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[铁路总公司] 中国高铁崛起之秦沈悲歌

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发表于 2018-3-27 15:27 | 显示全部楼层 |阅读模式
中国高铁崛起之秦沈悲歌

中国高铁最初是以“客运专线”这个“伪装者”的名字正式登上历史舞台的。为什么?因为高铁这个名字树大招风,反对者如过江之鲫,只好换个马甲出来混混,而客运专线就是一个不错的马甲。为什么?客车要快跑,速度一般比较高;货车要多拉,速度往往相对较低。速度快的客车与速度慢的货车套跑,会相互干扰,影响线路的通过能力。为了提高效率,就要客货分线,所以世界上的高速铁路往往都是客运专线。

秦沈客专就是第一个穿上这个马甲的高速铁路。其实早在1986年铁道部就开始研究扩大秦皇岛至沈阳铁路的输送能力,铁三院受命编制研究报告。当时的决策者,一直在建新线还是改造既有线路之间摇摆,到1987年终于决定建新线了,可又开始在建设客运专线还是建设货运专线,或者建设客货混行铁路之间摇摆。到1995年,铁道部终于做了决定,建设时速160公里的秦皇岛到沈阳客运专线,最小曲线半径1500米、困难地段1200米。

如果按照这个标准建设,秦沈客专无疑就是又一条广深铁路而已,一条准高速铁路。

但是到了1998年,情况发生了变化,铁三院根据铁道部的授意,开始按照曲线半径不小于2500米进行设计。到秦沈客专正式开工时,铁道部最终决定按照最小曲线半径3500米、困难处3000米进行建设。这意味着秦沈客专已经发生了质的变化,为什么?因为这代表秦沈客专的技术标准已经提高到设计时速200公里,预留时速250公里。中国第一条理论上的高速铁路正式诞生。

我们都知道中国高铁历史上有个著名的“跨越式发展”路线,中国高速铁路大发展以及CRH“和谐号”动车组就是这个路线的产物;其实在1998年,中国铁路也有一个响亮的口号,叫“跨世纪工程”,秦沈客专就是这项工程的产物。1998年3月28日,新上任的铁道部部长傅志寰(huan)在加快铁路建设动员大会上提出了“决战西南、强攻煤运、建设高速、扩展路网、突破七万”的口号,这个口号为接下来5年的铁路发展定了基调。由于主要工作发生在世纪交替前后,所以又被称为“跨世纪工程”。

1999年8月16日,秦沈客专正式动工,工期4年。因为众所周知的原因,2003年是个重要年份,根据形势发展的需要,铁道部又将建成时间提前到2002年12月31日,要求2003年1月1日开始试运营。

当时的铁道部对秦沈客专这个项目无疑是高度重视的。为了加强秦沈客专建设与京秦铁路提速改造工作的协调,铁道部成立了以蔡庆华副部长为组长的“京秦沈客运通道协调组”,到2002年6月27日,铁道部又成立了以傅志寰为组长,副部长蔡庆华、刘志军、王兆成为副组长的“京秦沈客运通道领导小组”,要求确保秦沈客专于2003年1月1日开通试运行,2003年8月正式运营。

但是,秦沈客专最终没能按照预定时间开通运营,这样就注定了它的悲剧。因为铁道部领导班子换届了,新一届领导班子有了新的发展思路,秦沈客专作为青铜时代的产物显然并不受待见。

2002年6月16日,秦沈客专全线铺通,2002年11月,秦沈客专全线范围内完成了第三次综合试验。但是,开通日期还是遥遥无期,直到2003年10月12日,秦沈客专正式开通运营,与经过提速改造的京秦铁路,合称京秦沈客运通道。担当线路运营的不是傅志寰时代计划的“中华之星”动车组与“先锋号”动车组,而是韶九客运电力机车牵引的T60次列车,运营时速也不是200公里,而是160公里,成了一条与广深铁路一样的准高速铁路。秦沈客专被正式阉割,无缘中国第一条高速铁路的称号。此后,出现一个机会,秦沈客专本有可能借此翻身。这就是“中华之星”的上线运营。虽然,与秦沈客专一样历经磨难,但是“中华之星”在世人的关注下,终于还是通过了专家的鉴定考核,于2005年8月1日上线运营。

“中华之星”的总负责人、中国工程院院士刘友梅上书铁道部主要领导,希望能够让“中华之星”在秦沈客专上按照时速200公里运营。毕竟也是曾经创造了321.5公里/时的中华第一速的“中华之星”,刘友梅本抱有满腔热情,但是他得到的是冷水浇头。不行!理由是秦沈客专的行车条件达不到要求。

