淺談我國(guó)高鐵的現(xiàn)狀與安全.docx

淺談我國(guó)高鐵的現(xiàn)狀與安全班級(jí)：鐵工0908班 姓名： 張 戈 學(xué)號(hào)：200900001492淺談我國(guó)高鐵的現(xiàn)狀與安全高速鐵路既是指通過(guò)改造原有線路（直線化、軌距標(biāo)準(zhǔn)化），使?fàn)I運(yùn)速率達(dá)到每小時(shí)200公里以上，或者專門修建新的“高速新線”，使?fàn)I運(yùn)速率達(dá)到每小時(shí)250公里以上的鐵路系統(tǒng)。高速鐵路除了在列車在營(yíng)運(yùn)達(dá)到速度一定標(biāo)準(zhǔn)外，車輛、路軌、操作都需要配合提升。高速鐵路是高新技術(shù)的系統(tǒng)集成，融合了交流傳動(dòng)技術(shù)、復(fù)合制動(dòng)技術(shù)、高速轉(zhuǎn)向架技術(shù)、高強(qiáng)輕型材料與結(jié)構(gòu)技術(shù)、減阻降噪技術(shù)、密封技術(shù)、現(xiàn)代控制與診斷技術(shù)等一系列當(dāng)代最新科技成果。我國(guó)的高速鐵路建設(shè)起步較晚，但是中國(guó)高速鐵路的發(fā)展和運(yùn)營(yíng)實(shí)踐表明，高速鐵路在我國(guó)有很大的發(fā)展空間和潛力，我國(guó)充分利用我國(guó)后發(fā)展的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)我國(guó)鐵路的跨越式發(fā)展。目前，我國(guó)高速鐵路運(yùn)營(yíng)狀況總體很好,設(shè)備質(zhì)量可靠。無(wú)論是線路基礎(chǔ)、通信信號(hào)、牽引供電等固定設(shè)備，還是動(dòng)車組等移動(dòng)設(shè)備，質(zhì)量穩(wěn)定，運(yùn)行平穩(wěn)。運(yùn)輸安全穩(wěn)定,高速安全保障體系日趨完善，經(jīng)營(yíng)狀況良好。高速鐵路受到廣大旅客的青睞，市場(chǎng)需求旺盛。目前，全國(guó)鐵路每天開(kāi)行高速列車1000列左右，平均上座率達(dá)到101.7%。高速鐵路為廣大旅客創(chuàng)造了美好生活的新時(shí)空，贏得了大家的贊譽(yù)。 高速鐵路作為現(xiàn)代社會(huì)的一種新的運(yùn)輸方式，具有極為明顯的優(yōu)勢(shì)。在運(yùn)行速度上，目前最高時(shí)速將達(dá)到380公里，；在運(yùn)輸能力上，一個(gè)長(zhǎng)編組的列車可以運(yùn)送1000多人，每隔3分鐘就可以開(kāi)出一趟列車，運(yùn)力強(qiáng)大；在適應(yīng)自然環(huán)境上，高速列車可以全天候運(yùn)行，基本不受雨雪霧的影響；在列車開(kāi)行上，采取“公交化”的模式，旅客可以隨到隨走；在節(jié)能環(huán)保上，高速鐵路是綠色交通工具，非常適應(yīng)節(jié)能減排的要求。 高速鐵路線路應(yīng)能保證列車技規(guī)定的最高速度，安全、平穩(wěn)和不間斷地運(yùn)行。因此，鐵路線路，不論就其整體來(lái)說(shuō)，或者就其各個(gè)組成部分來(lái)說(shuō)，都應(yīng)當(dāng)具有定的堅(jiān)固性和穩(wěn)定性。高鐵建設(shè)，核心就是安全。安全和速度并不矛盾，安全是以一整套高科技體系、質(zhì)量和管理系統(tǒng)作保障的。高鐵能以300 公里以上的時(shí)速安全行駛，主要是由以下幾個(gè)條件保證的，那就是能高速行駛的列車、無(wú)砟軌道、全封閉的線路和智能化的交通信號(hào)系統(tǒng)。當(dāng)動(dòng)車組以每小時(shí)300公里速度運(yùn)行出現(xiàn)兩車交會(huì)或高速通過(guò)隧道時(shí)，車體會(huì)受到一個(gè)巨大的“擠壓力”，相當(dāng)于拇指大小的面積承受6公斤的壓力，這無(wú)疑對(duì)車體結(jié)構(gòu)的可靠性提出了重大考驗(yàn)。