登陆注册
47971900000016

第16章 铁路交通篇(4)

该项工程由三条隧道组成,两条直径为7.6米的火车隧道,和一条直径为4.8米的服务隧道,全长53千米,其中有38千米隧道要在海底40米深的岩石中穿过。由于这一海域底岩层是由晚白垩纪的白垩、泥岩、泥灰岩、粉砂岩组成,因而施工难度很大。为确保隧道的工程质量和施工速度,英法两国采用两岸同时掘进的方法,并使用激光导向,确保施工方向准确无偏差。从日本购置的重达1 200吨的超级挖掘机,进行隧道的掘进。该设备机身长20米,铲头转动直径约为8.7米,斗齿和磨轮十分锋利,可达到每分钟掘进12厘米。整个工程采用流水作业方式,挖下的岩石由传送带运走;隧道的主骨架采用拱石筑成,钢筋混凝土拱圈的壁板供助绞合架就位。填塞的砂浆厚达0.6米,铆固螺栓达0.5米长。计划挖出150万立方米的岩石,取而代之的是高质量的混凝土。整个工程耗资170亿美元。到1990年12月1日,隧道全部凿通。工程全部竣工之后,从伦敦到巴黎之间的行程由5小时缩短到3小时,一年设计通过3 000万名旅客,1 500万吨货物。

我国是世界上隧道最多的国家。截至1999年,我国铁路隧道已达6876个,总长度为3670千米,均为世界第一。在隧道施工方面,从上世纪六七十年代的钢钎大锤作业到80年代“新奥法”的推广,从液压凿岩台车的应用到隧道掘进机的引进,我国已一次又一次地开创了隧道施工的新纪元,施工纪录不断刷新。1999年,在我国第一长隧道——秦岭隧道(18.46千米)的施工中,我国第一次采用GPS全球定位仪定位,首次应用V5大地音频电磁测深仪勘探,首次引进世界最先进的掘进机进行施工,创下了平均月掘进尺200米、最高月掘进尺456米的隧道施工月掘进尺新纪录和独头通风8千米的全国纪录,并且以水平偏差12毫米,高差2毫米的骄人成绩居世界特长隧道精度之首。

目前,我国已掌握了地质超前预报、深孔双液注浆、长管棚超前支护等新技术成果,攻克了断层、涌水、软弱围岩等不同跨度的施工难关。在城市地铁及轻轨领域,“浅埋暗挖”系列工法已经得到推广,结束了我国地铁施工“开膛破肚”的历史。地铁领域正在推行的盾构工法以及钻孔咬合桩等工艺,使多年困扰我国沿海地区城市地铁施工的难题也得以攻克。

2000年5月11日,我国最长的“灯泡型”展线隧道——内昆铁路黄土坡三号隧道胜利贯通。

通过施工,我国进一步掌握了软弱围岩地质技术、大断面一次成形技术、“灯泡型”展线隧道通风排烟技术、大坡度直交变频大功率蓄电池电瓶机车运输等新技术成果,标志着我国隧道修建技术逐步走向成熟。

海底隧道将人类的生活与海洋连接在一起,使铁路运输业走出陆地、伸向海洋,标志着人类交通科技发展的新水平。

登山铁路

铁路是一种最广泛应用的陆地交通形式,它能从大桥上跨越河流,也能从隧道中穿越大山。可是,人们如果要登上高山,往往却只能借助双脚攀登,或者乘上汽车,沿着盘山公路慢慢地绕着山腰升高,因为一般铁路的坡度不超过20‰,否则火车运行就会发生危险。

可是,铁路和火车设计师想出了好办法,使火车也能爬上很陡的山坡。这就是登山铁路。

登山铁路和一般铁路不一样,它在两条平行的普通铁轨中间,加上了一条带齿的轨道,所以又叫做三轨铁路或齿轨铁路。登山火车的外形看上去和普通火车没什么两样,但在它的车厢底下,装有一排驱动齿轮。登山时,车底的齿轮和轨道中央的齿轨相互啮合,十分紧密,使火车能借助齿轮咬合的力量,稳稳地向上“攀爬”,就好像登山运动员踩着岩壁上突出的岩石借劲攀登一样。登山铁路的这种特殊装置,使列车能在200‰以上的大坡度上安全地行驶。

