第一篇 日本高速铁路技术(1)tie11

1971年1月18日，日本内阁又批准了东北新干线和上越新干线的规 划，并于同年10月14日批 准了施工计划。 1.2.2 东北新干线
正是在上述形势下，日本新干线铁道进入了一个全面发展的新时 代。其标志是1970年5月18 日通过的全国新干线铁道整备法。
新干线铁道整备法，明确提出了高速运输体系的形成对国土的综合
开发有十分重要的作用， 谋求以新干线铁道联结全国中心城市形成新 干线铁路网，更进一步促进国民经济的发展，国 民生活水平的提高。 新干线铁路整备法还明确了新干线的审批和确认实施的法律过程手续， 以及实施主体（营业法主体和建设主体）的法律地位，并对新干线建设 财政资金筹措进行了 规定。新干线铁道整备法的颁布实施极大地促进 了新干线铁道的发展。 1.2.1 山阳新干线
东海道新干线从1964年10月以２１０ｋｍ/ｈ最高速度开通运行， 经过近10年的运 营，到19 74年7月前后，新干线的故障急剧增加，主 要表现在钢轨损伤、路基翻浆冒泥，由此而导致 列车运行晚点、堵塞 事故剧增。1974年的晚点堵塞事故就由1973年的20起增至43起。同时， 列车运行对数也由开业时的30对/ｄ增长到1976年的137.5对/ｄ，在日 益增长的运输量和大 量发生的晚点堵塞事故的尖锐矛盾中，不得不对 东海道新干线进行所谓“开业十周年的大修 ”工作。
上述3种方案各有优缺点，在决定采用哪种方案时的争论也十分激 烈。一开始支持第一方案 和第二方案的势力占了绝对上风，这两种方 案技术成熟，而且与既有铁路联网十分便利。而 支持第三方案的人最 少。在当时的国铁内部，赞成并支持第三方案的人也占少数，但是在极 力推进第三方案的在任国铁总裁十河信二的领导下，成立了东海道线增 强调查委员会(后更 名为日本国有铁道干线调查委员会），极力推荐修 建标准轨距新干线的第三方案。因为前两 个方案虽然可以增加东海道 通道的输送能力，但从东京至大阪列车运行时间仍然要7ｈ 左右，不 能减少旅客的旅途时间，因而从长远上讲与航空的竞争处于不利地位。 另外该委员 会成功地宣传“在1964年10月10日至24日召开的第十八届 东京奥林匹克运动会之前，完成一 个划时代的东京—大阪时速210km的 标准轨距新干线铁道是日本新时代的一个伟 大代表作 ”，也对该方案 的最终被采用起了不可低估的作用。最后该委员会对修建东海道新干线 的可 行性进行充分的论证，进行了机车车辆、线路、通信信号等方面 的技术准备，终于排除了各 种阻力，使新干线方案得到确认。１９５ ８年12月19日日本内阁会议终于批准了东海道新干 线的建设计划。
东海道新干线大规模开工之首期工程为1958年底开工的鸭宫试验区 段。区段全长37km ，至19 62年完成铺轨，同时成立了新干线试验段管 理区及相应机构，包括电务、设备、运转、总务 等部门，进行了 200km/h走行安全性、高速铁路构造和设备最佳化的改进、养护维 修和 运营 体制的建立等试验，为东海道新干线全线的建设、维修、设备改 进、系统协调、可靠度等提 供了保证。
日本内阁交通阁僚会议上作出了东海道新干线全线从1959年4 月20 日正式开工（部分隧道工 程于1958年底开工）的决定，并要求用5年时 间于1964年10月1日东京奥林匹克运动会开幕之 前正式开通。
经过5年多时间的建设，至1964年10月1日，东京至新大阪全长 515.4km 的东海道新干线正式 开通运营(见图１—１—１)，全线工程 费约3 800亿日元。全线共设车站15个（从东京至大 阪分别 为东京、 新横滨、小田原、热海、三岛、新富士、静冈、挂川、浜松、丰桥、三 河安城、名 古屋、岐阜羽岛、米原、京都、新大阪站等，其中三岛和 新富士、挂川、三河安城分别是19 69年和1988年新开通的车站），平 均站间距离36.8km，最大、最小站间距分别为 68.1km和15.9km。
