王 娟

高速鐵路與非高速鐵路的差異

王 娟

結(jié)合目前實(shí)際情況,從速度、列車類型、軌道結(jié)構(gòu)、橋梁所占比重、安全防護(hù)等方面入手,詳細(xì)敘述了高速鐵路與非高速鐵路的差異,并作了簡要分析,從而為高速鐵路的進(jìn)一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

高速鐵路,非高速鐵路,差異

高速鐵路由于輸送能力大、速度快、安全性好、節(jié)能、環(huán)保、受氣候影響小等優(yōu)點(diǎn),目前,世界各國都在爭相大力發(fā)展,高速鐵路已成為一個(gè)國際性和時(shí)代性的概念。人們用“子彈頭列車”“陸地航班”“貼地飛行”“追風(fēng)之族”等字眼稱贊高速鐵路上開行的高速列車,速度快是高速鐵路和普通鐵路最顯著的區(qū)別。但為了實(shí)現(xiàn)高速,伴隨而來的是兩者多方面的不同。

1 速度區(qū)別

國際鐵路聯(lián)盟UIC對高速鐵路的定義為：最高時(shí)速達(dá)250 km/h以上的新線或最高時(shí)速達(dá) 200 km/h以上的既有線為高速鐵路。時(shí)速未達(dá)到高速鐵路速度標(biāo)準(zhǔn)的也就是我們通常說的一般鐵路即非高速鐵路。對一般鐵路,速度在 120 km/h以下的稱為普速或常速鐵路;速度在120 km/h～160 km/h的稱為中速鐵路;速度在160 km/h～200 km/h的稱為準(zhǔn)高速鐵路。

1825年世界上第一條鐵路上開行的第一列蒸汽機(jī)車牽引的火車最高時(shí)速為 24 km/h,隨著鐵路的發(fā)展,列車速度越來越快,但最高速度一般為 140 km/h左右,個(gè)別達(dá)到 160 km/h。直到1964年日本建成東京到大阪的東海道高速鐵路新干線之后,高速鐵路才開始在世界范圍內(nèi)發(fā)展起來。目前世界高速鐵路上列車運(yùn)營速度最高的是我國京津城際鐵路上運(yùn)行的“和諧號(hào)”CRH2-300和CRH3型動(dòng)車組,運(yùn)營時(shí)速達(dá)350 km。

2 列車區(qū)別

一般列車的車頭形狀方正,而高速鐵路上的高速列車車頭卻呈漂亮的“子彈頭”形狀的流線型,主要是因?yàn)檐囁僭娇?空氣阻力越大,為了減小空氣阻力才采用這種形狀。

一列火車由多節(jié)車輛通過車端連接組合在一起,我們稱之為一個(gè)列車編組。一個(gè)編組中既有不帶動(dòng)力的車輛(稱為拖車),也有帶動(dòng)力的車輛。帶動(dòng)力的車輛分為機(jī)車(也就是火車頭)和動(dòng)車。機(jī)車只給列車提供動(dòng)力,但不載客也不載貨。動(dòng)車是將牽引動(dòng)力裝置安裝在車廂底部,同時(shí)還兼?zhèn)漭d客或載貨的車輛。非高速列車一般由機(jī)車和拖車形成一條長龍,像這樣,動(dòng)力集中由機(jī)車提供,稱為動(dòng)力集中式。高速列車除了動(dòng)力集中式,還有動(dòng)力分散式。不用機(jī)車牽引把動(dòng)力分散在編組內(nèi)全部或部分車輛上的動(dòng)力配置方式就稱為動(dòng)力分散式,動(dòng)車采用的就是動(dòng)力分散式。我國的和諧號(hào) CRH系列動(dòng)車組就屬于動(dòng)力分散方式。人們習(xí)慣把高速列車稱作“動(dòng)車組”,但動(dòng)車組不等于就是高速列車。只有最高運(yùn)營時(shí)速達(dá)到 200 km以上的動(dòng)車組才算高速列車,即高速動(dòng)車組。

高速列車大量采用動(dòng)車組,而非高速列車很少采用動(dòng)車組。是因?yàn)閯?dòng)車組消耗的電能大,旅客舒適度也不好。而高速鐵路由于速度快,動(dòng)荷載對軌道的破壞作用被放大,對軌道和地質(zhì)條件要求高,制動(dòng)也不便。動(dòng)車組的優(yōu)點(diǎn)恰恰是軸重小,因此對軌道的破壞作用小,方便制動(dòng)等,所以高速列車大量采用動(dòng)車組。

3 軌道結(jié)構(gòu)

由于高速鐵路線路比一般鐵路線路的修建與養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)高且要保持更嚴(yán)格的容許誤差。因此,必須采取提高鋼軌重量,采用焊接長鋼軌(即采用無縫線路)、使用新型彈性扣件和高質(zhì)量的襯墊以及大號(hào)碼道岔(道岔號(hào)數(shù)越大,列車通過道岔時(shí)越平穩(wěn),允許的過岔速度也就越高,對列車運(yùn)行越有利)等必要措施。一般鐵路均采用碎石道床(不包括城市軌道),即采用有砟軌道。高速鐵路既有有砟軌道又有無砟軌道,但由于無砟軌道具有高平順、高穩(wěn)定和少維修的優(yōu)點(diǎn),適應(yīng)了高速度、高密度的運(yùn)營要求,所以目前新建高速鐵路多采用無砟軌道結(jié)構(gòu)。