登山铁路和火车由于一般运载量较小,运送距离比较短,速度要求也不高,并装有安全制动装置,因此在登山行驶过程中安全可靠。瑞士的阿尔卑斯山区就设置了这样的登山铁路,专用于登山观光旅游。游客乘坐在登山火车里,既能感受到登山线路的新奇,又能一路观赏美丽的风光,真正体验到旅游的乐趣。

旅馆列车

“旅馆列车”也叫“夕发朝至”列车,它是指运输距离在1500千米以内,运行时间在12小时左右的旅客列车。通常情况下,旅馆列车始发时间安排在16~23时,第二天5~11时到达目的地。因此,旅客在傍晚上火车,在车上睡一觉后,次日早晨醒来正好结束列车旅行。

无论是公务出差,还是私人旅游,都不会耽误事情,而且省去了一部分旅馆住宿费用。如有可能,还可以于当天傍晚乘原班车返回,再在车上睡一觉,第二天又可照常上班。乘坐这种列车,就像出差住旅馆一样,晚上在火车上(旅馆里)睡觉,白天离开火车(旅馆)办事,旅途的时间和晚上睡觉的时间基本一致,因此被称为“旅馆列车”。

“夕发朝至”列车还为双休日职工外出旅游提供了便捷的条件。如居住在北京的人们欲去上海旅游,可于星期五晚上乘快速列车离京,星期六上午即到达上海;下车后可在上海游玩一天半时间,于星期日傍晚乘返程快速列车,星期一一早即可到达北京,基本上不影响工作和学习。这期间的两个晚上在列车上度过,列车变成了度假的流动旅馆。

“夕发朝至”列车环境舒适,服务条件一般也比较好。如我国1998年开行的快速列车及夕发朝至的双优列车,都配备了新型客车,全列车装有空调,使乘客再无寒冷暑热之忧;车厢内的布置清洁舒适,并配备有列车电话等现代化通信设施;膳食、娱乐等服务也如同旅馆一般。

管道列车

顾名思义,管道列车就是在密封的管道里行驶的列车。在列车前方的管道中抽出空气,而在它的后面引进空气,就可以使列车加速前进。由于列车在接近真空的管道中前进,受到的阻力极小,消耗的能量也很少。为了加速,需要隔一段距离再补充一些空气推力,大约每隔8~16千米就要设一个空气进口。在两个空气进口之间,安装一个电动真空阀门,以便用来隔断管道。在有列车过来时,开动真空泵,将相应的管道里抽成真空。管道列车经过几个空气进口而逐渐加速,大约驶过48千米左右,时速可达到600~800千米。当列车快接近前方车站时,只要将前方空气进口阀打开,列车在前方空气的阻挡下,就可缓缓地停下来。

管道列车的速度可与飞机相媲美,但运量比航空大多了,每隔5分钟就可发出一列载客1500名的列车。它的造价要低于高速公路和高速铁路,且能耗低,污染轻微。唯一不足的是,乘客在车上无法欣赏沿途的风光。

电动列车与智能列车

铁路作为一种容量大、速度快、效率高的运输方式,其现代化建设已受到各国的普遍关注,电动列车、智能列车是适应生产力和科学技术发展水平的现代化运输工具。

电动列车是指用电能作为牵引动力的列车,与用热能作为牵引动力的列车(如由蒸汽机车或内燃机车牵引的列车)相比,电动列车具有运行速度快、过载能力强、安全可靠等优点。如果采用电动车组(即列车由多个单元组成,每个单元都有动力车,可以独立操纵行驶),电动列车还可以根据客流量的变化调整列车编组数目。电动列车的电气设备主要包括受电弓、主断电器、牵引电动机和制动电阻柜等部分。在运行时,电动列车的受电弓从受电系统(接触网)获得电能,经过电气设备一系列的转换,使牵引电动机带动车轴和车轮转动;同时还将列车运行的机械能变为电能,进行电阻制动。从1879年第一条电气化铁路在德国诞生以后,电动列车由于运量大、速度快、耗能少,得到了迅猛发展,尤其在高速铁路、地下铁道的建设中,电动列车起着极为重要的作用。日本、法国、德国等国家在高速铁路中采用了电动列车,列车的运行速度已超过200公里/小时。我国自20世纪50~60年代开始电气化铁路和地铁的建设以来,电动列车也得到一定的发展。

