铁路工程建设设计全过程

 中国铁路需要大发展 

　　３０年前，国外高速列车时速达３００公里以上，而我国铁路旅客列车平均技术时速仅为５４公里，旅行时速更低，只有４３公里。中国铁路需要大发展，列车速度需要大提高－－这就是中国高速铁路之梦的起点。 

　　２００４年，国务院批准的《中长期铁路网规划》提出，在本世纪前２０年，建设客运专线１．２万公里以上，客车速度目标值达到每小时２００公里及以上。按照国际铁路联盟的标准，运营时速２００公里以上的客运专线就是高速铁路。 

　　２００５年７月４日，京津城际铁路开工动员大会在北京与天津的交界处举行，标志着中国第一条城际高速铁路正式开工建设。 

　　京津城际铁路由北京南站东端引出，沿既有京山铁路线南侧向东，过亦庄工业园区、永乐新城至天津杨村后，再沿既有京山线北侧至天津站，全长１２０公里，近期设北京南、亦庄、武清、天津４个车站，预留永乐站。同时本线预留了至首都国际机场、天津西站和塘沽方向（天津滨海国际机场）的出线条件。由铁道部、天津市、北京市、中海油共同投资。

新落成的北京南站将容纳包括京沪高铁、京津城际列车在内的24条到发线。

高新技术的系统集成 

　　高速铁路是高新技术的系统集成，是国家科技实力的集中体现。 

　　作为我国客运专线建设的示范性工程和京沪高速铁路的独立综合试验段，京津城际铁路开工建设以来，在系统总结秦沈客运专线基础工程、遂渝线无砟轨道综合试验段、第六次大提速时速２５０公里线路等研究试验技术成果的基础上，解决了我国高速铁路路基、桥梁、无砟轨道、测量控制、环境保护、减震降噪等重大关键技术问题，为我国高速铁路建设及相关产业发展积累了宝贵经验。 

　　在耐久性设计技术方面，京津城际铁路以生命周期的理念进行设计，桥梁主体结构使用寿命１００年，无砟轨道使用寿命６０年，减少了综合维护成本。 

　　在景观设计和环境保护技术方面，全线桥梁的桥墩、桥梁，站房、站区等均进行了景观设计，与周围环境融为一体，是环境友好型工程；应用了环境保护和减振降噪技术，对沿线环境敏感点采取适当的声屏障措施，满足了环保要求。 

　　在路基设计施工技术方面，采用了软土、松软土地区路基设计和施工技术，通过实施沉降变形观测与评估等技术措施，有效控制了工后沉降。 

　　在桥梁设计施工技术方面，通过静力、动力检算和模型试验，整孔简支箱梁、大跨特殊桥梁的各项技术指标均能满足时速３５０公里高速列车安全平稳运行和旅客乘坐舒适性的要求。 

　　在无砟轨道技术方面，研制出无砟轨道系统底座施工成套设备、轨道板运铺施工成套设备、轨道板精确定位施工成套设备、高性能沥青水泥砂浆调整层施工成套设备、５００米长轨焊接运输及铺设施工成套设备等；形成了我国无砟轨道设计、制造、施工、评估、检验等系列技术标准和规范。 

　　在无缝线路技术方面，采用一次铺设无缝线路和高速道岔施工技术。对１００米定尺、５００米长轨铺设装备应用、铺设施工技术、钢轨焊接技术等方面进行了实践，积累了经验。 

　　此外，通过引进、消化、吸收、再创新，集成了通讯、信号、牵引、供电等“四电”技术，大大提高了装备技术水平；全线配备先进的综合调度系统、数字化列控系统、防灾报警系统和综合维修系统。 

　　２００７年８月，路基和桥梁工程完成。２００７年１２月，无砟轨道和铺轨工程完成。２００８年１月，通讯、信号、牵引、供电工程完成。２００８年６月，系统联合调试完成，运营生产设备及建筑物等辅助工程完成。

高铁列车外景。 

　　核心技术“中国造” 

　　铁道部副总工程师、运输局局长张曙光介绍，对拥有世界高速铁路技术的有关国家和企业，铁道部的相关领导和专家登门拜访、虚心求教。尤其对适合中国条件的德国和日本的技术，引进吸收后，打破二者的技术壁垒，进行集成创新。 

