到約9個(gè)小時(shí)。
動(dòng)力
“高壓電”輸送能量
要跑得快,必須有強(qiáng)大的力量。高鐵動(dòng)車組,便有著強(qiáng)大的動(dòng)力。
與普通列車的動(dòng)力在車頭或車尾不同,當(dāng)前的動(dòng)車技術(shù)是將動(dòng)力裝置分散配置在動(dòng)車組不同部位。或高速動(dòng)車組中全部為動(dòng)力車,或動(dòng)力車與無(wú)動(dòng)力拖車分散配置,實(shí)現(xiàn)較大牽引力。
據(jù)介紹,目前16節(jié)車廂編組的CRH380A型列車,整車牽引功率21560千瓦,相當(dāng)于154臺(tái)2.8L排量的奧迪A6最大輸出功率之和。
今后,京港高鐵將使用一套電壓達(dá)2.75萬(wàn)伏的高精度供電接觸網(wǎng),為列車提供動(dòng)力。它的電壓是民用電的100多倍。
由安裝在車頂沿著高壓線滑動(dòng)的裝置,電流進(jìn)入到列車車載變壓器、變流器,驅(qū)動(dòng)車底轉(zhuǎn)向架上安裝的數(shù)十臺(tái)電動(dòng)機(jī)。
正是這數(shù)十顆“心臟”,源源不斷輸送給列車飛奔的能量。
軌道
長(zhǎng)鋼軌鋪在硬路基
精密的軌道,也是實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)行的重要因素之一。
京港高鐵軌道上,不再有普通鐵軌上散碎的石子。軌道被混凝土澆筑成一個(gè)牢固的整體。
“列車以350公里時(shí)速前行時(shí),飛濺的碎石可能對(duì)車身構(gòu)成極大危險(xiǎn)。”中鐵建電氣化局集團(tuán)河南段項(xiàng)目總工程師馮大立說(shuō)。
高鐵鋪軌也有講究。
普通鐵路鋪軌,是用25米長(zhǎng)的鋼軌焊成100米鋼軌。當(dāng)列車行駛在焊接點(diǎn)上,會(huì)發(fā)出聲音,焊接點(diǎn)越多,聲音越頻繁。
武廣客專全部采用100米長(zhǎng)的鋼軌,然后焊接成500米長(zhǎng)。接頭處,采用無(wú)縫焊接工藝,并打磨降噪。
據(jù)參與的工程師介紹,每隔500米才有一個(gè)無(wú)縫接頭,看起來(lái)像一根一樣。“因此更快、更安靜也更安全。”
高鐵線路,還要求路基特別堅(jiān)固,“不怕壓”。
夯實(shí)路基時(shí),采用不容易沉陷的AB級(jí)土質(zhì),再加上混凝土碾壓,固化后,用鎬都刨不動(dòng)。1000多噸的運(yùn)輸車不會(huì)在路基上留下印痕。軌道便鋪設(shè)在這層路基上。
過(guò)河
特種鋼梁跨黃河
堅(jiān)固的路基和鐵軌,如何跨越黃河?
在京港高鐵的石武客專部分,鄭州黃河公鐵兩用橋的建成,創(chuàng)造了世界紀(jì)錄。
據(jù)介紹,它是迄今世界上最長(zhǎng)的公鐵合建橋梁,長(zhǎng)度9177米,橋上火車時(shí)速350公里,創(chuàng)下世界特大型橋梁通行速度新紀(jì)錄。
這樣的大橋,秘訣之一是鋼梁結(jié)構(gòu)。
“鳥(niǎo)巢的鋼結(jié)構(gòu)夠好吧,這鋼梁結(jié)構(gòu)比鳥(niǎo)巢的還好。”時(shí)任鄭州黃河公鐵兩用橋建設(shè)指揮部指揮長(zhǎng)趙國(guó)利曾告訴媒體。它使用了4萬(wàn)噸“特種鋼板”,這種鋼受撞擊不變形。
這樣的鋼梁,如何在黃河上架起?
按傳統(tǒng)方式,先搭水上臨時(shí)支架,然后通過(guò)支架架設(shè)。但搭建和拆除支架,都會(huì)造成污染。
鄭州黃河公鐵兩用橋的建設(shè)中,施工者們采用了整體頂推架梁的方法。在黃河汛期前搶建出大橋所有橋墩,將鋼梁在地面拼裝好,然后將鋼梁同步頂推到橋墩上。
8月15日,記者在鄭州黃河公鐵兩用橋鋼軌沿線,看到釘滿了密密麻麻的釘子。
這些是減震釘,能降噪減震,確保列車通過(guò)時(shí),橋面不發(fā)生晃動(dòng)。
自動(dòng)化
G網(wǎng)無(wú)線“導(dǎo)航”
當(dāng)列車時(shí)速超過(guò)200公里時(shí),肉眼已不能保證正確識(shí)別鐵軌邊的紅綠燈等地面信號(hào)。
時(shí)速300多公里,火車怎么開(kāi)?高鐵使用了“導(dǎo)航儀”:G網(wǎng)。
GSM-R是鐵路專用移動(dòng)數(shù)字通信,簡(jiǎn)稱G網(wǎng)。基于G網(wǎng)的無(wú)線自動(dòng)閉塞系統(tǒng),替代了信號(hào)燈,對(duì)列車進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)控制。
對(duì)于列車這個(gè)“軀體”來(lái)說(shuō),G網(wǎng)相當(dāng)于“神經(jīng)中樞”,負(fù)責(zé)傳遞執(zhí)行來(lái)自“大腦”——列控中心的各項(xiàng)指令,并向“大腦”反饋信息。
軌道上的檢測(cè)電路,鐵軌下數(shù)量龐大的應(yīng)答器,以及通信光纜,構(gòu)成G網(wǎng)的神經(jīng)脈絡(luò)。“神經(jīng)元”,則是一個(gè)個(gè)高聳的基站信號(hào)塔。
測(cè)試中的石武客專,每隔2.5公里左右,能看到一座約15層樓高的鐵塔。這些便是G網(wǎng)基站信號(hào)塔。
按發(fā)射半徑,相鄰基站間重疊覆蓋信號(hào),消除盲區(qū)。
每一毫秒,通過(guò)信號(hào)塔,列車發(fā)出含有列車位置、速度等信息的無(wú)線信號(hào),傳輸?shù)降孛婵刂浦行摹5孛婵刂浦行脑偻ㄟ^(guò)信號(hào)塔,不間斷向列車發(fā)出指令,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)列車的實(shí)時(shí)控制。
基于G網(wǎng)的自動(dòng)控制系統(tǒng),如同給列車裝上了隱形的翅膀,使它能夠貼地安全飛行。
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