首頁 > 路橋資訊 > 正文

科普：為什么高鐵上豎著的硬幣9分鐘而不倒

2015-07-17　

        中國(guó)高鐵運(yùn)行過程中有多平穩(wěn)，近日在網(wǎng)絡(luò)上瘋傳的一段視頻或許能夠說明問題。

        

        一位在中國(guó)旅行的外國(guó)人，將一枚硬幣豎立在，正在京滬高鐵上以時(shí)速300公里飛馳的列車窗臺(tái)上，硬幣竟然能夠屹立9分鐘而不倒，而且在列車到達(dá)常州北站減速直至停穩(wěn)時(shí)竟然仍能立得穩(wěn)穩(wěn)當(dāng)當(dāng)，只是在列車要進(jìn)站時(shí)，因?yàn)樾枰儞Q軌道，導(dǎo)致列車出現(xiàn)大范圍橫向移動(dòng)，硬幣才豎立不穩(wěn)倒掉。

        這位外國(guó)友人將視頻傳到Y(jié)ouTube上后，在海內(nèi)外引起了熱議。這位外國(guó)友人說，我最近去上海旅行，成功地在時(shí)速300公里的列車上豎起了一個(gè)硬幣。現(xiàn)代化的高速鐵路非?？煲埠苁孢m，中國(guó)企業(yè)已經(jīng)成為高鐵的全球領(lǐng)導(dǎo)者。如果可以建造又舒適又快的高速列車，為什么要建造速度又慢又不舒服的列車呢？我們需要用現(xiàn)代化技術(shù)修建瑞典新的高速鐵路網(wǎng)。他還說，這次旅行旅行是他的公司SBRC（斯堪的納維亞橋梁鐵路集團(tuán)）和CDB（中國(guó)開發(fā)銀行）安排的，同行的還包括瑞典國(guó)會(huì)交通委員會(huì)以及瑞典交通運(yùn)輸管理部門的代表。

        這讓很多人驚訝得合不上嘴巴！許多乘坐過日本或者歐洲高鐵的人都知道，有時(shí)候你都不能在車上穩(wěn)穩(wěn)地站立，不能在車上氣定神閑地行走，為什么中國(guó)的高鐵能夠如此平穩(wěn)，一枚立著的硬幣都能9分鐘而不倒？下面就給大家簡(jiǎn)單地介紹一下這個(gè)問題的原因所在。

        對(duì)于高鐵運(yùn)行的穩(wěn)定性，我們可以從三個(gè)指標(biāo)來考察。第一個(gè)指標(biāo)是縱向穩(wěn)定性，包括列車起停時(shí)、加減速時(shí)、勻速運(yùn)行時(shí)的平穩(wěn)性；第二個(gè)指標(biāo)是橫向穩(wěn)定性，主要反應(yīng)列車的左右搖擺；第三個(gè)指標(biāo)是垂向穩(wěn)定性，主要是反應(yīng)列車的上下顛簸。應(yīng)該說作為世界上標(biāo)準(zhǔn)最高的高鐵線路與列車，CRH380系列在京滬高鐵上行駛時(shí)，在這三個(gè)指標(biāo)上都已經(jīng)達(dá)到了一種極致，所以這位外國(guó)友人才能夠立一枚硬幣在高鐵上9分鐘而不倒，所以小朋友才能夠在京滬高鐵上自如地玩搭積木游戲。

        我們先來看第一個(gè)指標(biāo)，縱向穩(wěn)定性。中國(guó)高鐵運(yùn)行穩(wěn)定到什么水平呢，如果不是因?yàn)榭吹酱巴獾膮⒄瘴镌诤笸?，?jīng)常會(huì)出現(xiàn)列車已經(jīng)走出很遠(yuǎn)，你都沒有發(fā)現(xiàn)的地步。正如視頻中顯示的，當(dāng)列車穩(wěn)穩(wěn)地停在常州北站站臺(tái)上時(shí)，那枚硬幣依舊能夠穩(wěn)穩(wěn)地立在那里（在進(jìn)站前因?yàn)橐儞Q軌道，硬幣曾倒過，我說硬幣不倒，是排除變軌這個(gè)因素，只是從時(shí)速300公里減速到0公里的過程）。

