滬杭高鐵350公里高速是怎樣形成的
——鐵四院專家詳解諸多高科技
發(fā)布時間： 2010-11-01 | 作者：矯陽
http://www.stdaily.com 2010年11月01日 來源： 科技日報 作者： 矯陽 本報記者 矯陽
10月26日，滬杭高鐵建成通車，這是我國繼滬寧城際高鐵后，采用完全自主知識產(chǎn)權的又一條城際高鐵，在試運行中跑出416.6公里的世界運營鐵路最高速度，事實證明，鐵路建設者用最短的工期建成了我國乃至世界上系統(tǒng)技術最全、集成能力最強、運行速度最高的高速鐵路之一，打造出滬杭城際高鐵世界品牌。
就整個高鐵系統(tǒng)來說，在時速300公里左右，一般每提升30公里，就是一個技術臺階。建設者們是如何實現(xiàn)這一提升的呢？作為設計單位的鐵四院，又是如何用其全新的設計理念賦予滬杭高鐵高品質內涵的？
時速為何是350公里
——正確把握功能定位，確定相關技術標準
鐵四院設計人員介紹，設計速度是根據(jù)項目在鐵路快速客運網(wǎng)上的作用、運輸需求、工程條件進行綜合技術經(jīng)濟比較后確定，并要符合旅行時間目標值要求。
結合沿線情況，他們按照鐵路建設的新要求，組織相關專業(yè)細分客流，對滬杭高鐵的功能定位進行了認真論證，確定了速度目標值等主要技術標準，深化了線、站方案。
滬杭高鐵是國家“四縱四橫”快速鐵路客運網(wǎng)中滬昆通道的重要組成部分，是滬寧杭 “金三角”城際鐵路網(wǎng)的骨干線路之一，相對于已經(jīng)先期開通運營的京津、武廣、鄭西、滬寧高鐵來說，滬杭高鐵功能定位更加獨特。
滬杭高鐵的建設，將在滬杭間構筑起一條安全、方便、快捷的大能力客運通道，對于加快實現(xiàn)客貨分線運輸，有效緩解運輸緊張狀況，促進長三角經(jīng)濟社會發(fā)展，助推東部地區(qū)率先實現(xiàn)現(xiàn)代化，改變我國區(qū)域經(jīng)濟、政治、文化和社會發(fā)展格局，具有十分重要的意義。設計速度目標值每小時350公里是滬昆高鐵大通道相匹配的要求，是構建真正意義上的滬杭“半小時經(jīng)濟圈”的要求，經(jīng)技術經(jīng)濟比較，是合理的。
滬杭高鐵為何能跑得這么快
——固定、移動設備，軟、硬件系統(tǒng)等設計都有創(chuàng)新
火車跑得快，與車況、路況等因素息息相關。
首先是車況。鐵四院滬杭高鐵設計總體徐緒寶介紹，滬杭高鐵試運行時能創(chuàng)世界紀錄，我國最新研制的高速動車組功不可沒。當日擔當試驗任務的是國產(chǎn)“和諧號”CRH380A新一代高速動車組，具有自主知識產(chǎn)權，是目前世界上運營速度最快、科技含量最高的高速列車，在多個方面進行了系統(tǒng)創(chuàng)新，達到世界領先水平。
其次是路況。滬杭高鐵能創(chuàng)造世界紀錄，與新建的線路特征也密不可分。滬杭高速鐵路最小半徑7000米，最短坡長900米，豎曲線采用25000—30000米；軟基地段“以橋代路”，橋梁占線路長度的90%；軌道為CRTSII型板式無砟軌道；四電高度集成，確保高平順性、高可靠性、高安全性、高耐久性，速度自然能跑上去。
但這對鐵四院滬杭高鐵橋梁設計提出了前所未有的要求。鐵四院副總工程師、滬杭高鐵指揮長薛照鈞介紹：“滬杭高鐵沿線經(jīng)過杭嘉湖平原，地表水豐富，土質松軟，地面沉降是沿線地區(qū)典型的地質災害。因此，堅如磐石的路基和橋墩是滬杭高鐵第一道安全關口，一旦發(fā)生沉降不均，軌道高低不平，高鐵就不能高速運行了。”
在跨越滬杭高速公路及杭州市石大路時，設計者匠心獨具地采用了主跨160米自錨上承式拱橋跨越，采用轉體法施工，既滿足了工期要求，又將施工時對高速公路的行車影響降低到最低程度。
這座拱橋，是世界上首次在軟土地基上設計、建造的高速鐵路大跨度自錨上承式鋼筋混凝土拱橋。單邊轉體自重達1.68萬噸，在350公里的鐵路客運專線工程應用中尚屬首例。
