揭开“陆地飞行”密码：列车“减肥”“补脑”

　　石太铁路客运专线4月1日开通运营，图为运行在特大桥上的动车组。

　　华岩摄（人民图片） 　　在刚开通不久的石太客运专线“和谐号”动车组上，列车设施有了明显地提高，列车乘务员也在向航空乘务员的服务看齐。图为乘务员热情地招待每一位乘客。

　　任全军摄（人民图片）

　　没有飞溅的石子，没有“咣当咣当”的噪音，车头能卷起12级大风，行车全部精密数控，车厢内温度可调、晃动趋零，设施服务堪比飞机公务舱……

　　今年4月1日，石太客运专线正式运营，使太原至北京的行车时间缩短了约5个半小时；新开通的合武客运专线与去年通车的合宁客运专线相连，使武汉到南京的时间不到3小时，比原先缩短了近8个小时。

　　坐火车怎么能这么快捷，而且还如此舒适？我国的铁路客运专线均属于高速铁路，确实可以实现“陆地飞行”。为它插上“隐性翅膀”的，正是先进的铁路科技。

　　“凿”穿太行山、大别山

　　钻山搭桥，既缩短距离，又保证了路面的高平顺性

　　“噗”的一声轻响，车窗外光线迅速暗淡，却没有以往火车进入山洞时巨大的呼啸声，8分钟后，崇山峻岭重现窗外。这就是石太客专动车组在穿越太行山隧道——目前亚洲最长的山岭隧道。这也是中国火车第一次以如此高的速度穿越如此长的隧道。

　　长久以来，太行山、大别山“巨龙当道”，太原向东、武汉向东，一直没有快速通道。“传统铁路盘山绕行，曲线多、坡度大，行驶距离长，很难提速。随着技术与施工水平的提高，我们可以穿山越岭，选择最优化的直线。”铁道部副总工程师、运输局局长张曙光说，“这样既缩短距离，又保证了路面的高平顺性。”

　　“全长约27.8公里的太行山隧道使太行山不再不可逾越。”中国铁建十六局集团公司石太客专项目经理陈炳祥在长大隧道及地下工程已经摸爬滚打了13年。依据经验，如果按照传统施工方法从两头对挖，挖通这条亚洲最长的山岭隧道，需要挖几十年；而太行山隧道采取“多点开花”的方案，工期缩短到了两年多。

　　如此长的隧道安全吗？隧道施工“欺硬怕软”，太行山到处是断裂带，软弱围岩约占45%，易产生塌方。施工中还遭遇了我国隧道建设史上从未遇到的膏溶角砾岩地层。这种岩石平时坚硬，但遇水后迅速软化，极易崩解，如果处理不好，再遇上高速列车的冲击，极易造成隧道坍塌或大变形。

　　为了吞下“软钉子”，施工单位创新了施工法。初喷混凝土加固后，再用型钢支撑，打锚杆，铺钢筋网，再喷射混凝土至设计厚度。“这就像给隧道穿上两层钢盔铁甲。

　　太行山被“凿”穿了，桥隧比逾六成的石太客运专线比既有石太铁路缩短了1/5。同样被“凿”穿的还有大别山。合武客专不仅拥有包括长13公里的大别山隧道，还拥有其他35个隧道和159座桥梁，武汉到合肥的铁路距离一下子缩短了200多公里，运行时间比以前缩短了5小时40分。

　　无缝钢轨与石板铁路

　　精度堪比头发丝，300多公里看不到一个钢轨接头

　　“咣当”声不绝于耳，一直是火车运行的标准音，这是因为普通铁路的钢轨，每隔50米就有一个接头，中间留有伸缩缝。在客运专线的轨道上，“咣当”声消失了。

　　我国所有客运专线均采用500米的无缝钢轨焊接，用手触摸焊接点，平顺光滑如镜面，几乎摸不出焊点。“高速铁路是精密工程，300多公里长的合武铁路，全线看不到一个粗糙的接头，保证了行车的平顺度。”合武铁路总体设计负责人、中国铁建第四勘察设计院副总工程师喻文球介绍，合武铁路还建立了三级高精度智能控制点，对钢轨的任何微小变化都能明察秋毫，一旦钢轨有微小变形，立即示警。

