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中国力量——走进中国大工程大项目︱京沪高铁:引领“高铁”成为

发布日期:2019-07-27 12:23   来源:未知   阅读:

  京沪高速铁路,从1990年12月方案呈现到2011年6月30日开通运营,它的横空出世,以此为肇端构建了世界一流的完全自主知识产权的中国高铁标准体系、技术体系。

  “中国高铁领域,技术优势、人才实力最能代表中国力量。”中铁第四勘察设计院集团有限公司(简称“铁四院”)京沪高铁指挥部副总指挥长、副总工程师靖仕元对深圳特区报中国力量采访组记者自豪地说。

  上海,虹桥综合交通枢纽,世界上最复杂的综合交通枢纽之一。虹桥站作为枢纽的重要组成部分,是京沪、沪宁、沪杭高铁三线的交会点,日均到发旅客40万人次,最高峰超过100万人次。今年6月26日,虹桥站迎来了第4亿名旅客。

  汽笛长鸣,从北京南站始发的G158次列车经过6小时奔行,缓缓驶入虹桥站,停靠在站台。“80后”司机蔡亮亮步出驾驶室门口时说:“和其他区间段高铁线路相比,京沪高铁的线路更好、管理更严格。”另一侧站台,“00后”的G154次列车乘务员曹咏心在做发车前的准备。她告诉记者说:“京沪高铁车速快、车体新、客流大。”客流如潮,旅客杨先生拖着行李箱走在进站队伍中,“京沪高铁开通前,我往返北京与上海之间主要搭乘飞机。高铁开通后的正点率、安全性和舒适度等,改变了我的出行方式。”

  据京沪高速铁路股份有限公司的统计,截至2019年6月30日,京沪高铁已开通运营8周年,累计开行列车94.4万列,年均增长17.9%,累计发送旅客10.3亿人次,年均增长20.4%,平均客座率从66.1%提升到78.3%,未发生一起责任行车事故和旅客伤亡事故。

  开通8年来,京沪高铁连接起国家政治文化中心与经济中心,带动京津冀和长三角两大经济圈沿线城市发展,自身也以占全国10%的客运量和日盈利3500万元成为“中国最赚钱的高铁”。

  武汉,东湖之滨,迎着7月的晨曦,采访组记者走进了铁四院。在京沪高铁众多参建单位中,铁四院承担了线路走向及站位确定者、技术标准及体系建立者、施工质量与实效指导者的重要角色。

  站在一座座精巧的桥梁模型前,回忆起投身京沪高铁设计建造工作的经历,靖仕元感慨:“21年间,万千铁路科技和工程人员克服重重困难,终于将京沪高速铁路从梦想变成现实,引领中国铁路走向辉煌。”

  京沪高铁,2008年4月18日开工建设,2011年6月30日开通运营。由北京南站始发,终于上海虹桥站,全长1318公里,共设24个车站,最高设计速度350公里/小时(枣庄至蚌埠段380公里/小时)。作为中国高铁的标杆和典范,京沪高铁创造了许多中国第一和世界第一。

  京沪高铁是世界上一次建成里程最长、标准最高的高速铁路,也是新中国成立以来一次投资规模最大的建设项目。国产动车组“和谐号”创造了高达486.1公里的世界铁路运营线路试验第一时速。“复兴号”则成功实现时速350公里商业运营,标志着我国成为世界上高铁商业运营速度最快的国家。

  “京沪高铁最重要的意义还在于,构建了具有自主知识产权的中国高铁标准体系与技术体系,并以在高铁技术、产业发展和建设管理的重大创新,引领‘中国高铁’成为一张闪亮的国家名片。”靖仕元告诉记者,中国高铁以其技术先进、安全可靠、性价比高、合作机制灵活、建设运营经验丰富等优势,在组团出海尤其是在服务国家“一带一路”倡议中大放光彩。目前,中国在海外修建的第一条高铁土耳其安伊高铁已建成通车,泰国、俄罗斯、印尼、埃塞俄比亚、马来西亚等国的项目正在推进。这些项目不仅都有京沪高铁技术、施工、装备制造、运营管理的经验沉淀,而且创造了海外铁路设计的最快速度。

  1978年,改革开放总设计师访日,乘坐日本新干线高速列车后深感中国与世界的发展差距。这也坚定了中国铁路人改变落后局面的决心。铁四院荣誉馆的玻璃柜里,有一本于1982年编译出版、已经封面斑驳的《高速铁路》。正是这本书拉开了中国高铁理论研究的序幕。

  “深圳经济特区改革开放史融入了中国高速铁路的发展史。”靖仕元告诉记者,1994年12月,在原铁道部主持下,由中国铁道科学研究院、铁四院等组成的科研设计团队联合攻关,突破了准高速铁路的技术难点,我国自行设计和施工的第一条时速达160公里的铁路广州至深圳准高速通车。广深准高速铁路作为中国铁路客运6次大提速的开山之作,为京沪高铁等的建设和运营积累了宝贵经验。