秦沈客专与“中华之星”这对指腹为婚的“娃娃亲”虽然终于在一起了,但是厄运还没有到头。根据铁道部的安排,“中华之星”担当的车次是L517/518次,运营时速160公里。“L”代表的是临时旅客列车,也就是说随时都可能被取消。更要命的是,铁道部只允许“中华之星”在沈阳与山海关之间运行。山海关是个很小的城市,客流难以保障。加上铁道部刻意保持低调,所以这个曾经的明星车型在这条本应该地位显赫的客运专线上担当的车次,知道的人却寥寥无几。

如果能够让“中华之星”在秦沈客专全线运营,客流就会更加有保障,毕竟与山海关这个小地方相比,秦皇岛已经算一个大城市了,而且是颇有名气的旅游城市。刘友梅再次上书,希望能够将L517/518的运营区间扩大到秦皇岛至沈阳。但是,他又被否决了。

当然,这还不是秦沈客专的最低谷。2007年2月1日,秦沈客专地位进一步降低,被并入京哈铁路,称为“京哈线秦沈段”。

中国有个源自《周易》的成语叫否极泰来,意思是逆境达到极点,就会向顺境转化。对秦沈客专而言,当时的境况已经糟糕到不能再糟糕了,也就没有什么可怕的了,总不能拆了吧?于是,秦沈客专就否极泰来了。机会在最糟糕的时节孕育。

2007年4月18日,伟大的中国铁路第六次大提速正式实施,CRH“和谐号”动车组上线运营,中国高铁元年正式到来。引进法国技术生产的CRH5A“和谐号”动车组在秦沈客专上线运营,时速250公里。秦沈客专终于摘掉了准高速铁路的帽子,正式成为一条名副其实的高速铁路。中国第一条高速铁路的桂冠最终没有旁落,秦沈客专实至名归。

但是,当时的铁道部官方并不这样宣传,官方把中国第一条高速铁路的名头给了2008年8月1日开通的京津城际高铁。毫无疑问,京津城际高铁在世界高铁发展史的地位是无与伦比的,它是世界上第一条时速350公里的高速铁路,但是秦沈客专是中国第一条高速铁路的事实无法改变。

2016年2月15日,国家铁路局在官网上公布了名为《中国高速铁路》的统计表,秦沈客专正式被官方列为中国第一条高速铁路,设计时速250公里,初期运营时速200公里。

秦沈客专争议颇多,但地位无与伦比,倒不在于中国第一条高铁的虚名,而在于它对中国高铁的养成,包括人才的育成与技术的实践,称它为“中国高铁的黄埔军校”一点都不为过。实际上,秦沈客专在傅志寰时代立项时,为中国将来大规模的高铁建设先行探路,进行技术和人才储备,正是它的初衷。

我们先来看第一点——人才。

秦沈客专全长404.64公里,参与建设的队伍包括中国中铁旗下的中铁一局、中铁二局、中铁三局、中铁四局、中铁五局、中铁大桥局、中铁电气化局,以及中国铁建旗下的8个工程局,共计15个局参与,可以说是对中国高铁建设队伍的一次大操练。

所以,一位铁路专家回忆说:“有的工程路局因为在秦沈客专的建设上没有中标,当事人都哭了,因为他们知道,一旦在秦沈项目中出局,很有可能以后的高铁项目也因为没有相关从业经验而丢掉。”

所以在一次学术会议上,原铁道部建设司司长杨建兴激动地说:“参加京沪高铁建设的技术骨干有90%的人都参加过秦沈客专的建设。”

我们再来看第二点——技术。

秦沈客专采用了大量新技术、新工艺、新设备,涉及路基、桥梁、轨道、通信及信号等,很多都具有试验性质。如为了适应高速列车运行,秦沈客专采用了长站距设计,全线只设10个车站,平均距离约40公里,最大站间距达到了68.6公里,这些设计突破了常规铁路甚至国外高铁的站间距分布原则,可以说是一个大胆的尝试。再如,在路基工程上,秦沈客专对路基与桥涵之间,不同刚度的路基之间均设置过渡段,以保证轨下基础刚度的平顺变化。为了秦沈客专建设,还专门研制了600吨架桥机,率先在中国铁路建设中大范围采用双线混凝土箱型梁、混凝土钢构连续梁。秦沈客专的接触网首次采用铜镁合金导线,受流性能大大提升。秦沈客专信号通信系统以车载速度显示作为行车凭证,是中国第一条取消地面通过信号机的铁路。
高速铁路建设技术涉及方方面面,每一项都不简单。如接触网的设计,如何保证高速列车高速运行时受电弓始终不脱离接触网,保证列车始终能够获得源源不断的动力能源,这就是一项很大的挑战。你可以设想一下,随着受电弓滑过接触网的接触线,接触线一定会产生上下的震动。它会以一定的频率与速度往前传递,这种震动波传递的速度与列车的运行速度越接近,受电弓就越容易脱离接触导线。要避免这种情况,就要从接触网的材料以及结构设计上想办法,保证接触网的张力。

