分多种轨距和有砟无砟 铁路轨道还有这些讲究
近日,在长春召开的首届全球(长春)制造业服务外包峰会上,中国中车股份有限公司副总裁余卫平表示,中国正在研发时速400公里可变轨高速列车,可实现在窄轨、宽轨、标轨等不同轨道上运行。
铁路两条轨道的直线轨距是多少?为什么会有不同轨距?有砟和无砟铁道,各有什么不同?
国际铁协确定1.435米为标轨
“1937年,国际铁路协会发布公告,将两条铁道直线轨距1.435米确定为标准轨距。”中铁第四勘察设计院(铁四院)夏正阳博士告诉科技日报记者,以1.435米为标准,大于这个标准称之为宽轨,小于这个标准称之为窄轨。
1.435米的标准轨距是如何形成的?
关于标准轨距的来源,说法不一。一种观点认为,它来自古罗马的战车轮距;另一种观点认为它来自实际运用中的修订。
夏正阳介绍,铁路发展初期,轨距没有统一标准,各国自己定义轨距,可谓五花八门,并且有些保留至今。1825年世界上第一条营业铁路、英国的斯托克顿—达灵顿铁路,采用的1.435米轨距,1846年英国国会把这个轨距确定为英国标准轨距,并在其殖民地推广。
“由于英国是当时世界国力最强的国家,因此国际铁路协会将这个铁道轨距定为标准轨距。”夏正阳说,高铁基于标准轨开发,所以世界上高铁一般采用的是标准轨。
“目前世界上的铁路轨距有几十种,主要因素是军事防御。”夏正阳说,相对邻国的标准轨而言,一旦发生战争,不同的轨距可有效阻止敌国部队通过铁路长驱直入。
夏正阳认为,随着各国开始寻求扩充、统合各地的铁路网络,轨距在未来可能会进一步标准化。
标轨、宽轨、窄轨上的最高运行时速
“宽轨主要有1.524米、1.676米。”中国铁道科学研究院机车车辆研究所副所长张波说,宽轨的优点是轨距大,不容易翻车,列车运行的平稳性和舒适性高;缺点则是转弯半径大,增加建设成本。
不同国家采用的宽轨略有不同,如俄罗斯及其独联体国家、蒙古国的1.524米;爱尔兰及北爱尔兰的1.6米;葡萄牙1.665米;西班牙1.674米(一说1.668米);印度、阿根廷、智利等国的1.676米。
“小于1.435米的轨距称为窄轨,世界上的窄轨轨距有1.067米、1米、0.762米、0.6米等,代表性的有越南的米轨,即1米轨。”张波说,窄轨的优点是铺设成本小、转弯半径小、机车的牵引力不需要太大。但缺点是稳定性差,列车速度慢。
目前世界范围内标准轨上列车的最高试验速度为574.8公里/小时,由法国高速列车TGV在2007年4月3日创造。标准轨上列车最高运营速度为我国高速动车组,速度为350公里/小时。
据张波介绍,目前芬兰采用的宽轨列车其最高时速为220公里,仅在凯拉瓦—拉赫蒂路段能够实现。俄罗斯采用的宽轨列车从俄罗斯首都莫斯科到圣彼得堡,是俄罗斯国内速度最快的,也是俄罗斯国内线路上唯一的一条高速线路,最高速度为250公里/小时。
“马来西亚是目前世界窄轨铁路动车运营速度最高的国家,设计速度为160公里/小时。”张波说。
用板式轨枕替代道砟节约成本
很多人也许会注意到,除了铁路的轨距分好几种,有的铁路路面上会铺有很多碎石子,而有的路面则是用石板连接起来的。
有碎石子的路面称有砟,石板连接为无砟。铁路的有砟无砟很有讲究。“道砟是用来铺设铁路路面的碎石,主要作用是把列车重量分散到路基或桥面上,降低列车的振动和噪音,保障列车的安全平稳行驶。”夏正阳说,碎石承压性好,可以很好地分散上部重量,碎石之间的间隙还会起排水作用。
但夏正阳说,有砟铁路有两个很大的缺陷。第一个缺陷是碎石重量太大,即使列车低速过桥,也要为桥梁基础做进一步加固,成本较高。
“为让高速列车顺利低速过桥,又不加重桥梁基础负担,中国国家铁路集团有限公司专门列出科技研究开发计划课题,即《板式轨道无砟桥面钢桁梁柔性拱桥关键技术研究》,用研制出的轻型板式轨枕替代碎石。”夏正阳透露,这一技术成果首次成功在南沙港铁路998米的洪奇沥大桥应用,直接节约成本9000万元。
第二个缺陷是无法通过高速列车。列车高速行驶时,会对周围产生强大的气流冲击,使车底的碎石飞溅,冲击车体。因此,时速超过250公里的高速铁路一般采用分块的混凝土板代替道砟。
“截至2016年底,中国时速300公里及以上的高速铁路均采用了无砟轨道。设计时速200公里的城际铁路以及设计时速200公里的客货共线铁路、设计时速250公里的高速铁路隧道内,也多采用无砟轨道。”张波说。
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- 编辑:杨紫
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