“隱形的翅膀”讓列車貼地飛行
接觸網輸送動力,長軌無縫銜接,特種鋼梁穩(wěn)過黃河,無線指令控制自動運行;北京到香港約9小時
國家經典工程-京港高鐵之揭秘
京深高鐵,預計年底就全線貫通了。再至香港,便是京港高鐵。
京港這條貫穿中國南北的客運大動脈,線路里程最長,輻射范圍最廣,它將把中國南北的距離快速縮短。
未來,這趟客運專線上的列車跑得有多快?在該線全面投入運營前,答案還待揭曉。以中國在部分已建成高鐵上使用車型來看,未來奔馳在該線上的列車絕對“快速”。
年底京深高鐵貫通后,動力強大的動車機組,將用約9小時將乘客從深圳送到北京。其運輸密度可輕松達到每6分鐘一對列車。
高鐵列車為什么可以跑得這么快?
“把飛機翅膀拿掉,就是高鐵?!币幻鴧⑴c武廣客運專線設計的工程師說。
武廣客專已投入運營近3年。它是京港高鐵的一個組成部分。
京港高鐵貫穿南北,由京石、石武、武廣、廣深港客運專線組成。北京至深圳被稱為京深高鐵,預計在年底貫通。
京港高鐵測試時速350公里。據(jù)報道,6月30日石武客專鄭州至許昌段試跑,最高時速385公里。
波音737起飛時速大約320公里,因此有人將高鐵稱為“沒有翅膀的飛機”。
沒有翅膀的飛機,會將香港與北京的鐵路距離,由20多個小時縮短到約9個小時。
動力
“高壓電”輸送能量
要跑得快,必須有強大的力量。高鐵動車組,便有著強大的動力。
與普通列車的動力在車頭或車尾不同,當前的動車技術是將動力裝置分散配置在動車組不同部位?;蚋咚賱榆嚱M中全部為動力車,或動力車與無動力拖車分散配置,實現(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,相當于154臺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2.75萬伏的高精度供電接觸網,為列車提供動力。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的裝置,電流進入到列車車載變壓器、變流器,驅動車底轉向架上安裝的數(shù)十臺電動機。
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
長鋼軌鋪在硬路基
精密的軌道,也是實現(xiàn)高速運行的重要因素之一。
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牢固的整體。
“列車以350公里時速前行時,飛濺的碎石可能對車身構成極大危險?!敝需F建電氣化局集團河南段項目總工程師馮大立說。
高鐵鋪軌也有講究。
普通鐵路鋪軌,是用25米長的鋼軌焊成100米鋼軌。當列車行駛在焊接點上,會發(fā)出聲音,焊接點越多,聲音越頻繁。
武廣客專全部采用100米長的鋼軌,然后焊接成500米長。接頭處,采用無縫焊接工藝,并打磨降噪。
據(jù)參與的工程師介紹,每隔500米才有一個無縫接頭,看起來像一根一樣?!耙虼烁?、更安靜也更安全。”
高鐵線路,還要求路基特別堅固,“不怕壓”。
夯實路基時,采用不容易沉陷的AB級土質,再加上混凝土碾壓,固化后,用鎬都刨不動。1000多噸的運輸車不會在路基上留下印痕。軌道便鋪設在這層路基上。
過河
特種鋼梁跨黃河
堅固的路基和鐵軌,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)造了世界紀錄。
據(jù)介紹,它是迄今世界上最長的公鐵合建橋梁,長度9177米,橋上火車時速350公里,創(chuàng)下世界特大型橋梁通行速度新紀錄。
這樣的大橋,秘訣之一是鋼梁結構。
“鳥巢的鋼結構夠好吧,這鋼梁結構比鳥巢的還好?!睍r任鄭州黃河公鐵兩用橋建設指揮部指揮長趙國利曾告訴媒體。它使用了4萬噸“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,先搭水上臨時支架,然后通過支架架設。但搭建和拆除支架,都會造成污染。
鄭州黃河公鐵兩用橋的建設中,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,確保列車通過時,橋面不發(fā)生晃動。
自動化
G網無線“導航”
當列車時速超過200公里時,肉眼已不能保證正確識別鐵軌邊的紅綠燈等地面信號。
時速300多公里,火車怎么開?高鐵使用了“導航儀”:G網。
GSM-R是鐵路專用移動數(shù)字通信,簡稱G網?;贕網的無線自動閉塞系統(tǒng),替代了信號燈,對列車進行實時自動控制。
對于列車這個“軀體”來說,G網相當于“神經中樞”,負責傳遞執(zhí)行來自“大腦”列控中心的各項指令,并向“大腦”反饋信息。
軌道上的檢測電路,鐵軌下數(shù)量龐大的應答器,以及通信光纜,構成G網的神經脈絡。“神經元”,則是一個個高聳的基站信號塔。
測試中的石武客專,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網基站信號塔。
按發(fā)射半徑,相鄰基站間重疊覆蓋信號,消除盲區(qū)。
每一毫秒,通過信號塔,列車發(fā)出含有列車位置、速度等信息的無線信號,傳輸?shù)降孛婵刂浦行?。地面控制中心再通過信號塔,不間斷向列車發(fā)出指令,從而實現(xiàn)對列車的實時控制。
基于G網的自動控制系統(tǒng),如同給列車裝上了隱形的翅膀,使它能夠貼地安全飛行。
新京報記者 吳偉 李超 劉春瑞 實習生 蘇晶 河南、北京報道