　　“老铁路有句顺口溜，"分到分不用争，寸到寸不过问"，意思是误差不是大事儿，轨间距相差五六毫米都属正常，而高速铁路彻底颠覆了这种理念。”作为中铁二局股份公司副总工程师，今年50岁的胡建亲自参与了我国首条高速铁路京津城际的建设施工。

　　作为我国铁路客运专线的示范性工程，京津城际轨道之间距离的误差均控制在0.5毫米左右，承轨槽平面精度误差不超过0.1毫米，相当于一根头发丝的粗细。

　　“高铁的速度、舒适度、平顺度和安全性均依赖于高精密度。过去铁路维护，有经验的铁路职工拨一拨就行，今后全要依靠电脑执行标准。”胡建说。拥有高精度的不仅是铁轨。由于速度高，客运专线对路基、桥梁和整个线路完工后的沉隆控制也非常严格：路基年沉降不得大于1.5厘米，桥梁不得大于2厘米，一旦超过这个指标，就意味着整个工程面临失败。我国地质复杂，一旦遭遇软土，自主研发的CFG桩技术就成为保障路基“零”沉降的金钥匙。仅在京津城际铁路的武清车站，工人们就打入了4万根CFG桩、共120万延米，相当于130余座珠穆朗玛峰的高度，确保了高速列车可以平稳安全的运行。

　　据张曙光介绍，时速300公里及以上的铁路客专线上，将全部运用国际上最先进的无砟轨道施工技术。这种无砟轨道下没有一颗石子、一块枕木，而是白净平坦的水泥轨道板。每一块水泥板表面平整度误差低于0.2毫米，且均按自己的编号“对号入座”以保证轨道平顺度。正是这一系列高精密度的系统集成，创造了不断提升的列车速度。

　　列车“减肥”“补脑”

　　高速动车组比碳钢材料火车轻一半，自动应对灾害

　　积雪超出了轨道80毫米，仍然可以安全运行；遭遇六七级大风，列车仍然可以保持设计时速运行；大雾或沙尘天气，机车完全有能力控制车距，防止列车追尾；如果一节车厢起火，关上防火门，火势在10分钟内不会殃及隔壁车厢。

　　“如果遇到自然灾害，以及超速、火灾等突发事件，高速动车组能立即启动自我保护，”中国北车集团唐山轨道客车有限公司总工程师孙邦成对国产时速350公里动车组信心十足，“高速动车组不仅跑得更快，而且更安全。”

　　目前，我国铁路客运专线主要开行时速250公里至350公里不等的动车组，虽然级别不同，但均属于高速列车。与完全依靠火车头牵引、动力集中的传统列车相比，“和谐号”动车组是分散动力，部分车厢也带动力，会“自己跑”。一般来说，从0公里提速到200公里，2分钟内就可搞定。

　　为了跑得更快，动车组还要进行“减肥”。据介绍，时速250公里动车组采用了流线型、轻量化设计，铝合金车体，每节车厢约重8.5吨；时速300公里动车组每节车厢约重7吨，相当于四五辆轿车的重量，比起目前碳钢材料火车的重量减轻了50%多，时速最高时车头掀起的大风超过了13级台风的风速；而时速350公里动车组，车体最薄处只有1.5毫米，8辆编组的动车组舒适载客量为556名，比世界上最大的客机A380还要多。

　　为了提高舒适度，动车组又配备了“聪明的大脑”。据南车四方技术中心副主任马云双介绍，由于配备了高速转向架、液压减震器等设备，所有客专上运行的动车组都能主动调节车辆平衡，过大弯或线路颠簸时，乘客几乎不会感觉到晃动和眩晕；配备的车载技术诊断系统，可以高效率地完成对各种功能设备故障的检测、预报和排除；航空式餐饮设施、残疾人卫生间、轮椅存放区、婴儿护理桌等设施又让人觉得很贴心。

　　“石太客专、合武客专是第一批在地形起伏剧烈、地质条件复杂的中部地区建成的高速铁路，这将为中西部建设高速铁路提供宝贵经验。”张曙光说，目前，我国已经开通运营的客运专线包括石太、合武、合宁、胶济客专，以及京津城际铁路，总里程不足1114公里，而到2012年，将有1.3万公里客运专线建成投入运营。“中国高速铁路网逐步交付使用的序幕刚刚拉开，老百姓会越来越享受到高速铁路带来的便利。”