　　“和谐号”动车组的核心技术来自阿尔斯通、西门子、川崎重工、庞巴迪等国外企业，现在国内的技术掌握情况如何？张曙光说，经过近３年的消化吸收，我国已完全掌握了动车组列车的总成、车体、转向架、牵引电机、牵引变压器、牵引变流器、牵引控制、列车网络控制和制动系统等９大关键技术及１０项主要配套技术。时速３５０公里动车组的国产化程度已达到７５％以上，已经实现了核心技术“中国造”。 

　　京津城际列车正式开通运营后，将实行公交化运输，最小行车间隔只有３分钟，京津间全程直达运行时间不足半小时。如果从空中看，仿佛一列列白色铁龙接二连三，快速穿行。如何保证行车安全，张曙光说，安全距离是控制系统的核心。 

　　传统的列车速度系统控制是人机结合，而京津城际铁路的列车采用全自动速度控制系统，在运行线路上每一个点的速度都是事先设定好的，司机只能以这个速度运行，不会发生超速现象。 

　　尽管规划完善，且设置了两套系统，但高速列车的设计者还是做了最坏的打算－－如果车上电子系统发生故障，将启用故障导向安全模式，车辆会立即停车。 

　　列车在高速行驶时，如何保证列车不吸灰尘、旅客不会感觉耳膜不适？设计师把车厢采用差压控制模式的全密封加压，设备会根据车速快慢不断调整车内气压，不会给乘客带来不适。

最高时速的“幕后功夫” 

　　最高时速达３９４．３公里的ＣＲＨ３动车组，在牵引系统、制动系统、网络控制等方面技术先进、成熟、可靠，完全拥有自主知识产权，代表了世界高速铁路移动装备制造技术的先进水平。 

　　然而，在ＣＲＨ３动车组冲出中国铁路第一速之前，必须进行大量的线路运行试验和各种试验，京津城际铁路线上和北京动车所里，一批技术人员和专家为这一刻不辞劳苦、夜以继日地忙碌着…… 

　　今年４月１１日，首列国产时速３５０公里ＣＲＨ３“和谐号”动车组在中国北车集团唐山轨道客车有限责任公司成功下线后，ＣＲＨ３动车组在京津城际铁路上，进行了历时２个多月的运行试验。通过对ＣＲＨ３动车组技术状态、各项参数和性能的不断优化，ＣＲＨ３动车组优良的牵引和制动性能、可靠的安全稳定性和先进的制造技术水平，得到了充分的实际验证。 

　　在试验团队作息时间表上，记者可以看到这样的时间安排：“每天凌晨２：３０起床，３：３０乘车到达动车库上车，４：０５动车组出发到北京西客站，５：０５从北京西客站出发，５：５５到达北京南站开始试验，１９：００试验结束，２１：４５从北京南站返回，００：２０到达北京西站……” 

　　ＣＲＨ３动车组每天要试验运行１２００多公里。“每一块裙板，每一个螺栓都要仔细检查，对易松动和反复发现问题的部位，不仅当场调整和处理，并且全部记录在案，及时向公司反馈。”转向架和制动系统专家－－唐山轨道客车公司产品研发中心高级工程师张晓军向记者介绍说。 

　　运行试验中，铁道科学院的专家们还对ＣＲＨ３动车组进行了受电弓及弓网受流性能试验、动力学性能试验和制动性能试验等大量试验。 

　　每天晚上，动车组回库后，张晓军和负责对动车组运行中的制动状态进行监测的制动负责人陈澍军，都主动留下来，配合转向架检查员王世喜对动车组进行例行检查。２００米长的动车组，１６个转向架，逐一筛查，每个来回最少也要２个小时。 

　　与此同时，试验团队还抽出时间对北京铁路局动车组地勤机械师、随车机械师进行专业培训，内容包括动车组技术特征、结构特点、整备注意事项、日常检查项目和故障简单处理等，增强了动车组使用维护人员解决运行中实际问题的能力，为实现安全可靠运行提供了保证。 

　　据统计，人类有记录以来的最快“风时速”是１９３４年在美国华盛顿测到的３７１．５公里。２００８年６月２４日，国产“和谐号”ＣＲＨ３型动车组在京津城际铁路运行试验中创出３９４．３公里的时速，达到世界运营铁路最高速度，超越“风时速”，实现了“陆地飞行”的梦想。