在高速鐵路上,列車運(yùn)行速度很高,要求線路的建筑標(biāo)準(zhǔn)也高,包括最小曲線半徑更大、緩和曲線線形不同(如高速鐵路采用高次拋物線或半波正弦形等線形,而一般鐵路可采用次數(shù)較低的拋物線線性)且緩和曲線長度要求更長、豎曲線半徑更大等。若高速鐵路采用動(dòng)車組則車輛的平穩(wěn)性和舒適性要高,外軌超高允許值取得較大但未被平衡的超高容許值比一般鐵路取得小。

4 橋梁所占比重不同

鐵路線路由路基、橋、隧道建筑物及軌道組成。高速鐵路線路中橋梁所占比重比普通鐵路大得多。除跨越河流、山谷及其他線路等障礙物的橋梁外,還有在城市區(qū)、工業(yè)區(qū)、農(nóng)作物區(qū),為保留線路通過地段的空間或少占土地而修建的旱橋也稱高架橋。高速鐵路的橋梁占全線的比重特別大的原因是高架橋比普通線路多,用高架橋代替了大量的路基。高速鐵路對路基的容許沉降量、穩(wěn)定性、排水等要求特別高。由于高速鐵路列車的速度快,產(chǎn)生的動(dòng)荷載比非高速鐵路對路基的危害更大,土路基不止修建難度大,且更易發(fā)生病害,保養(yǎng)也成問題。采用橋梁代替路基減少了這些問題,且平交道口消失,曲線半徑,線路坡度也易符合較高的標(biāo)準(zhǔn),但造價(jià)很高。為減少橋梁維修工作量,高速鐵路的橋梁通常采用鋼結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)。

5 列車風(fēng)

高速列車的運(yùn)行突出了列車風(fēng)對安全的影響。列車風(fēng)指由于空氣具有粘度,列車高速運(yùn)行時(shí),附近空氣被列車表面帶動(dòng)隨列車一同前進(jìn),緊貼列車表面的空氣保持與列車的相對靜止,離開列車表面的空氣相對速度變大。因此,當(dāng)高速列車在線路上駛過時(shí),列車風(fēng)對線路兩側(cè)會(huì)產(chǎn)生一定壓力,對沿線人員及建筑物造成一定的危害。與一般鐵路相比,高速鐵路在兩側(cè)修隔音墻就是為了保證沿線人員及建筑物免受列車風(fēng)的危害及減小高速列車產(chǎn)生的噪聲干擾。

在高架橋上可通過設(shè)避車臺(tái)的辦法來避免列車風(fēng)的危害。采用加大線間距的方法來避免列車會(huì)車的列車風(fēng)影響。隧道內(nèi)可以設(shè)置通風(fēng)井來避免列車風(fēng)的影響。

6 其他

高速鐵路速度快,這樣與一般鐵路相比對制動(dòng)就提出了更高的要求,短距離內(nèi)將速度迅速減為零。一般鐵路與高速鐵路采用的信號(hào)方式也不同。一般鐵路上開行的普通列車,司機(jī)以看窗外的信號(hào)燈,即地面信號(hào)方式為主操作;高速鐵路上的高速列車在司機(jī)駕駛臺(tái)上直接顯示限制速度等信息,為車載信號(hào)方式。高速鐵路上的高速列車可采用速度控制裝置實(shí)現(xiàn)車速自動(dòng)化,制動(dòng)自動(dòng)化,當(dāng)然司機(jī)也可介入進(jìn)行人工操作。高速鐵路上的高速列車不管是動(dòng)力集中式,還是動(dòng)力分散式,其牽引動(dòng)力都是由電能提供的;而一般鐵路上的普通列車有電能提供動(dòng)力的電力機(jī)車牽引,也有燃油提供動(dòng)力的內(nèi)燃機(jī)車牽引,還有現(xiàn)在基本已被淘汰的煤水提供動(dòng)力的蒸汽機(jī)車牽引。電能與其他能源相比更環(huán)保,且有利于可持續(xù)發(fā)展。

總之,高速鐵路與一般鐵路的差異很多,速度不同只是這些差異綜合后最終實(shí)現(xiàn)的結(jié)果。我國高速鐵路的發(fā)展雖然起步較晚,但發(fā)展速度很快,目前已居世界先進(jìn)行列。為了修建高速鐵路,我國相關(guān)各學(xué)科各領(lǐng)域的人才花費(fèi)了相當(dāng)長的一段時(shí)間做各種準(zhǔn)備工作。要實(shí)現(xiàn)列車的高速運(yùn)行需要運(yùn)用土木、機(jī)械、材料、電氣、通信、計(jì)算機(jī)等多學(xué)科最前沿的技術(shù),需要牽引供電系統(tǒng)、通信與信號(hào)系統(tǒng)、運(yùn)營調(diào)度系統(tǒng)、客運(yùn)服務(wù)系統(tǒng)等的共同協(xié)作和努力。

[1] 楊中平.解讀中國鐵路漫話高速列車[M].北京：中國鐵道出版社,2009.

[2] 錢仲侯.高速鐵路概論[M].第 3版.北京：中國鐵道出版社,2006.

[3] 易思蓉.鐵道工程[M].第 2版.北京：中國鐵道出版社, 2009.

On differences in express railways and non-express railway

W ANG Juan

Combining with the current facts,the paper from the speed,the train types,the track structure,the percentageofbridges,and safety protection,the paper indicates the differences between express railways and non-express railways,and has the brief analysis,so as to lay the foundation of the further progress in express railways.

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U 238

A

1009-6825(2011)09-0147-02

2010-12-16

王 娟(1979-),女,碩士,工程師,講師,四川教育學(xué)院土木與交通工程學(xué)院,四川成都 611130