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托舉高鐵“加”速度 ——超級高鐵設想下的橋梁展望

來源:  作者:   發布時間:2018-08-29   字體:【 【打印】

從時速20多公里到90公里,武漢長江大橋以超前的謀劃設計,60多年來不斷刷新其承載列車的時速;高鐵時代,南京大勝關長江大橋的設計時速已經達到300公里;再次飛越,北盤江大橋實現了讓高鐵列車能夠以350公里的時速不減速通過……

中國鐵路已經進入高鐵時代,未來還有可能向時速1500公里甚至更高速度的“超級高鐵”發展,而作為鐵路線上重要的節點,橋梁能否承載起更高速度的列車呢?

設想                 

2013年,美國科技狂人馬斯克首次提出“超級高鐵”的想法,按照他的設想,可利用真空管道來建設“超級高鐵”,理論時速可達到1207公里。

619日召開的2018年世界交通運輸大會“高速鐵路技術發展論壇”上,西南交通大學首席教授張衛華接受科技日報記者采訪時表示,“中國版超級高鐵將采用‘高溫超導磁懸浮+真空管’技術,目前已著手探討時速1500公里的可行性。”

張衛華在論壇上介紹道,由西南交通大學承擔的“多態耦合軌道交通動模試驗平臺”,是在1500米可模擬不同低氣壓環境的真空管道里,開展不同磁懸浮模式比例模型車運行測試,包括高溫超導磁懸浮模式在內,試驗速度超過音速,理論上有望達到時速1500公里。

雖然“超級高鐵”還處于理論研究的初期階段,但從當前中國鐵路提速的趨勢來看,這并不是一個遙不可及的夢。

截至2017年底,我國高速鐵路運營里程達2.5萬公里,約為世界高速鐵路運營總里程的2/3,設計時速最高為350公里至380公里,上線運營列車達5200列,已成為名符其實的高鐵大國。

橋是路的延伸,也是路跨越天塹的紐帶。《中國鐵路橋梁史》載:眾多的鐵路橋梁支撐了中國廣闊而長遠的鐵路網的發展需要。目前,在武廣高鐵線路上,橋梁占比約42%;在京滬高鐵線路上,橋梁占比80%;在滬杭高鐵線路上,橋梁占比92%

由此可見,我國現在的高速鐵路大多建設在橋梁上,那橋梁是否會是未來“超級高鐵”的最佳選擇呢?

觀點

為探尋這個問題的答案,首先要了解“為什么我國目前高速鐵路大多建在橋梁上”。

首先,橋梁具有跨越江河湖海、高山峽谷的天然優勢;第二,橋梁便于截彎取直、處理坡度,保證高鐵線路的平直和平順;第三,橋梁能夠減少和控制線路沉降,提高建設效率;第四,便于解決高鐵線路與各既有線路等交叉的問題;第五,節約土地資源,減少對生態環境的影響,以及利于管養等。

對于“設計建造承載超級高鐵的橋梁,需要考慮哪些問題”,一些專家也結合目前我國高速鐵路研究現狀及上海磁懸浮列車的經驗,發表了自己的看法。

中國鐵路總公司工程設計鑒定中心副處長陳良江表示,“橋梁優越的動力性能和高平順性是設計的重點,施工上的高精度是建造技術的關鍵”;

西南交大橋梁工程系主任李永樂認為,“橋梁的動力性能、車橋耦合性能、列車風、橋上的防撞及救援等都是需要考慮的問題”;

中鐵大橋院副總工程師易倫雄表示,“上海的磁懸浮列車的施工精度要求非常高,其混凝土結構的施工精度都是毫米級別的,并且其后期運營的變形控制也更嚴格。”

綜上所述,雖然一些可能存在的技術問題有待持續攻關,但橋梁在未來鐵路持續提速的過程中,其優越性依然很明顯。

展望

目前,我國的高速鐵路橋梁承載著高速列車,使之安全、平順地飛馳。對于普通的旅客來說,最直觀的感受就是無論列車的行駛速度有多快,車廂內都不會感受到明顯的晃動。

而對于中國高速鐵路橋梁未來的發展,在77日至8日召開的“第八屆橋梁與隧道工程技術論壇”上,陳良江在報告中表示,我國的科技工作者還需要繼續深化對大跨度橋梁剛度、徐變控制等相關理論和對斜拉懸吊體系、新型鋼混結構等新型橋梁結構的研究,加快對高強自密實混凝土、高強度鋼絲等新材料及深水基礎施工、重大構建運架等新  裝備研發,并不斷提升施工技術和精度。

時速350公里,不會是中國高速鐵路的極限,也絕不是中國高速鐵路橋梁承載能力的極限。在該論壇上,中國工程院院士盧春房也在報告中提到,根據他所在團隊的研究,中國高速鐵路橋梁的設計時速到2030年有望達到400公里,到2045年有望達到600公里。

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