随之而来的一个十分重要的问题是资金筹措问题。当时日本国民经 济实力并不十分雄厚 ，国家财政和国有铁道对新干线的投资有很大的 顾虑。因而当初设计东海道新干线时采用了 降低工程造价的设计，虽 然如此，资金缺口仍然十分巨大。最后通过各种努力，争取到了国 家 担保的部分世界银行贷款，相当于对国家投资施加了一定压力，才保证 了东海道新干线的 顺利开工。
1967年3月16日开工的全长160.9km的山阳新干线新大阪—冈山段 （工程费约2 20 0亿日元）于1972年3月5日开业；全长392.8km的山阳 新干线冈山—博多段1970年2月10 日开工，19 75年3月10日开业，工程 费约6 900亿日元。山阳新干线从新大阪至博多全长553.7km ，全线除 新大阪外共有17个车站（分别为新神户、西明石，姬路、相生、冈山、 新仓敷、福山、新尾 道、三原、东广岛、广岛、新岩国、德山、小 郡、新下关、小仓、博多等），平均站间距 32.6km，最大、最小站间 距分别为55.9km和10.6km。
的运输能力，投资见效快。 （２）修建新的窄轨复线通道进行分流——与既有铁路轨距保持一
致，沿东海道本线东 京 —大阪通道修建新的复线铁路以分流东海道本 线的运输量。其特点是线路标准与既有路网干 线保持一致，机车车辆 不必发展新的型号就可实现全国铁路混跑，运输模式也与既有铁路保 持一致。
（３）建设标准轨距的高速新干线——采用与日本既有路网轨距 （窄轨）不同的国际上通用 标 准轨距（1 435mm）的线路，使车辆的 宽度较现有干线增大，随之列车定员也增加 ，并采用新 技术提高列车 的运行速度，这样可以大大提高运输能力。但建设标准轨距的新干线铁 路， 其投资巨大且不说，它的新技术含量也相当高，当时国际上铁路 运输的最高速度还没有超 过200km/h的先例，因而风险性也较大。并且 由于轨距不同，新干线与既有路网干 线不能接轨，因而机车、车辆的 运用受到限制，行车及指挥等必须自成一体。
大修的主要实施内容虽有车辆方面、电气方面，但主要在土木基础 设施方面。从1975年至19 82年，投资400亿日元主要进行了用60kg/m钢 轨替换50kg/m钢轨、消除钢 轨铝热焊接头病害 、整治路基翻浆冒泥现 象、加强路基边坡整治、更换全部道岔、强化养路基地等工作内容。 其间还同时进行长钢轨更换、接触网改成重链形悬挂、修缮桥梁支座等 工作，全线实行了44 次半天停运的运行图，由东京出发的下行列车 12：36开始发车，新大阪出发的上行列车12： 38 开始发车。在此之 后，由于东海道新干线路基设计、施工诸方面采用了较低的标准，使得 路 基病害整治、道床更换等工作一直延续到今天，成为运营中十分头 痛但又不得不投入大量人 力、物力、财力的维修养护工作难题。到目 前为止，东海道新干线３/４以上的道碴被更换 （ 有的地方甚至已更 换过两次），同时还在进行路基表面铺设合成土工布等防止翻浆一定的强化。
东海道新干线的建成在世界铁路高速化的历史进程中起了巨大的推 动作用，它是世界高速铁 路发展行列中名副其实的“先驱者”，对世 界铁路产业的复兴具有不可磨灭的功劳。
东海道新干线1964年建成通车后取得非常好的效益，开始营业前预 计第一年平均每天载客4 万 人，但实际上却是平均每天载客超过6万 人，开始营业第一个周末就出现了客满停止售票的 盛况。它成为一项 支持日本经济起飞的重要基础设施，日本人誉之为“经济起飞的脊 梁”。 据有关资料分析，日本在1964～1970年短短的6年时间内，国内 国民生产总值由约800亿 美元增加到近2 000亿美元，增长了1.44倍， 年平均增长率为16%（人均产值由824美元增 加到 1 887美元）。产业 结构也发生了很大变化，第三产业所占比重由43%上升到47%。由此也可 见东海道新干线的建成通车对日本经济发展的巨大作用。 1.1.3 东海道新干线的大修
