浅谈我国高铁的现状与安全

浅谈我国高铁的现状与安全

班级：铁工0908班

姓名：张戈

学号：200900001492

浅谈我国高铁的现状与安全

高速铁路既是指通过改造原有线路（直线化、轨距标准化），使营运速率达到每小时200公里以上，或者专门修建新的“高速新线”，使营运速率达到每小时250公里以上的铁路系统。高速铁路除了在列车在营运达到速度一定标准外，车辆、路轨、操作都需要配合提升。高速铁路是高新技术的系统集成，融合了交流传动技术、复合制动技术、高速转向架技术、高强轻型材料与结构技术、减阻降噪技术、密封技术、现代控制与诊断技术等一系列当代最新科技成果。

我国的高速铁路建设起步较晚，但是中国高速铁路的发展和运营实践表明，高速铁路在我国有很大的发展空间和潜力，我国充分利用我国后发展的优势，实现我国铁路的跨越式发展。

目前，我国高速铁路运营状况总体很好,设备质量可靠。无论是线路基础、通信信号、牵引供电等固定设备，还是动车组等移动设备，质量稳定，运行平稳。运输安全稳定,高速安全保障体系日趋完善，经营状况良好。高速铁路受到广大旅客的青睐，市场需求旺盛。目前，全国铁路每天开行高速列车1000列左右，平均上座率达到101.7%。高速铁路为广大旅客创造了美好生活的新时空，赢得了大家的赞誉。

高速铁路作为现代社会的一种新的运输方式，具有极为明显的优势。在运行速度上，目前最高时速将达到380公里，；在运输能力上，一个长编组的列车可以运送1000多人，每隔3分钟就可以开出一趟列车，运力强大；在适应自然环境上，高速列车可以全天候运行，基本不受雨雪雾的影响；在列车开行上，采取“公交化”的模式，旅客可以随到随走；在节能环保上，高速铁路是绿色交通工具，非常适应节能减排的要求。

高速铁路线路应能保证列车技规定的最高速度，安全、平稳和不间断地运行。因此，铁路线路，不论就其整体来说，或者就其各个组成部分来说，都应当具有—定的坚固性和稳定性。

高铁建设，核心就是安全。安全和速度并不矛盾，安全是以一整套高科技体系、质量和管理系统作保障的。高铁能以300 公里以上的时速安全行驶，主要是由以下几个条件保证的，那就是能高速行驶的列车、无砟轨道、全封闭的线路和智能化的交通信号系统。

当动车组以每小时300公里速度运行出现两车交会或高速通过隧道时，车体会受到一个巨大的“挤压力”，相当于拇指大小的面积承受6公斤的压力，这无疑对车体结构的可靠性提出了重大考验。

中国动车组的车体包括车窗玻璃和门等在内，都按照90对次的列车交会速度，经过了20万余次的模拟试验。高铁动车的挡风玻璃共有6层，包括3层无机玻璃、2层软塑料，以及1层厚度为2~3毫米的防飞溅层。“飞来的物体即便将5层全部击碎，最后也会被防飞溅层像网一样兜住。”而司机前方使用的球面防弹玻璃，更是不怕撞击。有报道称，“即使行驶速度达到400~500公里，遭遇重1千克的飞石撞击，也不至于出现破碎的危险”。衡量列车运行安全性的一个重要指标是“脱轨系数”。国际标准规定，无论运行速度多高，脱轨系数都不得大于0.8。而我国CRH380A动车组实测中的脱轨系数小于0.13，远低于国际标准。除设计和制造外，检修也是保证安全的一个关键环节。据介绍，国际上机车检修通常分为零部件、系统和车辆三个级别。其中，零部件级别的检测已经很成熟，分为A、B、C三档。系统级别的检测则是拿真车做针对不同子系统的安全性试验，试验时还要加入各种激扰和失效，比如让减震器停止工作，在这种情况下再看列车能不能正常运行。而车辆级别的检测，则有一整套《高速列车试验规范》可以遵循，由铁道部安全督察司等第三方机构组织实施评估。为了尽可能将人为因素的影响降到最低，不仅检测设备水平在提高，检测系统也已高度自动化了，需要人亲自操作的实际已经很少。