  1990年12月,京沪高铁完成方案构想。此后,当“中国要不要建设高铁”“用什么技术修建高铁”还在引发争论时,铁四院的科技工程人员基于汲取发达国家经验和铁路大提速的成功实践,自主创新开展了300多项课题研究和技术攻关,摸清了京沪高铁徐沪段沿线余公里的“家底”,确定了最为关键的线位与站位。自主完成了高速铁路的勘察设计工作,编制完成《京沪高速铁路设计暂行规定》等多本技术规范。建立中国第一个高速铁路软土路基试验段,掌握了应对软土沉降处理种种“疑难杂症”的“秘笈”。在国内首次开展了高速铁路高架车站研究,实现高速大跨深水桥梁建造技术的重大突破等。

  2008年4月18日,京沪高铁全线开工。精益求精、精品工程的理念被全线每名参建人员铭记于心。仅存档文件就有2500多卷,图纸6.7万多张,初步设计总说明书400多页,共计40多万字。靖仕元说,工点供图、技术交底、施工协调、优化技术等难题接踵而至。没有可参照规范,没有经验可循,专家和技术人员就从一张张草图的绘制,一个个参数的推敲,一行行公式的演算开始。“当时,仅环形实验线我们就用沙包、米袋模拟乘客重量做了3万次实验。为了减少施工、温度、软土地基对连续拱桥变形的影响,我们在昆山特大桥进行了一系列技术攻关,不断调整地基处理、沉降控制和路桥设计参数等。”

  无数个不眠之夜,数万次实验汇总,不断挑战技术极限,每个问题最终都找到了最佳答案:把轨道板横向挡块由传统的方块创新为圆形,可使行车阻力降低10%;首次在高速铁路设计中采取设置高架桥阻尼器技术,更能减震降噪;京沪高铁徐沪段桥梁结构众多,通过加大地质勘探力度、合理桩基布置等措施,解决了软基沉降控制难的问题;大跨度连续梁、大跨度提篮拱等方案,攻克了高速铁路跨越高等级公路及通航河流的难题;世界第一长桥丹阳至昆山特大桥,铺设CRTSⅡ型板式轨道代替传统铁路的道砟,满足了列车安全、高速、平稳的运行。

  采访组记者抵达的当天,铁四院迎来了新一季毕业生的报名日。一张张年轻的笑脸,如同奏响青春之歌的中国高铁,充满蓬勃希望。经历了京沪高铁建设的伟大时代,迎来了中国高铁奔向“蓝海”的新时代,由铁四院中青年技术骨干领衔的团队,如今已成长为中国高铁技术创新的优秀代表。

  铁四院设备处总工程师邱绍峰向采访组记者介绍和演示了轨道交通勘察、设计、运维上目前应用的诸多“超级黑科技”怎样打开轨道交通智慧化之门。在充满活力的邱绍峰劳模创新工作室、张琨创新工作室等团队中,秉持“理念创新、模式创新、技术创新”的系统创新思路,围绕着高速铁路“移动设备(动车组)、基础设施(隧道、轨道、桥梁、接触网)与车站设备(站台门、电扶梯)”全生命周期安全运行维护保障的技术领域,以创新中国高速铁路、轨道交通领域全寿命周期三维可视化系统关键技术研发应用为主旨,开展了“BIM(建筑信息模型)技术的工程全生命周期管理”“虚拟现实技术在检修基地应用”“无人机倾斜摄影”“三维激光扫描和GIS技术融合”“高速铁路、轨道交通关键装备仿真研发”“面向指导施工建设、运营维护管理系统研发”“3D打印技术工程化应用”6个方向的科技攻关,研究、开发、转化了多项省部级科研、软件开发、优质工程、先进装备成果。

  在工程师的指导下,记者戴上可视装备,现场体验了BIM+VR虚拟现实技术在轨道交通上的应用,自如快速地切换不同技术方案,高仿真沉浸在不同视角的工程场景、城市景观、体验者视角、动态交互情境。BIM+3D打印技术,使设计人员拿到的不再是一摞效果图,而是一个个栩栩如生矗立着的立体模型节段,拼装后建设全过程变得可视化,更具协同性、模拟性、优化性及可控性。过去,工程设计人员绘制一册车站扶手电梯等设备的施工图纸需要耗费大量精力,而现在120秒就能实现参数化“一键成图”、二三维“无缝转换”、全过程“智能管理”。

  邱绍峰说,铁四院设备处的技术团队开创了中国首个“路网覆盖范围最广、运用检修能力最强、兼容柔性工艺最优、设备设施规模最大、系统装备技术最新”的动车组检修基地,中国首个“涵盖工务、供电、电务检修功能的综合型智能化维修”的基础设施维修基地,中国首批“实现高精度、高效率、高质量500米长钢轨生产系统”的焊轨基地。

