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中国高铁成功挑战高寒
2019/2/11| 新华社 王淮志、王君宝 览536次

春运期间,在我国北方的黑龙江省,高铁列车冒着近零下30摄氏度的风雪严寒,将旅客快捷、平稳地送往目的地。

随着哈尔滨至齐齐哈尔高铁列车平稳运行3年多、哈尔滨至牡丹江高铁列车经历第一个寒冬考验,高铁列车正在用科技和创新,向世界展示着中国高铁的“高寒名片”。

  严寒中筑牢高铁基石

从2012年连接哈尔滨、大连两地的哈大高铁运行以来,高寒高铁这个概念便走进了中国人的视野。但如何让高铁全线运行在冬季严寒的黑龙江省腹地,成为中国高铁人的新梦想。2015年、2018年,连接哈尔滨与齐齐哈尔、哈尔滨与牡丹江的哈齐、哈牡两条高铁线路先后开通运营,风雪严寒不再是高铁禁区。

在冬夏温差五六十摄氏度的环境里,如何克服地面冬季冰封、夏季酷热的热胀冷缩,成了修好高铁路基的首要难题,也是保障高铁安全运行的首要前提。

据中铁五局哈牡高铁项目部总工程师王志强介绍,建设单位创造性地采用一系列新技术,在路基冻结深度范围内填筑非冻胀性填料,在路基坡脚两侧设置“保温层”,对路基起到保温作用,有效防止了冻胀变形。

哈牡高铁沿线重峦叠嶂,共穿过39座隧道,隧道施工中,排水、防水是重点。中铁五局哈牡高铁项目部总工程师胡种新介绍,施工方采用新型防排水材料,在洞壁安装保温型双层防水板,增加了保温、防水双重功能,有效攻克了高寒地区隧道施工难题。

中国铁路哈尔滨局集团有限公司工务部副部长严晓东介绍,与哈齐高铁大部分途经平原地区不同,哈牡高铁途经丘陵、桥梁、平原、隧道等多个地质条件,处处面临高寒难题,施工难度极大,很多施工领域都是靠中国高铁的开创性技术创新解决的。

  白色动车也会“72变”

高铁运行不仅需要坚固的路基,列车是否能够抵御严寒也至关重要。为防止雨雪冰冻对列车的影响,中国铁路哈尔滨局集团有限公司哈尔滨动车段对运营车组进行了几十项防寒改造,经过“变身”的动车拥有了极强的抗寒能力。

哈尔滨动车段技术工程师李毅忱介绍,哈齐、哈牡高铁使用的动车组,行驶时会有大量冰雪卷入车轮,通过长时间实验,他们把两侧裙板从流线型变到直角型,减少了积冰雪量。

让车跑起来也需让车安全停下。“为了能在冰雪条件下,防止冰雪进入刹车制动片之间影响刹车,我们把闸片和制动盘的间隙放大,把摩擦块之间的间隙放大,通过这种方式,里面就不夹杂小冰块了。”李毅忱说。

为防止低温造成车门无法开启,设计人员在旅客上下车门的门板内侧也设置了集水槽,防止冷凝水流入下导轨造成冻结影响侧门开启。

中国铁路哈尔滨局集团有限公司科研所工程师许松华介绍,该局于2016年研制了针对动车转向部位的自动融冰除雪设备,改变了过去数百人用木杆等传统工具清雪的“笨方法”,新设备采用低压温水喷扫,如同给动车洗“桑拿”,两个人可以在一小时内完成8节一组车体的清冰雪作业。

  创新与坚守确保高寒高铁安全运行

行驶在零下三四十摄氏度低温环境中,即便拥有良好的路基条件、进行了车体改造,仍然需要面对寒风、冰雪等一系列考验。

严晓东介绍,动车在风雪中运行对外界环境敏感,一旦温度、风力等数值不利于高速行驶,列车便会自动降速,这依靠的是自然灾害及异物监测系统,沿线部署的多个监测站,安装有传感器,用通风口、红外线扫描判断风速、积雪厚度等。

哈牡高铁动车组的制动距离约3200米,所以传感器的预警标准设置颇为“苛刻”,风速只要超过每秒20米或是轨道上降雪量超过50毫米,动车组就降速至每小时160公里。此外,动车组运行故障监测系统还可以通过安装在动车组线路上的设备,实时成像监测冬季车组运行途中的车体情况。

连续降雪后,钢轨、道岔等被冰雪覆盖,积雪融化后易结冰,将道岔冻结,会造成道岔尖轨尖端与钢轨贴合不密。为此铁路部门改进了道岔融雪装置,在道岔岔尖位置加装电热融雪板,采用电加热方式和自动感温、自动控制技术,快速融化、烘干积雪,保证道岔转换自如。

科技再强大,也不能缺少人工作业。顶着寒风,中国铁路哈尔滨局集团有限公司牡丹江工务段探伤工区工长卢强和他的8名同事,每天要在室外近零下30摄氏度的天气里走7个小时,就是为了通过仪器辨别出不足毫米的钢轨伤痕。卢强说,哈牡高铁的无缝钢轨受温差影响较大,热胀冷缩让钢轨容易受损,高铁飞驰而过,钢轨上细如发丝的裂痕、缝隙,都会影响行车安全。

哈牡高铁设计项目总工程师牛永平说,哈牡高铁在严寒地区高速铁路建设层面是比较领先的,通过一系列科技创新和应用,中国高铁在严寒地区高风险隧道、路桥的防冻设计方面总结了丰富的经验,对于以后高寒地区铁路建设有很好的借鉴意义。

 
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