智能列车是指利用人工智能技术实现自动运行的列车。我们都知道,列车的运行离不开司机。司机根据调度员的指示操纵列车,听到发车命令便启动、加速;在列车运行过程中不断调整车速,注意紧急信号;在列车进站时降速停车。然而,随着计算机、自动控制技术的发展,用计算机代替人驾驶列车已成为许多国家关注的问题,只要使计算机系统具有事物识别功能、分析判断功能、控制功能、发现异常情况的感觉功能、警戒功能等,列车就可以实现自动运行,成为智能列车。智能列车无人驾驶,驾驶室里的乘员仅起着监视自动运行效果的作用。列车可以正确地起动、停止,精确地控制速度,及时对紧急情况作出反应。随着智能列车的进一步发展,将实现列车群控,即由计算机控制管理区段内所有列车的运行,最大限度地提高线路通过能力。最早采用智能列车的国家是日本,我国北京地铁的部分列车上也装有智能系统。

铁路的现代化要求列车运行的高速度、高效率,同时还要具有安全性和舒适性,电动列车和智能列车能够满足铁路现代化建设的这种需要,应大力发展。

磁浮列车

磁浮列车不同于一般轮轨粘着式铁路,它没有车轮,是借助无接触的磁浮技术而使车体悬浮在车道的导轨面上运行的铁路。

磁悬浮列车装有磁铁的提升架在不接触铁轨的情况下在专用轨道滑行,这样可降低磨损、能耗和运动的噪音磁浮列车被喻为21世纪生态纯净的交通运输工具,它利用电磁感应的作用,沿导轨漂浮于空气中,与其轨道没有直接的接触,没有旋转部件,靠磁力推进,时速可达300公里以上。因此磁浮列车具有高速、安全、舒适和低噪声等优点,而受到各国的重视。近年来,日本、德国、美国、前苏联等相互研制成功各种形式的磁浮列车,其中一些已接近实际应用阶段。目前,国外磁浮列车的研制和发展正步入高潮。

早在20世纪60年代初,日本就提出要研制超高速铁路,即超高速的磁浮铁道的计划,以达到时速500公里以上的目标。在研制磁浮列车的世界角逐中,德国是日本的最大竞争对手,而这两个国家的磁浮列车在设计上截然不同:日本采用电动悬浮方式,也称为超导磁力浮上方式,用超导磁体与轨道导体中所感应的电流之间的相斥使车辆浮起;德国不用超导磁体,而采用电磁悬浮方式,即为常导磁浮方式,用铁芯电磁铁悬浮在车体的下方,导轨为磁铁,而使车体浮起。目前,日本在宫崎试验线上已创造时速高达517公里的纪录,并已从空载试验进入载人试验阶段。

所谓超导现象,就是当某种金属处于极低温度(比如-269℃)的情况下,就会产生电阻为零的现象。给这种金属通电,电流就会毫无损耗地永久流动。如果把铌钛之类的超导线制成线圈,放在液体氮中,当温度降到-269℃时通上电流,就成为超导电磁铁。目前,日本已研制出专用于磁浮列车的冷冻设备。这样,轻便、强力的永久磁铁——超导电磁铁就在磁浮列车上诞生了。磁浮列车利用了电磁铁同性相斥的原理,地上不放置永久电磁铁,只安装一个不结线的线圈,当移动的磁力线穿过线圈时,就产生电流电磁感应现象,这时地上线圈因有电流流动而变成磁体。装有电磁铁的车体在轨道线圈上移动,就会产生斥力,使列车神奇地悬浮在导轨上。改变列车速度是通过变换频率实现的,这个变换频率和电力的装置称为双向离子变频器。