中國(guó)動(dòng)車組的車體包括車窗玻璃和門等在內(nèi)，都按照90對(duì)次的列車交會(huì)速度，經(jīng)過(guò)了20萬(wàn)余次的模擬試驗(yàn)。高鐵動(dòng)車的擋風(fēng)玻璃共有6層，包括3層無(wú)機(jī)玻璃、2層軟塑料，以及1層厚度為23毫米的防飛濺層?！帮w來(lái)的物體即便將5層全部擊碎，最后也會(huì)被防飛濺層像網(wǎng)一樣兜住?！倍緳C(jī)前方使用的球面防彈玻璃，更是不怕撞擊。有報(bào)道稱，“即使行駛速度達(dá)到400500公里，遭遇重1千克的飛石撞擊，也不至于出現(xiàn)破碎的危險(xiǎn)”。 衡量列車運(yùn)行安全性的一個(gè)重要指標(biāo)是“脫軌系數(shù)”。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，無(wú)論運(yùn)行速度多高，脫軌系數(shù)都不得大于0.8。而我國(guó)CRH380A動(dòng)車組實(shí)測(cè)中的脫軌系數(shù)小于0.13，遠(yuǎn)低于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。除設(shè)計(jì)和制造外，檢修也是保證安全的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。據(jù)介紹，國(guó)際上機(jī)車檢修通常分為零部件、系統(tǒng)和車輛三個(gè)級(jí)別。其中，零部件級(jí)別的檢測(cè)已經(jīng)很成熟，分為A、B、C三檔。系統(tǒng)級(jí)別的檢測(cè)則是拿真車做針對(duì)不同子系統(tǒng)的安全性試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)還要加入各種激擾和失效，比如讓減震器停止工作，在這種情況下再看列車能不能正常運(yùn)行。而車輛級(jí)別的檢測(cè)，則有一整套高速列車試驗(yàn)規(guī)范可以遵循，由鐵道部安全督察司等第三方機(jī)構(gòu)組織實(shí)施評(píng)估。為了盡可能將人為因素的影響降到最低，不僅檢測(cè)設(shè)備水平在提高，檢測(cè)系統(tǒng)也已高度自動(dòng)化了，需要人親自操作的實(shí)際已經(jīng)很少。 在高速條件下，線路受到較高頻率的動(dòng)荷載作用。列車運(yùn)行速度越高，動(dòng)力響應(yīng)越大，對(duì)軌道的損傷和路基的變形越大。反過(guò)來(lái)，軌道的損傷和路基的變形又會(huì)導(dǎo)致更大的列車運(yùn)行不平穩(wěn)，產(chǎn)生更大的動(dòng)力響應(yīng)。如果路基和軌道在列車運(yùn)行荷載下的空間位置和軌項(xiàng)表面狀況不能保持穩(wěn)定必造成惡性循環(huán)，最后導(dǎo)致線路結(jié)構(gòu)的徹底失效。 線路結(jié)構(gòu)的失效來(lái)自兩種可能性：一是鋼軌在高頻動(dòng)荷載作用下發(fā)生軌頭磨耗、空間位置移位以及疲勞折斷；二是路基變形過(guò)大，傳遞至軌頂，引起線路位置的空間不平順，導(dǎo)致高速列車運(yùn)行時(shí)過(guò)大的動(dòng)力響應(yīng)，造成變形和動(dòng)力響應(yīng)的惡性循環(huán)。 第一種失效狀態(tài)是否產(chǎn)生主要取決于鋼軌動(dòng)應(yīng)力的大小，在列車質(zhì)量和運(yùn)行速度定的情況下，減小鋼軌動(dòng)應(yīng)力的途徑是使軌排具有定的彈性，從而將車輪動(dòng)荷載擴(kuò)散到車輪作用點(diǎn)相鄰的數(shù)個(gè)鋼軌扣件范圍內(nèi)，以避免過(guò)高的局部鋼軌應(yīng)力。相應(yīng)技術(shù)措施是在鋼軌下面放置具有特定彈性性能的墊板使軌排具有適當(dāng)?shù)膹椥韵禂?shù)。 第二種失效狀態(tài)是否產(chǎn)生主要取決于路基的變形穩(wěn)定性。