“東北的牡丹江、佳木斯那麼冷,又沒有多少人,值得通高鐵嗎?”總有網友這樣疑問。
我們先來看一段感人的故事。就在12月6日,牡佳高鐵開通首日,在首發列車裡,小夥張钰悅單膝跪在女孩兒陳佳娣面前,大聲說出藏在他心裡醞釀了很久的那句話:“佳娣,嫁給我吧!”旅客們為他們的愛情實時見證,這真是一次浪漫的求婚儀式。
張钰悅工作單位是佳木斯工務段雙鴨山西高鐵線路車間,他是綜合工區的工長,陳佳娣則在佳木斯工務段信号車間工作,任車間調度。一對戀人原本打算在今年5月結婚,而6月牡佳高鐵就要開始聯調聯試,就是為了在年底順利開通,他們隻能堅守在各自的崗位上,婚禮不得不一拖再拖。如今牡佳高鐵通車,他們的婚禮終于可以排上日程了,所以才有了開頭的動人一幕。
其實為了牡佳高鐵通車,還有很多像張钰悅和陳佳娣這樣的年輕人在基層默默地付出着......
01
關于牡佳高鐵的一些事
牡丹江和佳木斯兩座城市,都位于我國東北黑龍江省省會哈爾濱以東,而從哈爾濱到牡丹江、哈爾濱到佳木斯的高鐵都已通車,唯獨牡丹江和佳木斯兩座城市沒有高鐵直連。如今牡佳高鐵通車,黑龍江中東部的三座城市用高鐵形成了一個鐵三角,形成了更為快捷的交通網絡。
關于牡佳高鐵,還得劃一個重點——它是我國當前最靠東的高鐵,而且由于位于寒冷的東北地區,所以它也是一條高寒高鐵,别看線路隻有短短372公裡,設計時速也不是頂格的350公裡,而是250裡,況且還有之前的青藏高鐵、哈大高鐵、哈佳高鐵等高寒高鐵技術儲備,但是牡佳高鐵能夠開通,其實也是難上加難。
02
牡佳高鐵第一難——列車要扛得住冷我國東北地區,給很多人的直觀印象就一個——寒冷加大雪。一到冬天最冷能到零下40度,低于零下20度更是家常便飯。說到東北的冷,@工程師天張的師兄曾在吉林長白山裡的某保密工廠工作,他曾說早些年到了冬天,鑄鐵的水龍頭不能硬碰,稍微一磕,水龍頭就裂開掉地上了,不過也不用擔心,不會漏水,因為水也凍成了冰疙瘩。這個冷可不僅僅是凍手的問題,而是直接影響了高寒動車組列車的制造工藝。
在這樣寒冷的天氣裡,從嘴裡呼出去的哈氣,遇冷馬上就變成了一團團的白霧,這叫“凝露”。放在平時我們還能圖個新鮮,當成一道景觀。但是這對高鐵來說,卻是緻命的,這絕對不是聳人聽聞。因為即使天氣再冷,空氣中也有一定的濕度(水分),形成的水露會與空氣中的灰塵混在一起,含量合适時就會導電,從而導緻電源線路短路、動車設備電氣元件故障等。别忘了高鐵動車之所以能開行,核心就是電力,如果出現短路等故障,勢必會影響線路的安全、平穩運行。中車長客專門研發的“冰鳳凰”複興号高寒動車組就是專治這個問題的,它的型号是CR400BF-G,在已有的“金鳳凰”複興号基礎上提升抗寒性能,在它的配電櫃骨架上有陶瓷多孔材料塗層,高溫燒制而成,薄薄一層達到微米級,但是塗層内遍布蜂窩一樣的孔隙,在運行時如果有凝露産生,會被這些孔隙會臨時存儲,等到艙室附近的溫度升高,凝露會自然蒸發逸出,這樣就不會滴落影響電路安全。
除了克服室外濕度等不利環境因素外,還要考慮列車本身扛不扛極寒。以前的普通高鐵動車組隻能在零下25度運行,但是通過提升抗寒設計的“冰鳳凰”就能在零下40度平穩運行,這得益于它的抗凍黑科技。比如剛才說的低溫脆裂,就是最常見的現象。高寒動車組的外部車身、關鍵的螺栓和螺母,以及與冷空氣直接接觸的密封膠條、水循環管路等等都不同于普通設計,要改材質,适應寒冷天氣,比如螺栓螺母由碳素鋼改成了鉻钼合金鋼,膠條改為特殊矽橡膠,水管從銅改為不鏽鋼還要考慮電伴熱等等,一處都不能忽視。
還有在冰雪天高鐵運行時,部分電熱裝置會把雪融化然後快速結冰,這樣行車就不安全了。以前我們用進口塗料阻止結冰,并沒有達到預期效果,結果我們自己模仿荷葉的表面出現疏水現象,在2016年自主研發了适合國情的疏水塗層,水珠不會再貼在設備表面,又防水還能除冰,看來也不能迷信國外。當然還有轉向架等關鍵設備,以前用德國進口的,現在也換上自主研發的超低溫球墨鑄鐵材料了。一系列的國産化、本土化研制工作,确保了高寒動車組即使在零下40度,也能保證材料的結實程度。
03
牡佳高鐵第二難——路基的冷脹熱縮
水變冰,體積增加
大家都熟悉水變成冰,密度降低,但是體積卻會增大約9%。在我國東北地區,到了冬季道路中的水分會被凍成冰,雖然凍得很結實,但是體積膨脹,如果在這樣的路基上修路,凍脹産生的巨大力量不能忽視,上面的鋼軌會被變形的路基頂起,乃至可能被撕裂,所以這是高寒鐵路建設中最害怕的事。
而到了夏天,随着氣溫逐漸升高,凍土層又會随之慢慢融化,體積再次變小,路基體積減小,随之回落,鋼軌也跟着降下來。假如不采取任何措施,任由路基和鋼軌反反複複上升下降,路基就會沉降變形,還有的會翻漿冒泥,線路就不可能實現安全運行。怎麼辦?
在青藏鐵路上應用了熱棒技術來控制凍土層的散熱問題,但在東北高寒地區則采用了不同的技術方案——換填加保溫。也就是,既然用原來的路基會上凍,那麼咱就把路基能夠上凍的深度範圍内的土給去掉,換上不凍脹的材料。光這樣還不行,還得考慮給路基裝上“空調”,咱讓它一年四季沒有多大溫差,所以在路基兩側坡腳的地方設置了“保溫層”,有這些創新的技術,凍脹問題徹底不是問題了。
青藏鐵路熱棒技術
另外在牡佳高鐵修建過程中,還修了不少隧道,建設時防水保溫也是關鍵,施工隊伍采用了全新水材料,解決了高寒地區挖隧道的技術難題。
不僅路基的問題,還有下雪融化後道岔凍結,會導緻道岔尖軌與正常鐵軌貼不嚴,所以還要改進道岔的融雪設備,增加道岔電熱融雪、快速烘幹等技術,讓道岔活動不受限。
另外,在高寒風雪天氣中運行的高速動車組,一旦氣溫、風速超标,或者沿線異物監測系統發現有影響運行安全的物品進入軌道上,都會提前預警,比如風速超過20米/秒,或者軌面上積雪超過5厘米,列車都會自動降速,目的隻有一個,把乘客安全送到目的地。
04
結語曆盡千辛萬苦,無數築路人的默默奉獻,讓我國最東端的高寒鐵路——牡佳高鐵通車了,實他們的堅實臂膀支撐起了“基建狂魔”的稱号,相信牡佳高鐵必将為“振興東北老工業基地”的國家戰略助力助力再助力。
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