揭秘高铁如何跑时速416公里 轨道最底层是土布

　　高铁上了无砟轨道，就像奔驰跑上了高速——

　　416公里疾速是这样飙出来的

　　本报记者 杨晓政 制图/梁津铭

　　沪杭高铁设计时速350公里，9月28日试验列车创下时速416.6公里的世界运营铁路最高记录。为什么能飞出“416”的疾速？面对记者这个问句，高铁专家们挺抓狂：“这……太复杂。跟您可能说不清楚。”几位专家几乎花了整整一天时间，翻了十几本专业书籍、打开20多张设计图纸，还在记者的采访本上画了8张图……脉络渐渐清晰。

　　为什么能跑“416”？为什么我们的沪杭高铁比地球上最强台风跑得快，却稳若泰山？（1979年台风“泰培”时速306公里，这是地球纪录上最强的热带气旋。）

　　不提车辆本身，挑最主干的来说，原因是那条看上去相貌平平的水泥板铁道，是深入地底100米的混凝土桩基，是占总线路87%的175公里桥梁。

　　404根无缝钢轨

　　焊成长202公里“大钢条”

　　高铁能“飞”起来的第一大“功臣”就是那条看似普通的水泥板铁道。

　　这条水泥板铁道，被网友们惊呼为“高贵（高轨）”，专业名词叫无砟轨道。

　　什么叫无砟轨道？砟就是小块石头的意思，普通铁路使用的是“有砟轨道”——铁轨下堆着30厘米厚的小石块、枕木。无砟轨道则是“轨道下没有小石头、没有枕木，水泥板上面铺钢轨”。

　　无砟轨道最显著的特点就是“一根钢轨铺到底”。

　　“一根钢轨铺到底”依赖于无缝钢轨，每小根钢轨长达500米，在沪杭高铁线上，404根小钢轨焊接形成一条完全无缝隙的“大钢条”，长202公里。因为钢轨平顺无缝，列车行驶时不会发出“咣当咣当”声。如果使用25米长的普通钢轨，需要8000多根钢轨，而且钢轨之间有缝隙，车轮过这些缝隙时会发出不绝于耳的声响。

　　“包括直线、曲线、纵坡等等各式钢轨，每根都打磨十分精确，钢轨顶面平直度1米范围内误差不能超过0.2毫米，每一根都是艺术品。”中铁一局集团有限公司、沪杭高铁项目部项目总工程师祝西文说。

　　这种技术带给乘客最直观的感觉就是，看窗外景物能感觉到列车在飞驰，而坐在车内却非常平稳，“你去茶水间端杯开水，就跟从卧室走去厨房一样”,祝西文说。

　　动车上了这轨道

　　就像奔驰开上了高速

　　“无砟轨道由5个部分组成，从上往下依次是无缝钢轨、轨道板、填充层、底座板、滑动层。”祝西文说，这5个部分看起来稀松平常，最底层甚至是一块土布。然而，对于中国高铁的探路者来说，实在是巨大挑战。业内人士透露，单单是那一块块看起来绝无奇妙之处、大块地砖一样的轨道板就“折磨”了中国技术人员整整4年。

　　“动车上了这条水泥板铁道，就像奔驰车开上了高速。”车辆再好，如果在土路上行驶，当然跑不出速度。这条“水泥板铁道”就像高速公路。

　　无砟轨道的核心技术是“水泥板”——CRTSⅡ型板式无砟轨道板（以下简称“Ⅱ型板”）。它替代了枕木，业内称为中国铁路第一板。

　　“10年前家庭装修，用的是小号木地板，如今都用上了大一倍的大号木地板。为什么？稳当——接缝少了，踩起来不会嘎吱嘎吱响，”祝西文打了个比方。

　　沪杭高铁是国内目前唯一一条全部铺设Ⅱ型无砟轨道板的高铁。郑西高铁武广高铁主要铺设“双块轨道板”；武广高铁有双块、有Ⅰ型轨道板；京沪高铁主要铺设Ⅰ型轨道板，只在百米短距试验铺设过Ⅱ型板。

　　“Ⅱ型板比Ⅰ型板大一倍左右，双块板更小些。”祝西文说。

　　沪杭高铁Ⅱ型板有多大？相当于普通铁路的10个轨枕块，长6.45米，宽2.55米。

　　这块大水泥板的特殊之处在于：它的每一块都是唯一的，每一块的尺寸（打磨参数）都不相同，铺设时先后顺序都不能换，它在车床厂被打磨时，用的水泥沥青砂都经过多次淘洗。“那砂子，比米还干净。”