即在列車荷載下不要產(chǎn)生過(guò)大的變形，且盡可能減小殘余變形。從減小殘余變形的角度考慮，要求減小路基的彈性，因?yàn)槁坊牧鲜欠蔷€性彈性的，路基彈性越大，變形越大，殘余變形也越大。由于路基的變形不可避免，故應(yīng)盡量保證路基變形的均勻性，相應(yīng)的技術(shù)措施是提高路基的施工壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。高速鐵路的路基壓實(shí)系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)在0.95以上。由上可知，高速鐵路對(duì)線路結(jié)構(gòu)的變形性能具有較高的要求：彈性太小會(huì)導(dǎo)致第一種失效狀態(tài)，彈性太大又可能引起第二種失效狀態(tài)。而線路結(jié)構(gòu)本身由鋼軌、連接件、軌下基礎(chǔ)、道碴和路基等組成，各部分具有各自的變形特性，如何對(duì)各部分的力學(xué)參數(shù)進(jìn)行綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)，使其總體變形性能達(dá)到高速鐵路對(duì)線路結(jié)構(gòu)的變形性能要求，還需要深入研究。在高速鐵路橋梁地段，線路結(jié)構(gòu)則面臨更復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題。一方面高速運(yùn)行條件下對(duì)線路的變形控制較高，另一方面橋梁會(huì)受到高速列車所帶來(lái)的巨大縱向力(包括正常運(yùn)行的輪周牽引力、制動(dòng)力、起動(dòng)力)，氣溫變化導(dǎo)致的梁內(nèi)和焊接長(zhǎng)鋼軌內(nèi)的約束應(yīng)力，橋梁風(fēng)載、基礎(chǔ)傾斜、單側(cè)陽(yáng)光照射等因素造成的橫向力和不對(duì)稱力。這些力對(duì)橋梁的縱向連接強(qiáng)度、鋼軌應(yīng)力、支座強(qiáng)度、橫向穩(wěn)定性等產(chǎn)生很大的影響。必須研究這些力在整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)中的傳播情況，從而采取相應(yīng)的設(shè)計(jì)對(duì)策，以保證橋梁的縱向強(qiáng)度和橫向穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)對(duì)策包括在合適的位置設(shè)置鋼軌伸縮裝置、特殊的梁/墩剛度比、合理的軌道/梁墩連接、合理的鋼軌縱向移動(dòng)阻力參數(shù)、采用特殊構(gòu)造的支座等。 在高速鐵路隧道地段，由于列車速度高，活塞效應(yīng)更加顯著。除列車受到的空氣阻力在量上有很大的增加外，空氣動(dòng)力效應(yīng)還會(huì)產(chǎn)生質(zhì)的變化。在隧道內(nèi)空氣壓力波的傳遞速度會(huì)受到影響，如果該速度小于列車運(yùn)行速度，將可能出現(xiàn)強(qiáng)烈的瞬變壓力效應(yīng)，不僅使旅客耳朵產(chǎn)生明顯不適，還會(huì)危及洞口環(huán)境，對(duì)列車的安全構(gòu)成威脅，并產(chǎn)生噪聲污染問(wèn)題。其中，隧道斷面面積、隧道內(nèi)表面狀況以及隧道洞門形式是主要控制因素。因此加強(qiáng)隧道空氣動(dòng)力學(xué)研究是隧道設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)。普通的列車鋼軌由碎石路砟和枕木固定，雖然承壓力比較好，但卻完全不能承受列車的高速運(yùn)營(yíng)。無(wú)砟軌道則是將鋼軌直接澆鑄在混凝土上，這樣能保證列車即使高速行駛，鋼軌也不會(huì)變形。中國(guó)的高鐵軌道都是由德國(guó)進(jìn)口的最先進(jìn)的軌道技術(shù)，在這一點(diǎn)上，也沒(méi)有任何安全隱患。而智能交通信號(hào)系統(tǒng)，原理其實(shí)和控制飛機(jī)