拉林鐵路全長435.48公里,有地道47座,地道總長216.5公里,簡直占了一半
要從成都甚至海拔更低的內地,直接跑上青藏高原。對牽引電機的要求,“就像要求一個人在平原區域能跑馬拉松,到青藏高原上戴著口罩還能跑馬拉松。”
青藏高原氣候條件雜亂,動車需求運用更多打破性“黑科技”:比方應對經常出現的“地滾雷”,“高原綠巨人”需求全身防雷,“地滾雷”不管打到列車什么位置,都能被輕松化解
文|《瞭望》新聞周刊記者蘇曉洲
海拔2438米或8000英尺以上的“高高原”,是人類開展示代交通運輸的高難度范疇。
6月25日10時30分,D2021次復興號列車鳴響風笛,從拉薩首發,駛向林芝,標志著我國國家鐵路集團有限公司組織建造的拉林鐵路正式注冊運營,意味著復興號打破海拔障礙,完成了高原運營。
這也是國鐵集團牽頭組建創新聯合體研制的復興號高原內電雙源動力集中動車組(被人昵稱為“高原綠巨人”)初次亮相。
拉林鐵路位于青藏高原岡底斯山與喜馬拉雅山之間的藏東南谷地,約90%的線路在海拔3000米以上,靠占比達75%的橋梁和地道穿越岡底斯山和16次跨越雅魯藏布江;沿線山高谷深,相對高差達2500米,施工進程需求攻克諸如高地溫、強巖爆等一個又一個攔路虎。
拉林鐵路的注冊,不只帶來西藏旅行從“慢行快游”變為“快行慢游”等開展效應,更為川藏鐵路甚至滇藏鐵路等“史詩工程”寫下序章,是“我國智造”“我國制作”又一次“爬坡”和“登頂”。
在“世界屋脊”之上,我國先進軌道交通體系進一步確認和鞏固了領跑世界的位置。
雙源動力集中動車組傍行在雅魯藏布江峽谷羅春曉攝
創始技能新紀元之路
“高原綠巨人”不“恐高”,憑什么?
再強大的電力機車,都會受限于輪軌爬坡才干。拉林項目可以成功,首先得益于拉林鐵路——一條開辟技能新紀元的鐵路。
我國中鐵二院,是拉林鐵路的勘測規劃單位。為了這條路,許多“二院人”在雪域高原打拼了十年。
拉林鐵路全長435.48公里,有地道47座,地道總長216.5公里,簡直占了一半。
從地質條件看,“拉林鐵路沿歐亞板塊與印度洋板塊碰撞的雅魯藏布江縫合帶前行,技能上有許多沒有先例的‘無人區’。”中鐵二院拉林鐵路合作施工項目部項目經理兼項目全體何娘者說。
二院規劃團隊足跡遍布藏東高山和深谷,選用“空、天、地”一體化勘測技能查明了沿線災禍類型、散布狀況。對千米級危巖落石、高位泥石流、河谷風積沙等稀有不良地質,提出了科學的工程辦法。
“項目進程中,不斷遭受高地溫、軟巖大變形、強巖爆、高壓富水冰積層、高原風積沙等特別不良地質問題”,中鐵二院拉林鐵路合作施工項目部總工程師張維說,建造的進程可謂“戰天斗地”。
許多地道建造難度超乎幻想。
比方,接近地熱源的桑珠嶺地道,作業面巖石溫度高達89.3℃,超越高原水的沸點!依托澆水噴霧、制作“隔熱”混凝土、增加高效引氣劑、出產冰塊、裝置空調、加強通風,保證了地道施工在高溫下順利完結;在達嘎拉、崗木拉山等地道工程,依托鉆孔攝像、紅外物探、拍照“CT”、注漿加固、止水等技能包圍,“攔路虎”被悉數拿下。
面對集成了各類地道難題的拉林鐵路,《瞭望》新聞周刊記者從中鐵二院了解到,規劃、建造者們在橋梁、鐵路電氣化等范疇獲得多項打破:
藏木雅魯藏布江雙線特大橋,是世界上跨度最大、海拔最高的鐵路鋼管混凝土拱橋,在國內初次運用免涂裝耐候鋼;
電力接觸網體系運用絕緣、抗震、抗風專項規劃,初次應用“一體式彎管形避雷線肩架”,初次全線選用小截面、輕小型角鋼格構式鋼柱,初次選用適應于高海拔低凈空地道的“一體式折彎型全體腕臂”;
選用耐低溫、耐大溫差高功能混凝土;運用工廠預制節段拼裝快速施工技能,運用氟碳涂料防護技能;
在高原高寒區域構筑綠色生態長廊,選用高原鄉土植物綠化,運用太陽能長途灌溉操控體系……
特別“心臟”
拉林鐵路注冊,除了雪域高原各族人民歡欣鼓舞,在幾千公里外湖南省株洲市“我國動力谷”,“高原綠巨人”的研制者也在奔走相告。
株洲我國動力谷具有先進軌道交通千億產業集群,匯聚了中車株機、中車株所、中車株洲電機等把握先進列車核心技能的企業。“高原綠巨人”正是由國鐵集團牽頭調集上述企業組成的創新聯合體研制的。
在中車株洲電機廠房內,記者親眼見到了“高原綠巨人”的牽引電機。體積比普通“綠巨人”牽引電機,足足大了一圈。盡管處于靜態展示狀況,但其壯碩的外形,仍能讓人感受到它潛藏的澎湃動力。
在電氣化、工作時速160公里的拉林鐵路,牽引電機是列車的心臟。
這顆心臟需求多強壯?
