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科學生活:北京至天津半小時能到嗎?
中央政府門戶網站 www.gov.cn   2007年12月06日   來源:科技日報

    我國第一條時速超過300公里的京津城際軌道目前已鋪進北京境內,不日將全線鋪通。這條號稱比現在動車組還要快一倍的快速客運專線,使得相隔100多公里的兩大直轄市近在咫尺,讓多少人翹首以盼。

    據測算,京津兩地常住人口2500萬人,加上流動人口,超過3000萬,僅按每天0.5%的人口在兩市間流動考慮,單向運輸就有15萬人,若其中40%選擇鐵路客運,市場需求6萬人,若以600人的列車定員計,每天單向流動就需要100趟列車。目前京津間列車僅每小時1列,即便24小時不間斷發車,也遠遠滿足不了需求,修建京津城際軌道交通勢在必得。

    快速客運專線

    京津城際軌道交通工程也是北京2008年奧運會重點配套工程,全長115公里,總投資123.4億元。京津城際軌道交通由北京南站東端引出,沿既有京山鐵路線南側向東,經過北京亦莊工業園區,永樂新城至天津楊村後,再沿既有京山線北側至天津站。20世紀初修建的京山鐵路京津段,經歷次改造,時速達到120公里,但是該段為京山、京滬鐵路共用,客貨混運,線路緊張。鐵路第六次大提速後,行駛在京津間的動車組列車時速達到250公里,單程僅需一個小時。

    開工於2005年7月的京津城際軌道就是沿著這條鐵路新建的客運專線,運輸組織模式為“高密度、大容量、小編組、公交化”。天津市市長戴相龍在國際海運(中國)年會上透露,只需半小時通達京津的鐵路客運專線開通運營,每5分鐘發一次車。屆時,往來于京津兩地的旅客會感覺到,乘坐城際列車比公交車要快得多,方便得多。另外乘客在乘坐京津城際列車時,還能享受到自動售票、自動客運管理系統等高科技服務,乘客可按照系統提示選擇車次和到站。如果乘客有不明白的問題,還可以與系統進行“對話”,得到系統準確的回答。

    作為一種全新的客運方式,京津城際軌道交通的優勢十分明顯。一是用地省,運量大,佔地僅為公路的1/8;二是速度高,造價低,造價僅為地鐵的1/3,時速是地鐵的2倍;三是節約能源,減少大氣污染,每單位運輸量能源消費量,軌道交通僅為公共汽車的3/5、私人用車的1/6,且不會産生廢油廢渣;四是安全性能好,交通事故極為罕見;五是噪音低。公路上大卡車的噪音達到94分貝,而軌道列車能將運行噪音減低至70分貝左右。

    全封閉多高架

    我們常説:“火車跑得快,全憑車頭帶。”其實,這話只説對了一半。

    京津城際軌道交通工程中的高架橋長度佔全線路長的88.22%,列車幾乎是在“空中通道”上行駛。在這樣的環境中,高速行駛的城際列車得以實現暢通無阻,不僅保證了列車的速度,而且還避免了事故的發生,“全封閉、多高架”這一設計理念成為京津兩地半小時通達的主要前提,而托起空中通道的是一個個橋墩和路基。

    中國鐵道建築總公司所屬十一、十四、十七、十八、二十二、電氣化局集團參加了京津城際軌道交通工程的建設。中鐵十七局集團三公司在京津線擔負著400多個橋墩的施工任務。項目經理劉新福帶領項目有關工程技術人員,從鋼筋加工入手,仔細分析出鋼筋加工過程中最容易出現的鋼筋彎曲、接頭尺寸偏差過大、焊縫尺寸不足等15個常見質量問題,逐個總結出解決方案,並編印成冊,下發給每一位參加鋼筋籠加工的職工。通過規範作業,有效地避免了鋼筋籠製作過程中的常見質量問題,他們施工的3900多根鑽孔樁,一次性質量檢測全部合格,Ⅰ類樁達到了98%。

    為了確保列車在時速350公里運行中的平穩和安全,京津城際鐵路對路基、橋梁和整個線路工後沉隆控制非常嚴格。設計要求:路基工後沉降不得大於1.5厘米,橋梁不得大於2厘米,如果超過這個指標,就會使軌道板無法輔設,造成整個工程失敗。

    中鐵十八局六公司管段內,有一段是天津河北區和北辰區共用的一個近20年的垃圾場,垃圾最大埋深6米。京津城際客運專線建設中採用CFG樁技術,樁基結實穩固,不怕重物碾軋,保證軌道運行平衡,所以打樁前必須將深埋地下的垃圾清理乾淨。為了搶出工作面,他們調來4台挖掘機,60多臺自卸車,頂著多年沉積垃圾的撲鼻惡臭,挖地“三尺”,經過5晝連續作業,將7萬多立方米的垃圾清除,又運回符合路基基礎的回填土,推土壓實,2006年1月23日,中鐵十八局集團打下第一根CFG樁。中鐵十七局集團三公司擔負施工的武清車站路基,屬於軟土地質。在軟基處理中,需要打入4萬根CGF、共120萬延米,相當於130余座珠穆朗瑪峰的高度。為了監控CGF樁的施工質量,他們和有關單位聯手研製出CFG樁施工自動記錄儀。這種由計算機、收據採集卡、電機電流測量裝置、鑽深深度測量裝置等元件組成的自動記錄儀,在施工過程中,對鑽機的鑽深速度、深度、泵送混凝土少於所需的數量情況下,記錄儀會自動報警。同時,這種自動記錄儀還可自動統計當天當月或某一時段CFG樁的作業量,為施工管理提供可靠的作業參數。