在高速条件下，线路受到较高频率的动荷载作用。列车运行速度越高，动力响应越大，对轨道的损伤和路基的变形越大。反过来，轨道的损伤和路基的变形又会导致更大的列车运行不平稳，产生更大的动力响应。如果路基和轨道在列车运行荷载下的空间位置和轨项表面状况不能保持稳定．必造成恶性循环，最后导致线路结构的彻底失效。

线路结构的失效来自两种可能性：一是钢轨在高频动荷载作用下发生轨头磨耗、空间位置移位以及疲劳折断；二是路基变形过大，传递至轨顶，引起线路位置的空间不平顺，导致高速列车运行时过大的动力响应，造成变形和动力响应的恶性循环。

第一种失效状态是否产生主要取决于钢轨动应力的大小，在列车质量和运行速度—定的情况下，减小钢轨动应力的途径是使轨排具有—定的弹性，从而将车轮动荷载扩散到车轮作用点相邻的数个钢轨扣件范围内，以避免过高的局部钢轨应力。相应技术措施是在钢轨下面放置具有特定弹性性能的垫板．使轨排具有适当的弹性系数。

第二种失效状态是否产生主要取决于路基的变形稳定性。即在列车荷载

下不要产生过大的变形，且尽可能减小残余变形。从减小残余变形的角度考虑，要求减小路基的弹性，因为路基材料是非线性弹性的，路基弹性越大，变形越大，残余变形也越大。由于路基的变形不可避免，故应尽量保证路基变形的均匀性，相应的技术措施是提高路基的施工压实标准。高速铁路的路基压实系数标准在0.95以上。

由上可知，高速铁路对线路结构的变形性能具有较高的要求：弹性太小会导致第一种失效状态，弹性太大又可能引起第二种失效状态。而线路结构本身由钢轨、连接件、轨下基础、道碴和路基等组成，各部分具有各自的变形特性，如何对各部分的力学参数进行综合优化设计，使其总体变形性能达到高速铁路对线路结构的变形性能要求，还需要深入研究。

在高速铁路桥梁地段，线路结构则面临更复杂的技术问题。一方面高速运行条件下对线路的变形控制较高，另一方面桥梁会受到高速列车所带来的巨大纵向力(包括正常运行的轮周牵引力、制动力、起动力)，气温变化导致的梁内和焊接长钢轨内的约束应力，桥梁风载、基础倾斜、单侧阳光照射等因素造成的横向力和不对称力。这些力对桥梁的纵向连接强度、钢轨应力、支座强度、横向稳定性等产生很大的影响。必须研究这些力在整个桥梁结构中的传播情况，从而采取相应的设计对策，以保证桥梁的纵向强度和横向稳定性。设计对策包括在合适的位置设置钢轨伸缩装置、特殊的梁/墩刚度比、合理的轨道/梁／墩连接、合理的钢轨纵向移动阻力参数、采用特殊构造的支座等。

在高速铁路隧道地段，由于列车速度高，活塞效应更加显著。除列车受到的空气阻力在量上有很大的增加外，空气动力效应还会产生质的变化。在隧道内空气压力波的传递速度会受到影响，如果该速度小于列车运行速度，将可能出现强烈的瞬变压力效应，不仅使旅客耳朵产生明显不适，还会危及洞口环境，对列车的安全构成威胁，并产生噪声污染问题。其中，隧道断面面积、隧道内表面状况以及隧道洞门形式是主要控制因素。因此加强隧道空气动力学研究是隧道设计的理论基础。

普通的列车钢轨由碎石路砟和枕木固定，虽然承压力比较好，但却完全不能承受列车的高速运营。无砟轨道则是将钢轨直接浇铸在混凝土上，这样能保证列车即使高速行驶，钢轨也不会变形。中国的高铁轨道都是由德国进口的最先进的轨道技术，在这一点上，也没有任何安全隐患。而智能交通信号系统，原理其实

和控制飞机飞行相似，也是相当成熟的技术了。

随着中国高铁事业的迅速发展，关注该领域的安防企业也越来越多，竞争越