尽管高铁建设的技术有万万千,需要一项一项地去突破,但是对中国高铁而言,具有里程碑意义的技术突破有两项:一项是无缝钢轨,另一项是无砟轨道。毫无疑问,秦沈客专最重要的探索实践是无缝钢轨的铺设。

坐过绿皮火车的人都知道,列车在轨道上运行时,耳边总会响起“咔嗒、咔嗒……”的响声。特别是在一望无际的黑暗中,远处星星点点的灯火,这种“咔嗒”声仿佛就是催眠的摇篮曲。当然这是文艺青年的感受,对大多数普通乘客而言,这种“咔嗒”声会影响旅行的舒适性。这种“咔嗒”声来源于钢轨与钢轨之间的接缝。普通铁路的钢轨一般长25米,钢轨与钢轨之间有几毫米到十几毫米的空隙。火车轮轨的踏面驶过缝隙时就会发出有节奏的“咔嗒”声。

这种接缝也不利于列车的高速运行,所以高速铁路要选择无缝钢轨。有人可能会说了,那还不简单,焊接上就行了,现在焊接技术太高了,连航母都是分段焊接的。

是的,焊接很简单,但是难点不在焊接,而在钢轨的热胀冷缩。暴露在野外的钢轨,在烈日与暴雨之中,温差变化可以超过50摄氏度,会产生极大的热胀冷缩,这种热胀冷缩的力专业术语叫“应力”,可以大到100吨。中国科学院院士、北京交通大学光波技术研究所所长简水生曾经在接受媒体采访的时候专门分析过这个问题,他说:“高速铁路上的钢轨,是由每一根长达100多公里的钢轨焊接起来的,其温度膨胀系数,是1.1乘以10的负5次方,也就是温度每变化1摄氏度,钢轨就伸长或缩短1.1米。”而秦沈客专最长的一段钢轨全长200.918公里。无缝钢轨的热胀冷缩,你说到底恐怖不恐怖?

那解决的办法是什么?实际操作起来很难,但是大道理说通了也比较简单。第一种方法,找到中间温度,然后用弹性扣件将钢轨牢牢地锁住,当然这个力一定要能够抵御钢轨热胀冷缩的应力;第二种办法,在温度差异大的季节变化时,如从夏天到冬天,或者从冬天到夏天,解开钢轨的扣件,集中释放一次应力,应力释放完毕,钢轨长了截掉,钢轨短了补上。

秦沈客专是我国首次成功采用无缝线路一次铺设,采用CHN60型钢轨,轨条分为三段,最长的一段200.918公里,设计与施工研究相结合,解决了多项前沿性问题。

除了无缝钢轨铺设技术的探索,秦沈客专也进行了小规模总计2公里的无砟轨道铺设试验。无砟轨道是中国高铁建设技术突破的第二个里程碑。

普通铁路我们都见过,枕木是铺在大量的石砟上面,然后铁轨又铺在枕木上。可不要小瞧这些小块石头,它们的作用可不小。它们能够使铁道上的积水很容易就排走,它们能够减低列车经过时所带来的震动及噪声,使乘客的乘坐舒适程度增加,它们能够吸热帮助钢轨在热胀冷缩中保持稳定,避免发生列车事故,它们还能够分散列车给钢轨的压力,保持铁道的稳定性。

尺有所短,寸有所长。有砟轨道的缺点也很明显,特别是在高速铁路领域。如随着列车速度的提升,石砟道床会出现不规则沉降,轨道的变形也会越来越严重,同时还由于石砟变形的不均匀性造成轨道的各种不平顺,影响高速列车的舒适性和安全性;如高速列车在高速铁路上快速奔跑,会造成强大的列车风,致使道砟颗粒被风卷起,道砟粉碎化现象严重。

所有上面这些都会让有砟轨道需要频繁的维护。根据德国高速铁路的资料,当行车速度为每小时250~300公里时,其线路维修费用约为行车速度为每小时160~200公里时的2倍;速度为每小时250~300公里时,通过总重达3亿吨后,道砟就需全部更换。

而有砟轨道的缺点正是无砟轨道的优点。无砟轨道的特点就是:平顺性好、稳定性好、使用寿命长、耐久性好、维修工作少、避免了飞溅的道砟。所以世界上大多数高速铁路都采用无砟轨道。

