從時(shí)速20多公里到90公里,武漢長(zhǎng)江大橋以超前的謀劃設(shè)計(jì),60多年來(lái)不斷刷新其承載列車的時(shí)速;高鐵時(shí)代,南京大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋的設(shè)計(jì)時(shí)速已經(jīng)達(dá)到300公里;再次飛越,北盤江大橋?qū)崿F(xiàn)了讓高鐵列車能夠以350公里的時(shí)速不減速通過(guò)……
中國(guó)鐵路已經(jīng)進(jìn)入高鐵時(shí)代,未來(lái)還有可能向時(shí)速1500公里甚至更高速度的“超級(jí)高鐵”發(fā)展,而作為鐵路線上重要的節(jié)點(diǎn),橋梁能否承載起更高速度的列車呢?
設(shè)想
2013年,美國(guó)科技狂人馬斯克首次提出“超級(jí)高鐵”的想法,按照他的設(shè)想,可利用真空管道來(lái)建設(shè)“超級(jí)高鐵”,理論時(shí)速可達(dá)到1207公里。
在6月19日召開的2018年世界交通運(yùn)輸大會(huì)“高速鐵路技術(shù)發(fā)展論壇”上,西南交通大學(xué)首席教授張衛(wèi)華接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)表示,“中國(guó)版超級(jí)高鐵將采用‘高溫超導(dǎo)磁懸浮+真空管’技術(shù),目前已著手探討時(shí)速1500公里的可行性。”
張衛(wèi)華在論壇上介紹道,由西南交通大學(xué)承擔(dān)的“多態(tài)耦合軌道交通動(dòng)模試驗(yàn)平臺(tái)”,是在1500米可模擬不同低氣壓環(huán)境的真空管道里,開展不同磁懸浮模式比例模型車運(yùn)行測(cè)試,包括高溫超導(dǎo)磁懸浮模式在內(nèi),試驗(yàn)速度超過(guò)音速,理論上有望達(dá)到時(shí)速1500公里。
雖然“超級(jí)高鐵”還處于理論研究的初期階段,但從當(dāng)前中國(guó)鐵路提速的趨勢(shì)來(lái)看,這并不是一個(gè)遙不可及的夢(mèng)。
截至2017年底,我國(guó)高速鐵路運(yùn)營(yíng)里程達(dá)2.5萬(wàn)公里,約為世界高速鐵路運(yùn)營(yíng)總里程的2/3,設(shè)計(jì)時(shí)速最高為350公里至380公里,上線運(yùn)營(yíng)列車達(dá)5200列,已成為名符其實(shí)的高鐵大國(guó)。
橋是路的延伸,也是路跨越天塹的紐帶。《中國(guó)鐵路橋梁史》載:眾多的鐵路橋梁支撐了中國(guó)廣闊而長(zhǎng)遠(yuǎn)的鐵路網(wǎng)的發(fā)展需要。目前,在武廣高鐵線路上,橋梁占比約42%;在京滬高鐵線路上,橋梁占比80%;在滬杭高鐵線路上,橋梁占比92%。
由此可見,我國(guó)現(xiàn)在的高速鐵路大多建設(shè)在橋梁上,那橋梁是否會(huì)是未來(lái)“超級(jí)高鐵”的最佳選擇呢?
觀點(diǎn)
為探尋這個(gè)問(wèn)題的答案,首先要了解“為什么我國(guó)目前高速鐵路大多建在橋梁上”。
首先,橋梁具有跨越江河湖海、高山峽谷的天然優(yōu)勢(shì);第二,橋梁便于截彎取直、處理坡度,保證高鐵線路的平直和平順;第三,橋梁能夠減少和控制線路沉降,提高建設(shè)效率;第四,便于解決高鐵線路與各既有線路等交叉的問(wèn)題;第五,節(jié)約土地資源,減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響,以及利于管養(yǎng)等。
對(duì)于“設(shè)計(jì)建造承載超級(jí)高鐵的橋梁,需要考慮哪些問(wèn)題”,一些專家也結(jié)合目前我國(guó)高速鐵路研究現(xiàn)狀及上海磁懸浮列車的經(jīng)驗(yàn),發(fā)表了自己的看法。
中國(guó)鐵路總公司工程設(shè)計(jì)鑒定中心副處長(zhǎng)陳良江表示,“橋梁優(yōu)越的動(dòng)力性能和高平順性是設(shè)計(jì)的重點(diǎn),施工上的高精度是建造技術(shù)的關(guān)鍵”;
西南交大橋梁工程系主任李永樂(lè)認(rèn)為,“橋梁的動(dòng)力性能、車橋耦合性能、列車風(fēng)、橋上的防撞及救援等都是需要考慮的問(wèn)題”;
中鐵大橋院副總工程師易倫雄表示,“上海的磁懸浮列車的施工精度要求非常高,其混凝土結(jié)構(gòu)的施工精度都是毫米級(jí)別的,并且其后期運(yùn)營(yíng)的變形控制也更嚴(yán)格?!?/font>
綜上所述,雖然一些可能存在的技術(shù)問(wèn)題有待持續(xù)攻關(guān),但橋梁在未來(lái)鐵路持續(xù)提速的過(guò)程中,其優(yōu)越性依然很明顯。
展望
目前,我國(guó)的高速鐵路橋梁承載著高速列車,使之安全、平順地飛馳。對(duì)于普通的旅客來(lái)說(shuō),最直觀的感受就是無(wú)論列車的行駛速度有多快,車廂內(nèi)都不會(huì)感受到明顯的晃動(dòng)。
而對(duì)于中國(guó)高速鐵路橋梁未來(lái)的發(fā)展,在7月7日至8日召開的“第八屆橋梁與隧道工程技術(shù)論壇”上,陳良江在報(bào)告中表示,我國(guó)的科技工作者還需要繼續(xù)深化對(duì)大跨度橋梁剛度、徐變控制等相關(guān)理論和對(duì)斜拉懸吊體系、新型鋼混結(jié)構(gòu)等新型橋梁結(jié)構(gòu)的研究,加快對(duì)高強(qiáng)自密實(shí)混凝土、高強(qiáng)度鋼絲等新材料及深水基礎(chǔ)施工、重大構(gòu)建運(yùn)架等新 裝備研發(fā),并不斷提升施工技術(shù)和精度。
時(shí)速350公里,不會(huì)是中國(guó)高速鐵路的極限,也絕不是中國(guó)高速鐵路橋梁承載能力的極限。在該論壇上,中國(guó)工程院院士盧春房也在報(bào)告中提到,根據(jù)他所在團(tuán)隊(duì)的研究,中國(guó)高速鐵路橋梁的設(shè)計(jì)時(shí)速到2030年有望達(dá)到400公里,到2045年有望達(dá)到600公里。
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