    採用國際上最先進的博格板無砟軌道新技術滿足快速列車平穩安全運行

    津京城際軌道交通工程中88.22%是高架橋,快速列車幾乎是在“空中通道”上行駛。堅固的路基、敦實的橋墩,支撐著一道比一層樓房還高的雙線整孔箱梁,樑上鋪設著在全線連成一體的博格軌道板,讓高速行駛的城際列車平穩運行。

    橋梁巨無霸

    過去鐵路橋梁多為“T”型梁,重量都是100多噸,而用於津京城際空中通道的鐵路橋梁外形猶如一艘輪船,全稱為“32米雙線整孔箱梁。”箱梁重達900噸,相當於1000輛夏利轎車;面積為437平方米,比一個標準籃球場還大17平方米;高度3米多,比一層樓房還要高。在目前我國橋梁“家族”中,它的體積最大、噸位最重、科技含量最高,是名副其實的“巨無霸”。它是我國自行研發,並首次應用於無砟軌道工程的鐵路梁。

    中鐵二十二局擔負719孔雙線箱梁的預製任務,佔全線任務總量的近30%,它是我國鐵路目前規模最大的現場制梁場。項目部在集團公司的支持下,投資5000萬元,購置了各種機械設備380多臺(套),並進行上百次計算完成多項工藝革新。2006年4月8日,第一孔900噸雙線箱梁開始灌注。

    為攀登制梁技術高峰,項目部從一開始便將技術創新的“種子”植入項目運作中,讓創新與生産同步進行,讓創新與爭速、創優、創效共同成長。他們自主創新的“全自動液壓內模設計、安裝整體推進和拆除”技術,打破了國內以往內模分段安裝、拆除的傳統作業方式,改為外模不動,內模整體推入,整體推出。“這是一項國內獨家擁有的技術,目前在世界上都屬首創,它既方便快捷,節約了模板拼裝時間,又加快了模板使用週轉率。”項目總工程師張立國每每説到這裡,都會掩飾不住一臉的自豪。

    針對箱梁成型後的養護問題,他們自行設計的“梁體蒸汽養護全自動溫控系統”,猶如給梁體穿上了一個“空調外套”——通過架設在梁體上的若干個探頭,自動探測梁體內外部溫度,實現自動升溫降溫,讓梁體始終保持在恒溫狀態中,解決了長期以來梁體養護難以控制溫差的難題。

    博格板無砟軌道

    要完成300公里以上的運行時速,實現半小時走京津的目標,京津城際軌道交通工程首次採用當今國際上最先進的德國博格板無砟軌道新技術,打破了傳統的石砟道床、枕木、鋼軌合一的結構。

    博格板並不是木板,也不是鋼板、鐵板,而是一塊長6.45米、高20厘米、重達9.6噸的混凝土承軌臺,這些承載鋼軌的博格板被數控機床打磨得非常光滑平整,每塊博格板的長、寬、高誤差都被嚴格控制在0.3毫米以內。所謂“砟”是指小塊石頭,常規鐵路都是在“砟”的基礎上鋪設枕木,這種軌道稱為有砟軌道,有砟軌道會使列車在行駛時産生強大震動,制約了火車的行駛速度。“無砟”就是每根長500米的鋼軌不鋪設在小石頭上,而改為鋪設在全線連成一體的軌道板——博格板上,從而滿足了列車運行的平穩和安全,還明顯降低了噪音。

    日前,我們來到坐落在北京房山區的中鐵十四局集團房山橋梁廠軌道板生産車間,周來玉廠長介紹説,無砟軌道板最早由德國博格公司研發而成,因此也稱博格板。

    我們在寬敞明亮的生産線上看到,自行吊鬥把混凝土運到後,布料機將混凝土均勻地攤鋪在模具裏,8台變頻振動器同時進行振搗,沒多一會兒,一組21塊軌道板混凝土澆注完成,工人們用篷布把剛澆注好的軌道板全部覆蓋起來,進行養護。周來玉告訴我們,他們平均每天要生産81塊軌道板,最快時可達到100塊。在京津城際軌道交通工程中,他們廠軌道板的生産任務是25000多塊,任務十分繁重。在軌道板打磨車間,我們看到一台由多工作臂組成的高智慧數控磨床,在水流的沖刷下,正在對一塊軌道板承軌槽進行打磨。無砟軌道板的精度要求非常高,預製成的軌道板表面平整度誤差不得超過0.3毫米,承軌槽平面精度不得超過0.1毫米。用機工的精度,來加工建築工業産品,無論從理念上,還是工藝上,都是一個新的突破,為國內首創。

    2006年9月1日,中國鐵路建設史上第一塊無砟軌道板誕生,填補了我國鐵路施工技術上的空白。(董立巍 記者 王寶琳)

 
 
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