　　“高轨”最底层

　　居然是一块土布

　　五层结构的无砟轨道从上往下数，“填充层”排老三，厚2-4厘米，和Ⅱ型板一样宽，水泥乳化沥青砂浆，它的作用是缓冲力道，调平。

　　老四是“底座板”，大多厚20厘米，比Ⅱ型板宽40厘米，由钢筋混凝土现浇，相当于Ⅱ型板的“莲花底座”，看上去十分扎实。

　　最有趣的是最底层、排行老五的“滑动层”。它只有5毫米左右厚，其实是两层布加一层膜。

　　土工布十分透气，看起来比麻布厚一些，十分坚韧，即使剪开一个小口子，用手也无法撕裂，只能用剪刀。塑料薄膜就像汽车的贴膜，拉不断，用锥子也扎不破。

　　“最底下是厚土工布、中间铺土工膜、上层再铺一层薄土工布。”祝西文说。有了滑动层，就不怕上头的钢筋混凝土热胀冷缩。

　　全长202公里，87%的线路在桥上如此设计，为的就是造一条笔直的铁路

　　沪杭高铁，真的是在半空飞

　　沪杭高铁速度能飙上去，除了无砟轨道，还有一大功臣就是建造过程中以桥代路。用桥代了路，整条路就不用拐来拐去，整个变直了，速度自然就上去了。

　　全长202公里的沪杭高铁，其中175公里是桥梁，沪杭高铁是悬在半空的一条铁路，杭州人上海人都要抬头看它。其中两座孪生桥梁拥有3个世界第一，有兴趣的杭州人，可以去临平看跨石大路自锚式转体拱桥，另一座转体拱桥在嘉善。

　　线路就像航线一样直

　　87%是桥梁，18个月完成建设，专家们说：“沪杭高铁不但空前，而且绝后。”因为换成其他高铁线，都无疑例外要打隧道，不可能18个月完成工期。

　　桥梁为“G”速大大贡献了力量。

　　飞机为什么快？除了飞得快，线路笔直也很重要。沪杭高铁几乎就是一条像飞机线路一样的直线。

　　为什么会直呢？铁路专家透露，沪杭高铁除了车站和部分线路条件限制没办法架桥外，其余的线路都是桥梁，“以桥代路”的线路占总线路的87%。也就是说，隧道和弯道少了，列车大部分时间都行驶在架空的直的铁路线上。

　　高铁沿线桥梁部分一般高达20米左右，人根本无法接触。全线除高架桥路段外，全部用3米左右高的栅栏封闭，栅栏下部是2米左右高的间透式水泥墙，上面还有近1米高的绿色钢结构护网。也就是说，人们根本无法近距离接触到高速行驶的列车，高铁不会对沿线百姓造成安全隐患。

　　会自转的拱桥

　　得了三个“世界第一”

　　说到桥，沪杭高铁沿线有一座桥不得不提。那就是转体拱桥，是沪杭高铁的世界之最。它得过三个世界第一。

　　高铁必须跨越位于杭州临平的石大路双层高架。这座双层高架位于杭州市江干区同协路与石大路交会处，本身高20多米。

　　因此造出来的跨石大路自锚式转体拱桥，仅桥高就达到了37米。

　　转体拱桥分两段建设，每段重16800吨，通过自转合龙。

　　拱桥的下部支撑于一个球铰上，通过18根钢丝绳缠绕于上承台之上，来牵引1.68万吨的桥体，实现转动，在施工过程中，工作人员通过自主创新和技术革新，减少了摩擦阻力，仅用了48吨的拉力。

　　通俗点说，就像老驴拉磨，两台千斤顶就相当于“驴”， 球铰则相当于“磨心”，上承台是“磨盘”，机器开动后，千斤顶拉着钢绞线，进而使球铰发生水平旋转，把桥梁水平转过来，桥梁的重心始终保持在球铰的中心位置。

　　这座转体拱桥，在设计、重量、跨度上创出3个世界第一：高速铁路自锚上承式钢筋混凝土拱桥跨度160米，为世界第一；单边转体自重16800吨，为世界同类转体桥梁之最；软土基础上，首次建造160米上承式钢筋混凝土拱桥。

　　这一转，标志着沪杭客运专线建设和我国高速铁路桥梁施工技术取得重大突破。