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第一節 哪條線是中國第一條設計時速350公里的高鐵?

高鐵是高速鐵路的簡稱,指的是路或“路+車”這一系統整體。我國把設計開行時速250公里以上(含預留),初期運營時速200公里以上的客運列車專線鐵路稱為高鐵。國家發展改革委將部分時速200公里的軌道線路納入中國高速鐵路網范疇。需注意的是,“高鐵”同時被普通民眾和中國國家鐵路集團有限公司旗下的火車票購票系統(12306網)代指中國高速動車組旅客列車(G字頭車次)。

聰明的讀者也許早就猜出來我國第一條設計時速350公里的高鐵(如無特殊說明,全書統計數據未含港澳臺的數據)是哪條了。對,它就是京津城際鐵路!

京津城際鐵路,是一條連接北京市與天津市的城際鐵路,是我國第一條高標準、設計時速350公里的高鐵。京津城際鐵路全長120公里,全線共設5個車站,其中北京南站和天津站為端點站,亦莊站、永樂站和武清站為中間站,2005年7月4日正式動工,2008年8月1日正式開通運營。2009年,京津城際鐵路工程獲得火車頭優質工程獎和詹天佑土木工程大獎;2010年,京津城際鐵路工程被評為新中國成立60周年“百項經典建設工程”;2013年1月,京津城際鐵路工程獲得中國國家科技進步一等獎。

京津城際鐵路試驗列車行駛在北京永定門橋(原瑞倫 攝影)

1.京津城際鐵路的探索與突破

當中國高鐵發展到2018年年底近3萬公里的運營里程時,這條只有120公里的線路,其最初的開拓性意義讓后來的鐵路建設者無限感慨。京津城際鐵路的設計者是鐵道第三勘察設計院集團有限公司(簡稱鐵三院,2017年4月27日更名為中國鐵路設計集團有限公司),作為第一個吃螃蟹的單位,他們在科學理論的指導下,走過了許多探索性的道路,實現了對現實的突破。

京津城際鐵路的突破是設計理念的突破。京津城際鐵路沿線地基為軟土、松軟土,天津段基巖在地面1000米以下。這類土具有含水率高、壓縮性高、透水性差、強度低的特點。雖然中國鐵路早期試驗鋪設過無砟軌道(采用混凝土、瀝青混合料等整體基礎取代散粒碎石道床的軌道結構,是當今世界先進的軌道技術),但在這樣的地基上鋪設無砟軌道,當時國內外都沒有成熟的施工經驗。鐵三院與施工單位緊密配合,采用封閉部分水井,減少或控制沿線地下水開采,增加橋梁樁長、樁徑,采用可調高支座,軌道采取可調扣件等一系列措施,有效控制了松軟土地基的路基變形和橋梁沉降問題,滿足了松軟土地基以及區域沉降條件下鋪設無砟軌道的具體要求。如今,看著在這條線路上平穩飛馳的高速列車,我就會無限佩服當年設計者的創新精神。

2008年8月1日10時57分,我國首列設計時速350公里的“和諧號”動車組列車飛馳在京津城際鐵路天津境內楊村特大橋上,這是我國鐵路建設史上又一座新的里程碑

(原瑞倫 攝影)

設計人員在京津城際鐵路上做了科學的設計——減少路基、盡量使用占地較少的橋梁。京津城際鐵路以橋梁為主體,橋梁長度為線路總長度的87%,每公里橋梁平均節省土地約44畝(1畝=666.6平方米),全線就節約土地約4593畝。該設計有效地減少了對土地資源的占用,同時也解決了妨礙當地民眾出行和破壞當地生態環境的問題。后來這一設計原則幾乎用在每一條新建的高鐵線上。可以說,從京津城際鐵路開始,中國鐵路建設就更加注重資源節約和環境保護。

北京南站是中國的第一座高鐵站,它的設計與建造超越了傳統火車站的理念,至今都讓人感嘆。北京南站站房為雙曲穹頂,外形為橢圓結構,遠觀似飛碟。該設計融入了古典建筑“三重檐”的傳統文化元素,有著獨特的中國風韻,突破了傳統鐵路站房的設計,實現了藝術性與功能性的完美統一。北京南站站房精致、寬大、敞亮的設計形式為后續高鐵站房高結構、大跨度的設計風格提供了參考。自此,在大江南北,一座座融濃郁地方文化與現代建筑科技于一體的站房成為城市的形象窗口,成為高鐵線上的標志性建筑!