中車株洲電機技能研制部門負責人劉勇、吳勇等介紹,在目前線路上,要克服2500米的高度差;但規劃研制要考慮未來能從成都甚至海拔更低的內地,直接跑上青藏高原。“這就像要求一個人在平原區域能跑馬拉松,到青藏高原上戴著口罩還能跑馬拉松。”
依照國鐵集團提出的技能要求,研制人員為“高原綠巨人”配置了特別“心臟”:
普通“綠巨人”牽引變壓器功率是7000千伏安,“高原綠巨人”到達9900千伏安;動力相關技能指標功能進步約38%;配備專門防護“盔甲”,抵御高原風沙侵襲;低溫耐受力到達-40℃,絕緣功能進步至少一倍……
雪域高原空氣淡薄,空氣密度只要平原區域的60%左右。牽引電機等部件工作中發生許多的熱,要靠更微弱的“風冷”來散熱。湖南聯誠軌道配備有限公司基礎技能研制部門負責人屈小章介紹,“高原綠巨人”選用智能監測的通風冷卻技能,應用更高轉速和更強功率,攻克了高原淡薄空氣環境下電器散熱難題。
參加“高原綠巨人”要害部件研制,戰勝挑戰一起也造就了技能飛躍。有企業介紹,一些技能打破瓶頸后一躍成為世界相關范疇的佼佼者,為未來參加世界競爭奠定了堅實基礎。
再造列車“大腦”
為了讓“高原綠巨人”能在電氣化的拉林鐵路和非電氣化的拉日鐵路四通八達,國鐵集團提出列車選用“內燃+電力”雙動力牽引形式。
作為我國列車操控等范疇的領先者,中車株所承當了“高原綠巨人”溝通傳動、牽引操控項目研制使命。
中車株所副總經理劉海濤說,“油電混合”高原動車屬于世界首創。電力機車、內燃機車兩個動力體系要“互聯互通互控”,某種意義上需求再造一種新概念列車“大腦”和“神經體系”。
完結這個使命,只要7個月時間。
時間緊、使命重,依托新技能手段,準確計算組織工期:
樹立數字化仿真體系,在“高原綠巨人”實車的“數字孿生兄弟”身上,開展應用實驗;
運用大數據和先進計算機,讓一些過去人工需求三四個月才干完結的研制作業,在兩周之內做完;
對IGBT等靈敏電子部件,選用針對性特別規劃,有用防御高原強宇宙射線等干擾;
要害操控體系運用了高頻溝通技能,將作業頻率從通常選用的1K以下提高到了16K以上,完成新體系減重20%,體積縮小24%,效率提高2%;
研制并配備能源管理體系,將牽引供電和輔助供電整合,能更好完成綠色節能……
透過才智“大腦”,司機經過傳輸速度“百兆級”的操控網絡、信息網絡,可以看到“高原綠巨人”的體系工作工況,實時動態把握風險。在電力、柴油兩個動力體系之間自由切換,司乘人員基本“無感”,平順舒適。
“高原綠巨人”先進操控體系展示了我國的研制實力。在7個月時間里,中車株所直接和間接參加研制的人員多達300多人。許多一線骨干技能人員的作業使命時間表,準確到了小時甚至分鐘。
渾身上下布滿黑科技
“高原綠巨人”靚麗的外觀下面,其實是一副很“剛”的身板。
中車株機是“綠巨人”整車出產骨干企業。公司相關產品研制部門負責人彭新平介紹:
全車部署彌散式供氧體系,能避免司乘人員因缺氧發生“高反”;車廂有足夠的氣密性,供氧體系、通風體系和空氣凈化體系工作自如;
列車全體防火安全水平很高,防火體系全方位無死角完成緊密監控,許多部件和體系還有專門的防火安全規劃,要求做到最大限度不起火,即使萬一起火也蔓延不開;
可以對進入地道或貼山崖行駛發生的“壓力波”運用調整新風閥門等技能提前操控,抵消對車廂和人耳膜的沖擊;
車窗玻璃對高原強紫外線的過濾才干到達99%。
彭新平說,青藏高原氣候條件雜亂,動車需求運用更多打破性“黑科技”:比方應對經常出現的“地滾雷”,“高原綠巨人”需求全身防雷,“地滾雷”不管打到列車什么位置,都能被輕松化解;具有升級版安全監控和健康診斷體系,能動態盯梢評價列車和部件的安全和健康狀況。
屈小章說,為“高原綠巨人”研制的許多部件,都著眼于環境適應性。如考慮“油電混合”切換期間停用的動力體系可能在低溫環境下結冰,結冰預警和主動除冰體系低于4℃環境下就開端監測和工作;列車選用更環保的水性油漆涂裝,內飾結構運用新型纖維復合材料減重;碳纖維原料的雙桿雙形式同步雨刮器,讓列車無論遭受風雪、沙塵或陣性暴雨,都不簡單“迷眼”;輪軌潤滑油選用可降解材料,盡量不污染沿線環境;散布式和雙形式制氧體系,使高原列車愈加舒適……
“高原綠巨人”上線后,很快就成了民眾旅行和通勤的新寵。從未來開展狀況看,眼下的三列車難以滿意市場需求,“加車”勢在必行。據了解,將電力牽引和內燃機車整合在一節動力車頭的“高原綠巨人”升級版,已在籌劃之中……
在世界十大高原中,除了南極和格陵蘭冰雪高原,其他八大高原的廣袤土地上,許多地方有開展先進軌道交通的潛在需求。一些專家以為,具有高度雜亂性的拉林鐵路建成投運,攻克了一系列高原鐵路建造核心技能難題,不只為川藏鐵路建造提供了經歷和借鑒,也使我國高原鐵路建造技能水平,到達了一個前所未有的高度。來源:新華網
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