滬杭高鐵沿線多為軟土地質，這是高鐵施工“大敵”。為解決軟土承載力不夠的問題，鐵四院在路基采用筏板結構路基。為減小對地下構筑物的影響，確保地下構筑物安全，滬杭高鐵在跨越上海地鐵9號線、A15公路承臺地段，采用了樁板結構進行跨越，該結構在軟土地區(qū)為首次應用。他們從樁板結構路基的沉降特性及其靜動力響應、長期沉降測試等方面進行理論分析、模型試驗、施工圖設計及變形觀測，為今后的高鐵設計提供了“范本”。
鐵四院在滬杭高鐵站后四電工程設計采用了多項與國際接軌的先進技術手段，如通信實現(xiàn)了350公里時速高速鐵路在樞紐復雜地區(qū)的GSM-R無線覆蓋方案，成功解決樞紐地區(qū)多條鐵路線路交叉、并行、接近等相互干擾，保證樞紐地區(qū)CTCS-3列控的車-地數(shù)據(jù)傳輸。
火車要想提速，除了要加強動力，還要提高道岔的技術水平，速度越快，對道岔的要求越高。徐緒寶介紹，滬杭高鐵研制采用了具有完全中國自主知識產(chǎn)權的高鐵道岔板技術，解決了列車在高速行駛過程中變換軌道的世界級難題。
此外，為保證動車安全運行，滬杭高鐵是國內第一條實現(xiàn)安全保護同步設計、同步施工、同步驗收的高速鐵路，警務區(qū)、逃生通道、防拋網(wǎng)、安全監(jiān)控設施等一次建成，體現(xiàn)了高鐵建設的最新成果。
滬杭高鐵特點及技術創(chuàng)新
1.設計速度350km/h，技術新，系統(tǒng)集成度高
滬杭高鐵設計運行速度350km/h，采用的是當前世界最先進的高速鐵路技術，牽引供電、自動化控制、系統(tǒng)集成度高。
2.沿線經(jīng)濟發(fā)達，城鎮(zhèn)規(guī)劃完善，環(huán)境敏感點多，環(huán)保、水保要求高
滬杭客專東連我國經(jīng)濟中心城市上海，西接國際知名旅游城市杭州，沿線是我國經(jīng)濟最為發(fā)達的地區(qū)之一，城市化水平高，城鎮(zhèn)規(guī)劃完善，旅游資源豐富，環(huán)境敏感點多，對振動、噪音、水土保持及土地利用等要求高。在項目規(guī)劃設計中積極貫徹“環(huán)保選線”、“以人為本”的理念，設置聲屏障43.717公里。
3.廣泛分布深厚軟土層，工程地質條件差
沿線廣大地區(qū)為寬闊的第四系堆積平原，均為深厚層第四系地層覆蓋，沉積厚度35m—240m，且自西向東逐漸變厚，只在杭州臨平一帶剝蝕殘丘區(qū)有零星基巖出露。軟土及松軟土地基，是控制沿線工程地質條件的主要特殊巖土。
4.橋梁比重高，特殊橋跨、類型多
沿線河渠密集，通航河道及高等級公路星羅密布，與高速公路相交有18處，跨等級航道36處。滬杭高鐵橋梁占線路長度比重高達90%，特殊孔跨有155聯(lián)，有連續(xù)梁、道岔梁、剛構、剛架、特殊墩臺等多種形式。
5.IP數(shù)據(jù)網(wǎng)QOS（服務質量）研究提高了視頻、數(shù)據(jù)等業(yè)務的傳送質量。創(chuàng)新四電在國內通信GSM-R系統(tǒng)設計上實現(xiàn)了在樞紐復雜地區(qū)的無線覆蓋，保證了CTCS-3列控車-地數(shù)據(jù)傳輸
滬杭客專站后四電工程設計采用了多項與國際接軌的先進技術手段。如通信在國內GSM-R系統(tǒng)設計上實現(xiàn)了高速鐵路在樞紐復雜地區(qū)的GSM-R無線覆蓋，成功解決了多條鐵路線路交叉、并行、接近等相互干擾影響，保證CTCS-3列控車-地數(shù)據(jù)傳輸；開展"客運專線IP數(shù)據(jù)網(wǎng)QOS（服務質量）研究"，提高了滬杭高鐵IP數(shù)據(jù)網(wǎng)承載的視頻、數(shù)據(jù)等業(yè)務的傳送質量。牽引供電系統(tǒng)運用仿真軟件、高速機車車輛（概念列車）參數(shù)仿真擬合軟件等，為保證滬杭高鐵的運輸牽引供電提供了科學的技術保障。
