京津城際鐵路是我國第一條擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、具有世界一流水平的高速鐵路
京津城際鐵路全長120公里,列車運(yùn)行最高時(shí)速350公里,沿途設(shè)北京南、亦莊、永樂、武清、天津5座車站,其中永樂站為預(yù)留車站。該工程于2005年7月開工建設(shè),2007年12月全線鋪通,2008年8月1日通車運(yùn)營。京津城際鐵路匯集了當(dāng)今世界高速鐵路建設(shè)的最新科技成果和先進(jìn)技術(shù),從線路基礎(chǔ)部分看,主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1.無砟軌道技術(shù)。軌道結(jié)構(gòu)是鐵路線路的基礎(chǔ),是支撐列車運(yùn)行的重要組成部分。目前世界上鐵路軌道結(jié)構(gòu)分為有砟軌道和無砟軌道兩種。與傳統(tǒng)的有砟軌道相比,無砟軌道具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,使用壽命長,維修工作量小,有利于提高運(yùn)輸效率等特點(diǎn),尤其適合對(duì)線路的平順性和穩(wěn)定性具有很高要求的高速鐵路。日本、德國等國家和地區(qū)的部分高速鐵路鋪設(shè)了無砟軌道。目前,國內(nèi)外開發(fā)的無砟軌道有幾十種,其中技術(shù)先進(jìn)的有雙塊式和板式兩大類。京津城際鐵路采用的是板式無砟軌道。這種軌道板長6.45米、寬2.55米、厚0.2米,主要由鋼軌、扣件、預(yù)制軌道板、混凝土底座(支承層)組成。
無砟軌道的設(shè)計(jì)、制造、安裝要求非常高。軌道板是嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的幾何尺寸、結(jié)構(gòu)和規(guī)范的制作工藝,在工廠預(yù)制加工的,其精度誤差以毫米級(jí)計(jì)量;每個(gè)扣件承軌槽,要根據(jù)水平、高程三維坐標(biāo),采用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行精密打磨加工,精度達(dá)到0.1毫米;無砟軌道的鋪設(shè)需要采用專門施工機(jī)械和測(cè)量設(shè)備,經(jīng)過粗調(diào)、精調(diào)等一系列步驟。
京津城際鐵路共鋪設(shè)了34535塊板式軌道板。通過京津城際鐵路的建設(shè)實(shí)踐,我國已完全掌握了無砟軌道的設(shè)計(jì)建造技術(shù),形成了中國鐵路無砟軌道技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。
鋼軌是鐵路線路的主要組成部分,它直接承受列車傳來的壓力、沖擊和振動(dòng)。傳統(tǒng)鐵路線路采用25米至100米長的鋼軌,通過連接板聯(lián)結(jié),每根鋼軌端頭留有一定的伸縮縫,當(dāng)火車車輪經(jīng)過時(shí)會(huì)產(chǎn)生撞擊、振動(dòng)和噪聲。無縫線路的應(yīng)用,保證了高速鐵路線路的高平順性,大大降低了列車輪子與鋼軌摩擦產(chǎn)生的噪音和列車的振動(dòng),提高了旅客乘坐的舒適度,同時(shí)減少鋼軌與列車車輪的磨耗,延長了設(shè)備使用壽命。京津城際鐵路全線鋪設(shè)了無縫線路,也就是說從北京南站到天津站,全線線路由兩根中間沒有任何縫隙的鋼軌組成。
2.橋梁建造技術(shù)。京津城際鐵路途經(jīng)北京、天津兩大直轄市,沿線經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),道路縱橫交錯(cuò),土地資源極其寶貴,為最大限度地減少鐵路線路對(duì)城市的切割,節(jié)省寶貴的土地資源,經(jīng)過綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選,京津城際鐵路廣泛采用了橋梁替代傳統(tǒng)路基,橋梁長度占線路總長度的87%,每公里橋梁平均節(jié)省土地44畝,僅此就節(jié)約土地1600余畝。