当然无砟轨道因为是硬性连接结构,所以对铺设的精度有非常高的要求,需要对轨道板进行精确定位,才能形成平顺、稳定、安全、耐久的高速铁路无砟轨道。这就对无砟轨道技术提出了很高的挑战。

还有重要的一点,无砟轨道是刚性连接,但是要保证列车稳定运行必须有一定的弹性。有砟轨道的弹性就来源于道砟,无砟轨道怎么办?那就是CA砂浆。CA砂浆是什么东西?解释一下也比较简单,就是水泥、沥青、混合料、水、铝粉等组成的混合物,作为板式轨道混凝土底座与轨道板间的弹性调整层,是一种具有混凝土的刚性和沥青的弹性的半刚性体。但是,用什么材料组成,各种材料如何配比,那这就是无比困难的一件事了!这些数据就是核心机密。

当然,秦沈客专只是试验了在桥梁上的2公里无砟轨道,并不能算是真正的突破。中国高铁无砟轨道技术的真正突破要到2003年,当年2月25日,四川遂宁至重庆客专正式开工建设。遂渝铁路全长131.166公里,设计时速200公里,预留时速250公里。遂渝铁路设置了全长17公里的无砟轨道综合试验段,是中国第一次铺设长区段无砟轨道,是中国第一次在土质路基上而不是桥梁或隧道中铺设无砟轨道。此前中国共铺设了大约330公里无砟轨道,但是全部是在桥梁或者隧道中,技术多是引自德国或日本。遂渝铁路的无砟轨道虽然也引进了国外技术,但是已经不是简单的购买与使用,作为中国高铁跨越式发展的一部分,遂渝铁路无砟轨道技术进行了消化吸收和再创新,实现了突破并转化为中国自己的技术,创造了中国高铁建设领域多项创新成果。2006年5月1日遂渝铁路通车,当年就申报了专利56件,其中发明专利26件,实用新型专利30件。

秦沈客专对中国高铁技术积累的贡献还不仅仅局限于此,它还是中国高速列车研发的试验场。秦沈客专设计时速200公里,预留时速250公里,但是在山海关至绥中区间,秦沈客专还建设了约62.3公里的时速300公里的高速试验段,这是广深铁路试验段的升级版,普通动车组可以在广深铁路试验段试验,但是佼佼者如“中华之星”与“先锋号”就要在这里一展雄风。

中国在秦沈客专试验段共进行了3次大的综合试验。第一次是2001年12月,上来撒丫子跑的是动力集中型的“神州号”动车组,线路不错,但是“神州号”能力有限,最高时速刚过200公里,达到了201.7公里。第二次是2002年9月,上来撒丫子跑的是中国动力分散型动车组的代表“先锋号”。此前一年,2001年10月26日~11月16日,“先锋号”主要在广深铁路进行试验,最高跑出了时速249.6公里的速度纪录。2002年9月转至秦沈客专进行测试的“先锋号”动车组进一步释放了自己的天赋,9月10日,“先锋号”跑出了时速292公里。第三次是2002年11月,上来撒丫子跑的是“中华之星”,它的纪录就是那个著名的时速321.5公里。

此后,“中华之星”与“先锋号”这两款“和谐号”之前的中国动车组双雄,双双在秦沈客专完成了50万公里的运营考核,虽然此后前途各异,但是都没有什么好结果,双双被打入冷宫,逐渐淹没在历史的尘埃中,成为我们追忆的一种情怀,一个时代发展的符号。
(来源网络  向原作者致敬)

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 楼主| 发表于 2018-3-27 15:30 | 显示全部楼层
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发表于 2018-3-27 20:43 | 显示全部楼层
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发表于 2018-3-27 20:44 | 显示全部楼层
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发表于 2018-3-28 09:47 | 显示全部楼层
出息带来方便
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新浪微博达人勋

发表于 2018-3-28 11:13 | 显示全部楼层
可怜的秦沈。以后有了京沈,就更没秦沈啥事了
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发表于 2018-3-29 12:19 | 显示全部楼层
“中华之星”与“先锋号”这两款“和谐号”之前的中国动车组双雄,双双在秦沈客专完成了50万公里的运营考核,虽然此后前途各异,但是都没有什么好结果,双双被打入冷宫,逐渐淹没在历史的尘埃中。

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发表于 2018-3-31 06:54 | 显示全部楼层
华东地区去东北地区最便捷的通道。
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发表于 2018-4-2 10:42 | 显示全部楼层
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新浪微博达人勋

发表于 2018-4-2 12:19 来自:[铁道论坛手机版] | 显示全部楼层
秦沈的作用不可替代
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