  “我们正在挑战中国自主研发的‘超级高铁’,并充满信心。”靖仕元向采访组记者透露,“超级高铁”是将“胶囊列车”置于真空管道内,利用磁悬浮技术运行,时速可接近1000公里。依托西南交通大学搭建的全球首个真空管道超高速磁悬浮列车环形实验线平台,以及铁四院设计和总承包的长沙磁浮快线实践经验,中国“超级高铁”实验线年开工建设。“我们希望第一趟实验列车在北京-深圳或北京-上海起跑。突破高铁400公里的极限时速,未来15年内或将梦想成真。”

  7月10日,由铁四院参建的粤港澳大湾区重要交通项目广州南沙港铁路之上的洪奇沥特大桥主桥,顺利实现钢桁梁合龙。这座从水面到拱顶近100米相当于33层楼高的世界上最大跨度的连续钢桁梁柔性拱铁路桥,成为了铁四院数十年来参与粤港澳地区铁路建设的又一见证者。江水奔腾,光阴流转。长江之畔的铁四院从1953年以来先后承担了新中国铁路建设1/3的设计任务,尤其与广东、深圳的交通建设发展紧密相融。

  2018年9月,广深港高速铁路通车运营,该线路复杂程度前所未有:我国目前最长最深标准最高的水下铁路隧道广深港铁路客运专线狮子洋隧道,也是世界上速度目标值最高的水下隧道,先后攻克多项世界性技术难题,获得2016年国家科技进步二等奖。其中,我国第一座地下火车站广深港铁路客运专线深圳福田站,开创了我国铁路建设史上的先河。

  2019年2月《粤港澳大湾区发展规划纲要》发布。中国铁路总公司、广东省提前部署,分别委托铁四院编制《粤港澳大湾区城际铁路建设规划》《粤港澳大湾区铁路网规划(2018-2035年)》。铁四院规划团队依托首创“四网合一”的“轨道交通一体化规划”关键技术体系,主持研究了广州、东莞、中山等大湾区重要节点城市的轨道交通一体化、市域铁路发展规划,研究了珠三角地区机场引入铁路规划方案。目前规划已初步成型。

  在深圳前海,铁四院联合深圳地铁公司等14家单位集中攻关、申报的国家重点研发计划“物联网与智慧城市关键技术及示范重点专项”中的“城市地下基础设施运行综合监测关键技术研究与示范”项目,于2019年5月获批立项。该项目通过构建城市地下基础设施运行综合监测体系,使我国城市地下基础设施综合监测技术达到国际领先水平。未来,铁四院将全力支持粤港澳大湾区的建设,支撑大湾区建成富有活力和国际竞争力的一流湾区和世界级的城市群。

  110年前,第一条中国人自行设计修建的京张铁路,鸣笛起跑,打破了外国垄断修建中国铁路的局面。

  改革开放40年间,新中国先后自主建成第一条准高速铁路广深准高速铁路、第一条高速铁路京津城际铁路、工程类型最复杂时速350公里的京港高铁武广段、世界最长国际领先的京沪高铁、世界第一条高寒地区高铁哈大高铁、使香港接入高铁版图的广深港高铁,攻克高速转向架等9大核心技术、受电弓等10大配套技术和高速动车组等难题,完成高铁“引进技术-中国制造-中国创造”的跨越。

  乘坐高铁驰骋在祖国大地上,记者实实在在感受到了中国奔跑的速度,民族复兴的力量。以京沪高铁为代表,“复兴号”在崇山峻岭中穿行,带动沿线交通格局全面升级,北京到上海最快运行时间由10小时缩短至4个多小时;构建活力四射的“高铁经济”长廊,中国两大经济圈之间架起了客流、物流等的快速通道,拉动了区域经济社会快速发展和民生改善;其设计、建设、运营、管理经验,不断为世界高铁发展贡献“中国方案”“中国智慧”。

  “奔跑”的背后,无数工程技术人员把宝贵的青春和精力献给了中国高铁事业。铁四院的荣誉馆,一帧帧老照片,一件件测绘实物,一个个闪亮的名字,沉甸甸的中国国家科学技术进步特等奖、詹天佑土木工程奖……2500多件(张)实物资料、文件、照片,呈现了中国铁路从筚路蓝缕到大国重器的成长之路。其中,在京沪高铁从开工到通车的近14000多个日夜,千千万万建设者奋战在一线,相伴的是高高的吊架、闪烁的焊光、巍峨的桥群和日渐成形的线路及车站。

  科技照亮前进道路,历史见证时代变迁。京张铁路将西方工业文明带进了中国,中华民族在特殊背景下迈出了“交通强国,铁路先行”的步子。70年来,中国铁路建设突飞猛进,到2018年末,中国铁路营业里程已达13.1万公里,比1949年末增长5倍,其中高速铁路2.9万公里,占世界高铁总量60%以上。《中长期铁路网规划》为中国高铁发展规划了清晰蓝图,2030年建成“八横八纵”和4.5万公里现代高速铁路网。

  中国铁路的发展与变迁,映射了中国前进的百年征程,也将演绎中国越来越快的奔跑速度。

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