“东北的牡丹江、佳木斯那么冷,又没有多少人,值得通高铁吗?”总有网友这样疑问。
我们先来看一段感人的故事。就在12月6日,牡佳高铁开通首日,在首发列车里,小伙张钰悦单膝跪在女孩儿陈佳娣面前,大声说出藏在他心里酝酿了很久的那句话:“佳娣,嫁给我吧!”旅客们为他们的爱情实时见证,这真是一次浪漫的求婚仪式。
张钰悦工作单位是佳木斯工务段双鸭山西高铁线路车间,他是综合工区的工长,陈佳娣则在佳木斯工务段信号车间工作,任车间调度。一对恋人原本打算在今年5月结婚,而6月牡佳高铁就要开始联调联试,就是为了在年底顺利开通,他们只能坚守在各自的岗位上,婚礼不得不一拖再拖。如今牡佳高铁通车,他们的婚礼终于可以排上日程了,所以才有了开头的动人一幕。
其实为了牡佳高铁通车,还有很多像张钰悦和陈佳娣这样的年轻人在基层默默地付出着......
01
关于牡佳高铁的一些事
牡丹江和佳木斯两座城市,都位于我国东北黑龙江省省会哈尔滨以东,而从哈尔滨到牡丹江、哈尔滨到佳木斯的高铁都已通车,唯独牡丹江和佳木斯两座城市没有高铁直连。如今牡佳高铁通车,黑龙江中东部的三座城市用高铁形成了一个铁三角,形成了更为快捷的交通网络。
关于牡佳高铁,还得划一个重点——它是我国当前最靠东的高铁,而且由于位于寒冷的东北地区,所以它也是一条高寒高铁,别看线路只有短短372公里,设计时速也不是顶格的350公里,而是250里,况且还有之前的青藏高铁、哈大高铁、哈佳高铁等高寒高铁技术储备,但是牡佳高铁能够开通,其实也是难上加难。
02
牡佳高铁第一难——列车要扛得住冷我国东北地区,给很多人的直观印象就一个——寒冷加大雪。一到冬天最冷能到零下40度,低于零下20度更是家常便饭。说到东北的冷,@工程师天张的师兄曾在吉林长白山里的某保密工厂工作,他曾说早些年到了冬天,铸铁的水龙头不能硬碰,稍微一磕,水龙头就裂开掉地上了,不过也不用担心,不会漏水,因为水也冻成了冰疙瘩。这个冷可不仅仅是冻手的问题,而是直接影响了高寒动车组列车的制造工艺。
在这样寒冷的天气里,从嘴里呼出去的哈气,遇冷马上就变成了一团团的白雾,这叫“凝露”。放在平时我们还能图个新鲜,当成一道景观。但是这对高铁来说,却是致命的,这绝对不是耸人听闻。因为即使天气再冷,空气中也有一定的湿度(水分),形成的水露会与空气中的灰尘混在一起,含量合适时就会导电,从而导致电源线路短路、动车设备电气元件故障等。别忘了高铁动车之所以能开行,核心就是电力,如果出现短路等故障,势必会影响线路的安全、平稳运行。中车长客专门研发的“冰凤凰”复兴号高寒动车组就是专治这个问题的,它的型号是CR400BF-G,在已有的“金凤凰”复兴号基础上提升抗寒性能,在它的配电柜骨架上有陶瓷多孔材料涂层,高温烧制而成,薄薄一层达到微米级,但是涂层内遍布蜂窝一样的孔隙,在运行时如果有凝露产生,会被这些孔隙会临时存储,等到舱室附近的温度升高,凝露会自然蒸发逸出,这样就不会滴落影响电路安全。
除了克服室外湿度等不利环境因素外,还要考虑列车本身扛不扛极寒。以前的普通高铁动车组只能在零下25度运行,但是通过提升抗寒设计的“冰凤凰”就能在零下40度平稳运行,这得益于它的抗冻黑科技。比如刚才说的低温脆裂,就是最常见的现象。高寒动车组的外部车身、关键的螺栓和螺母,以及与冷空气直接接触的密封胶条、水循环管路等等都不同于普通设计,要改材质,适应寒冷天气,比如螺栓螺母由碳素钢改成了铬钼合金钢,胶条改为特殊硅橡胶,水管从铜改为不锈钢还要考虑电伴热等等,一处都不能忽视。
还有在冰雪天高铁运行时,部分电热装置会把雪融化然后快速结冰,这样行车就不安全了。以前我们用进口涂料阻止结冰,并没有达到预期效果,结果我们自己模仿荷叶的表面出现疏水现象,在2016年自主研发了适合国情的疏水涂层,水珠不会再贴在设备表面,又防水还能除冰,看来也不能迷信国外。当然还有转向架等关键设备,以前用德国进口的,现在也换上自主研发的超低温球墨铸铁材料了。一系列的国产化、本土化研制工作,确保了高寒动车组即使在零下40度,也能保证材料的结实程度。
03
牡佳高铁第二难——路基的冷胀热缩
水变冰,体积增加
大家都熟悉水变成冰,密度降低,但是体积却会增大约9%。在我国东北地区,到了冬季道路中的水分会被冻成冰,虽然冻得很结实,但是体积膨胀,如果在这样的路基上修路,冻胀产生的巨大力量不能忽视,上面的钢轨会被变形的路基顶起,乃至可能被撕裂,所以这是高寒铁路建设中最害怕的事。
而到了夏天,随着气温逐渐升高,冻土层又会随之慢慢融化,体积再次变小,路基体积减小,随之回落,钢轨也跟着降下来。假如不采取任何措施,任由路基和钢轨反反复复上升下降,路基就会沉降变形,还有的会翻浆冒泥,线路就不可能实现安全运行。怎么办?
在青藏铁路上应用了热棒技术来控制冻土层的散热问题,但在东北高寒地区则采用了不同的技术方案——换填加保温。也就是,既然用原来的路基会上冻,那么咱就把路基能够上冻的深度范围内的土给去掉,换上不冻胀的材料。光这样还不行,还得考虑给路基装上“空调”,咱让它一年四季没有多大温差,所以在路基两侧坡脚的地方设置了“保温层”,有这些创新的技术,冻胀问题彻底不是问题了。
青藏铁路热棒技术
另外在牡佳高铁修建过程中,还修了不少隧道,建设时防水保温也是关键,施工队伍采用了全新水材料,解决了高寒地区挖隧道的技术难题。
不仅路基的问题,还有下雪融化后道岔冻结,会导致道岔尖轨与正常铁轨贴不严,所以还要改进道岔的融雪设备,增加道岔电热融雪、快速烘干等技术,让道岔活动不受限。
另外,在高寒风雪天气中运行的高速动车组,一旦气温、风速超标,或者沿线异物监测系统发现有影响运行安全的物品进入轨道上,都会提前预警,比如风速超过20米/秒,或者轨面上积雪超过5厘米,列车都会自动降速,目的只有一个,把乘客安全送到目的地。
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结语历尽千辛万苦,无数筑路人的默默奉献,让我国最东端的高寒铁路——牡佳高铁通车了,实他们的坚实臂膀支撑起了“基建狂魔”的称号,相信牡佳高铁必将为“振兴东北老工业基地”的国家战略助力助力再助力。
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