1992年，随着300系列车的运行，东海道新干线上运行列车最高速 度从220～230km/h 提高到270km/h（小半径曲线地段限速通过），随之 而来的问题是环境保护—— 噪声问题。虽 然东海道 新干线采用有碴 轨道结构，但有许多钢桥（大部分为有碴道床结构，少量为明桥面）成 为突 出的噪声源。减轻振动和噪声一直到今天仍是东海道新干线维 修、整治的重点。1.2 日本高速铁路的发展——山阳、东北、 上越、长野新干线及山形、秋田小型新干线的建设 东海道新干线投 入运营后，其客运量不断上升。1964/1965年度东海道新干线日运送旅 客为1 .1 万人次，1974/1975年度日运送旅客达11.8万人次；并且列车 运行速度从开业初的210k m/h逐步 提高到２２０ｋｍ/ｈ、２３０ｋ ｍ/ｈ，列车从大阪到东京的运行时间 （以“光”号列车为例 ）从开 业的4ｈ减少为3ｈ1０ｍｉｎ，回声号亦从开业的5 ｈ减少为4ｈ；虽然 出现了列车 晚点堵塞现象，但运营１０余年从没出现过旅客伤亡事 件。经过开通１０周年大修后的1976 年和 1977年度，东海道新干线列 车运行晚点（晚点时间在10ｍｉｎ以上）次数由最高峰 年度的43次 分 别降至36次和21次。这样，新干线运行速度高，输送旅客量大的特点越 来越为人们所重视 。 同时新干线列车污染少，线路占地少，列车运行 安全正点，不受自然条件影响，逐渐成为中 短距离通勤、通学、旅游 旅客的首选交通工具。
第1篇 日本高速铁路技术1 日本新干线高速铁路的发展 日本高速铁路早在1946年就酝酿修建，但战后迫于百废待兴，无力 顾及。19 58年12月19日日 本政府正式批准修建东海道准轨新干线，于 是东海道新干线全面开工，1964年10月1日东海 道新干线全长515.4km 正式开通。此后山阳新干线东段、西段分别于1972年、1975 年开通， 全长553.7km;东北新干线(496.5km)、上越新干线(269.5km) 又分别于 1982年6月与11月开通 、北陆(长野)新干线(117.4km)又于1997年10月 开通，东北新干线盛冈—八户段（９６.６ｋｍ）于２００２年１２月 １日开通，目前新干线全部营业里程已达２ ０４９.１km。加上山形 小型新干线1992年开通 至山形，87.1 ｋｍ；1999年底开通至新庄，全 长1 48.6 ｋｍ、秋田小型新干线1997年开通至秋田，全长127.3km， 是在既有线上增设第三轨、拓宽 了轨距，使新干线列车能直通运行到 更多城市。至2002年日 本新干线 运送旅客已约65.78亿人次，日均约 80万人次，每天有750列高速列车运行，全 年客运量达3亿人次，约是 日本国内航空客运量的４倍。日本新干线高速铁路及既有铁路在 全国 的分布图见图１—１—１所示。图１—１—１ 日本新干线高速铁路及 既有铁路的分布图 1.1 东海道新干线的发展沿革 1.1.1 东海道新干线的建设背景 20世纪50年代中期，日本国民经济在复兴后得到高速发展，全国范 围内的旅客运输量和 货物运输量急剧增长。 在当时并不十分发达的航空运输和汽车运输条件下，大量的客流集 中涌入铁路运 输，使日本 既有铁路的客运能力和客流量之间的供求矛 盾日益尖锐，作为日本本州岛上东西方向的铁路 大动脉——东海道本 线（东京至大阪）只占日本铁路总长的３％，却承担全国客运量的２４ ％ 和货运量的２３％，运输能力极为紧张，其乘车难、购票难在全国 尤为突出。当时东京— 横 滨单方向每天发车达210列，已达到了超饱 和状态。预计东海道既有线运输能力全面饱和的 时期将发生在1962 年。在这种条件下，如任其继续下去将严重阻碍日本经济发展。修建新 的 东海道铁路运输通道、提高铁路运输能力成为迫在眉睫的决策问 题。 1.1.2 东海道新干线的建设方案 在当时，从日本国铁到社会运输各专业机构及决策机构均认为有3 种增强东海道铁路通道运 输能力的方案： （１）既有东海道本线（轨距为1 067mm的窄轨复线）四线化—— 从咽喉地段开始 ，逐步四线化加强通过能力。铺通一段即可提高一定