經(jīng)過大量技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選,京津城際鐵路選用了900噸級(jí)重的32米簡支整孔箱梁。這種梁,穩(wěn)定性好,更適合高速列車運(yùn)行,并且能夠?qū)崿F(xiàn)工廠化制作,有利于控制質(zhì)量和工期。京津城際鐵路的所有橋梁都做了耐久性設(shè)計(jì)和景觀設(shè)計(jì),橋梁主體結(jié)構(gòu)使用壽命為100年。
3.沉降控制技術(shù)。路基及橋梁基礎(chǔ)的沉降控制是鋪設(shè)無砟軌道及保持軌道平順性的關(guān)鍵。京津城際鐵路對(duì)基礎(chǔ)的沉降有嚴(yán)格要求,其中路基及橋梁基礎(chǔ)工后沉降不超過15毫米,橋梁相鄰墩臺(tái)沉降差不超過5毫米。
京津城際鐵路沿線地基為軟土、松軟土,天津段基巖在1000米以下。這類土具有含水量高、壓縮性高、透水性差、強(qiáng)度低的特點(diǎn),在這類土質(zhì)上鋪設(shè)無砟軌道,國內(nèi)外沒有成熟的經(jīng)驗(yàn)。經(jīng)過我國工程技術(shù)人員的不懈努力,通過一系列技術(shù)攻關(guān),采用封閉部分水井,減少或控制沿線地下水開采;橋梁增加樁長、樁徑,采用可調(diào)高支座;軌道采取可調(diào)扣件等措施,有效控制了松軟土地基地區(qū)的路基變形和橋梁沉降,滿足軟土地基以及區(qū)域沉降條件下鋪設(shè)無砟軌道的要求。
4.精密控制測(cè)量技術(shù)。列車在高速運(yùn)行時(shí),對(duì)軌道的平順性和穩(wěn)定性要求非常高,傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)的精度已不能滿足高速鐵路修建、運(yùn)營的要求。為確保高速鐵路的橋梁、軌道、接觸網(wǎng)部件等的精確施工和安裝,京津城際鐵路建立了精密控制測(cè)量網(wǎng)。設(shè)計(jì)時(shí),用于對(duì)線路的測(cè)量;施工時(shí),用于對(duì)橋梁的架設(shè)、軌道的定位、路基沉降的監(jiān)測(cè);運(yùn)營時(shí),用于對(duì)軌道、橋梁及設(shè)備的適時(shí)監(jiān)測(cè)、養(yǎng)護(hù)。精密控制測(cè)量網(wǎng)由平面網(wǎng)和高程網(wǎng)組成,其中在天津建有一個(gè)深達(dá)800多米的水準(zhǔn)基點(diǎn),在測(cè)量方法、設(shè)備和軟件等方面也采用了多項(xiàng)新技術(shù)和新設(shè)備。
5.聲屏障技術(shù)。與普速列車相比,動(dòng)車組本身具備噪聲低、振動(dòng)小的優(yōu)點(diǎn),加上高速鐵路的軌道光滑平順、橋梁自重大、路基密實(shí)度高,高速動(dòng)車組列車產(chǎn)生的噪聲和振動(dòng)均低于國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。盡管如此,考慮京津城際鐵路與沿線群眾生活環(huán)境的和諧,在設(shè)計(jì)修建京津城際鐵路時(shí),對(duì)經(jīng)過學(xué)校、醫(yī)院、居民區(qū)等區(qū)段設(shè)置了一道聲屏障,最大限度地降低噪聲和振動(dòng)對(duì)兩側(cè)群眾生活的影響。同時(shí),鐵路部門還對(duì)聲屏障的外觀做了美化設(shè)計(jì),采用了從上到下由淺至深漸變的色彩裝飾,最大程度地減小了對(duì)旅客視線的影響,在聲屏障高度高于動(dòng)車組車窗的部分,采用了新型透明的隔聲材料,具有抗污、自凈、防鳥撞、防眩目、防破碎脫落等功能。
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