北京南站全景(原瑞倫 攝影)

京津城際鐵路攻克了施工技術的多項難關。北京環線特大橋是京津城際鐵路從北京南站出發跨越北京市區的橋梁。橋梁起自北京市東城區左安門西約700米,向東南方向連續上跨二、三、四、五環路等城市道路,經過豐臺區和朝陽區,在上跨通黃路之后終止于通州區臺湖鎮桂家墳村。橋梁全長15.6公里,最大跨度出現在上跨四、五環路的主跨,跨度均為128米,跨二、三環路主梁跨度則為100米。這座特大橋為京滬高鐵等長大橋梁的施工積累了豐富的經驗。

動車組性能飛躍的多次試驗是在京津城際鐵路上完成的。京津城際鐵路初期使用由南車四方機車車輛股份有限公司(簡稱南車青島四方。該公司于2015年6月1日更名為中車青島四方機車車輛股份有限公司,簡稱中車四方股份公司)引進日本技術設計生產的CRH2C型動車組,以及唐山軌道客車有限責任公司(簡稱唐車公司。該公司于2015年6月1日更名為中車唐山機車車輛有限公司,簡稱中車唐山公司)引進德國技術設計生產的CRH3C型動車組。從2009年4月6日起,京津城際鐵路均改用CRH3型動車組列車。2018年8月1日后,京津城際鐵路又全部改用“復興號”CR400BF型動車組。

“復興號”動車組飛馳在運營線上(楊旸 攝影)

控制列車安全運行的“大腦”——列控系統(第三章第四節將詳細介紹)成為京津城際鐵路安全、高效運行的神器。從普速鐵路升級到高速鐵路,“大腦”也要轉型升級。京津城際鐵路采用CTCS-3D列控系統,設計最高行車速度為350公里/時,最小追蹤列車間隔時間為3分鐘。

京津城際鐵路站后系統集成建設是我國鐵路史無前例的創新工程,它技術復雜,涉及信息技術、自動控制技術、新材料技術等多個門類,是多種專業交叉的高新技術綜合項目。系統集成職責明確、接口清楚、進度清晰、步調一致,大大縮短了項目的工期。隨著中國高鐵的飛速發展,長距離高鐵項目的興建越來越頻繁,工期緊、任務重、難度大已經成為未來中國高鐵綜合項目建設的主要特點。系統集成大大縮短了問題解決的周期,從而縮短了項目的整體工期。京津城際鐵路系統集成的創新實踐為其后各大干線高鐵探出了新路。

作為中國首條設計時速350公里的高鐵,京津城際鐵路為我國培養了第一批高鐵技術人員、施工人員、運營管理人員。京津城際鐵路積累的設計、施工、運營經驗,為其他高鐵的建設提供了模板。

2.京津城際鐵路是中國高鐵發展的里程碑

作為中國高鐵的長子,京津城際鐵路在我國高鐵發展史上具有里程碑式的意義。它不僅實現了向奧運會獻禮的夙愿,也拉開了中國大規模高鐵建設的序幕。

回望京津城際鐵路的建設歷程,或許我們能發現當時設計上的不足和個別技術的局限性,但其設計理念、技術以及管理上的探索和創新,永遠值得人們銘記。這條線路讓中國人的自信力得以呈現,讓中國人的創新智慧得以發揮,更讓中國人開啟了嶄新的中國鐵路新時代。從此,中國開始步入高鐵時代!

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