目前,使磁浮列车走向实用化的技术开发已基本完成。不过,作为整个系统需要解决的问题,还要经过耐久性和可靠性的研究阶段。我国“八五”期间,在国家科委的支持下,对磁浮列车的开发和研制工作组织攻关,进展很快,但对一些实际应用中的有关技术尚需实践检验。

高速摆式列车

坐普通列车往往有让人感到不舒服的时候。比如列车在曲线上运行时,由于离心力作用,车辆向外产生很大的侧向冲击,会使旅客感到不适,甚至有使车辆产生倾覆的危险。

为解决这一难题,目前世界各国基本上采用两种模式。

一种是修建高速新线,延长其曲线半径,如日本的新干线和法国的TGV线。但这种高标准的线路投资大,建造周期长。

另一种是在既有的列车线上进行少量改进,主要改造车辆结构,使其在曲线行驶时能够相应的倾斜摆动,减小侧向力。

后者便是我们通常所说的高速摆式列车。

经过将近20年的研究,尤其是进入20世纪90年代后,摆式列车在摆动结构的设计和控制上都有了显著改善。

这种异军突起的摆式列车,其运行时速与目前的高速列车不相上下,而其投资还不足高速铁路的一半。这对更快、更好、更经济地发展高速列车来说,无疑是一个福音。

德国是应用摆式列车最早,最广泛的国家,不论是新建的高速线,还是既有线,只要开行时达到一定速度,都采用摆动设计。德国计划使自己成为欧洲拥有摆式列车最多的国家。

同类推荐
  • 进化!进化?:达尔文背后的战争

    进化!进化?:达尔文背后的战争

    本书是一部关于生物进化论的百科全书似的作品,它囊括了从进化论起源,发展,衍生,直至今天的所有内容。但以它不到20万字的篇幅,虽然讲得很全,却不深,不同于枯燥乏味的学术专著,它是一部有趣的科普文。
  • “核”来不怕:正确应对核辐射

    “核”来不怕:正确应对核辐射

    本书讲述了有关核能、核辐射及核安全防护的科普知识,指导读者科学地应对核辐射,避免不必要的对核(放射)的误解与恐慌等。
  • 动手做实验丛书--物理实验中的思维能力培养

    动手做实验丛书--物理实验中的思维能力培养

    该系列丛书主要介绍动手做实验,本书详细讲解了物理实验中的思维能力培养。
  • 中国地理博览2

    中国地理博览2

    《中国地理博览(图文版)(套装全4卷)》全面展示中国自然地理知识,生动再现华夏大地的迷人风姿。浓缩中国地理之精华,行走中国,步入充满魔力的、震撼人心的地理秘境。为读者营造了一个感受中国自然无地理和人文环境的良好氛围。
  • 科学奥秘丛书-遗传奥秘

    科学奥秘丛书-遗传奥秘

    支配宇宙的自然规律是充满魅力的,而探索科学、揭示自然规律的过程更是趣味横生。科学家希望利用纳米技术在火星上制造出大气,物质到原子后继续被分离,基因密码被人类全部破译。如果不及时了解最新的、前沿的科技动态,不及时了解科学技术给人类社会带来的深刻变化和无限生机,就会远远地被时代抛在后面。如果你想跟上时代的步伐,那么就请你关注它们的发展和应用。
热门推荐
  • 神力选中的人

    神力选中的人

    赵寒在挨打后获得了超能力,但他被一个人强行加入了一个超能力组织,面对他的将是什么呢?
  • 汉麟

    汉麟

    江湖险恶,朝堂水深。身边没把刀没把剑,谁敢乱闯江湖路;朝堂势力盘根交错,没点城府没点权谋,谁敢在朝堂之上呼风唤雨。大汉逆鳞,双龙飞天!“我来称霸江湖,助你权倾朝野!”
  • 祈天歌

    祈天歌

    史上最菜男猪脚,没有打怪升级!也没后宫!在江湖之中有一个传说:每隔万载天地间便有一场浩劫降临!至于是什么浩劫,没人知道,也没人说的清楚。只有在说书人的口中代代相传。如今天下动荡,万载之期将至。江湖之中又掀起怎样的风雨?
  • 万古雄主

    万古雄主

    传说,天现太古十凶异相,会有万古雄主降临!叶穹,荒古第一仙,却被未婚妻及亲弟联手杀死。机缘巧合,借太古十凶异相于魔归之地重生。绝世战体、逆天武灵,叶穹一路崛起,所向披靡!吞噬无尽生灵,融合诸天血脉。踩天骄、虐奇才。一代雄主只身逆天,掌驭苍穹!咖啡豆官方粉丝群337343772
  • 修真玄梦

    修真玄梦

    前言:这个故事是讲一个普通乡下的一个少年无意中进入修真界,又身怀无上道法和魔教天书,后来凝成元婴飞升灵界修成仙道的故事!太古神州,天下万物,相生相克,循环不惜,自盘古开天,女娃造人,自人类开启灵志,人类就有了权利,名利,自身力量的追求,人类的欲望是不会满足的,有了名利权利之后,就想自己能长久的活下去,所以就有了一些聪明人,研究长生之术,最后研究的结果让他们失望告终,虽然长生之谜没有破解,但是创造出诸多功法,这些功法有巨大的毁灭力量,而且还能延长寿元的功效,随着时间的推移,就有了门派之分,正邪只别,几百万年来争斗不休,正所谓长生渺茫,
  • 快穿之病娇恶少别找我

    快穿之病娇恶少别找我

    系统:“叮!成功绑定宿主。”墨烟:“哪来的傻东西。”系统:“宿主,请尊重你的系统!真是没用的人类。”墨烟:“哦。”系统:“……”后来……系统:“宿主,我温柔可爱的宿主,我超有用的,留下我吧,我什么都会”墨烟:“……”呵空间的某一处男子:“宝贝,终于找到你了,一定,一定,要等我啊。”墨烟:“有种不好的预感……”***各位大佬遇见墨烟后……高冷男神“宝贝过来,我要抱抱~”呆萌学弟“学姐,你是我的!”霸道债主“想离开?这是一百万,没还完就一辈子待在在我身边!”……
  • 余生不负相忘

    余生不负相忘

    读者群:1077962639欢迎各位加入本书原名《随遇而安十七年》曾经的你是否怀揣过梦想前往到一座陌生的城市,想一展拳脚?曾经的你是否也在情窦初开之时爱上过那么一个人,永生难忘?安钧曦就这样用了七年的时间爱着隋逸辰,却用了十年的时间来忘记隋逸辰,这时安钧曦才知道原来忘记一个人是比爱上一个人还要难。当隋逸辰再次出现的时候,安钧曦没有想到隋逸辰在她的心头仍然能激起层层的涟漪,好似这十年的光影全然不复存在...
  • 绝世神医:逆天三小姐

    绝世神医:逆天三小姐

    她是杀手界的金牌杀手,一朝穿越,竟变成白痴废物,在沐家处处受人欺压,真是叔可忍婶也不能忍。白痴?废物?很好,她会让这些愚蠢的人知道,什么才叫做后悔莫及!她双系全修,碾压世间一切天才。身世不明?没爹没娘?没关系,她照样会查个水落石出,可却未曾想到,神秘身份竟引来杀身之祸。。。。。7350。
  • 艳咒

    艳咒

    她,冷酷无情;他,残暴铁血。一山不容二虎,当两个天生强势的人相遇,谁会是谁的劫?她以为他是自己的幸福,可他为何杀了他们的亲生孩子?这到底是宿命还是冤孽?她又该何去何从?(本文纯属虚构,请勿模仿。)
  • 远莫近息

    远莫近息

    如果我当时没有骗你,用真正的身份,名字来面对你,你也就不会生气而让我永远失去你,如果重来一次,我只会选择永远不再欺骗你