        如果一定要說清楚這個(gè)問題，就涉及到兩個(gè)概念。第一個(gè)概念是加速度（減速度），反映的是速度變化的快慢；第二概念叫加加速度（減減速度），反應(yīng)的是加速度（減速度）變化的快慢。前一個(gè)的單位是米/秒2，后一個(gè)單位是米/秒3。而能夠反映高速列車縱向平穩(wěn)性的指標(biāo)，就是加加速度或者減減速度，當(dāng)然列車勻速運(yùn)行時(shí)這個(gè)值肯定比較小，能夠反映出列車縱向平穩(wěn)性水平的就是在列車起步時(shí)或者停站時(shí)。

        中國(guó)高鐵運(yùn)行為什么縱向平穩(wěn)性能夠這么高？原因就是中國(guó)高速列車的加加速度與減減速度都非常低？有多低？以中國(guó)中車旗下四方股份公司研制的CRH380A為例，它的加加速度和減減速度值要求必須小于0.75米/秒3。這個(gè)指標(biāo)代表什么水平？在全球這個(gè)行業(yè)是頂尖的。

        第二個(gè)指標(biāo)是橫向穩(wěn)定性也就是左右晃動(dòng)，第三個(gè)指標(biāo)是垂向穩(wěn)定性，也就是上下顛簸。在這兩個(gè)指標(biāo)上，中國(guó)的高鐵列車控制得也非常嚴(yán)格。還是以CRH380A型高速動(dòng)車組為例，在列車以時(shí)速300公里運(yùn)行時(shí)，要求客室中部的橫向最大加速度只有0.42米/秒2。

        對(duì)于列車的縱向平穩(wěn)性，起決定作用的，首當(dāng)其沖的是列車，但是對(duì)于列車橫向與垂向穩(wěn)定性，起決定作用的卻是高鐵線路。中國(guó)不但擁有世界上第一流的高速列車，而且還擁有世界上超一流的高鐵線路。我說超一流并不是夸張，京滬高鐵就是世界上建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)最高的高鐵線路，沒有之一。

        就保證列車平穩(wěn)運(yùn)行方面而言，高鐵線路首先要平直。所謂平直就是盡量采用直線或者大半徑的圓曲線，不能有太多太急的彎道。如時(shí)速350公里的高鐵要求線路的曲線半徑一般要求不小7000米，而京滬高鐵的最小曲線半徑是9000米，在非常困難的地方最小曲線半徑也不低于7000米。而日本、歐洲的很多高鐵線路最小曲線半徑只有4000米左右。為了做到線路的平直，中國(guó)高速鐵路建設(shè)大量采用橋梁，一方面可以節(jié)約土地征用，另一方面就是能夠截彎取直。

        第二要平順，所以線路坡度不能太大，如京滬高鐵最大坡度低于12‰，困難處最大坡度也不能高于20‰，所以中國(guó)的高鐵線路多采用無砟軌道以及無縫鋼軌。當(dāng)然高鐵線路還要嚴(yán)格控制沉降，這也是中國(guó)高鐵建設(shè)熱衷采用橋梁的原因之一。普通的填方路基是由特定的填料（粘土、碎石土等）填筑而成的，這些填料填筑時(shí)是較為松散的，需要依靠機(jī)具壓實(shí)到一定程度。但是由于填料本身的固有性質(zhì)，即便是機(jī)具壓實(shí)后，填土也會(huì)繼續(xù)發(fā)生一定程度的固結(jié)沉降。而橋梁則不是，橋梁是建立在樁基之上的。根據(jù)地質(zhì)情況不同，樁基的深度也不一樣，一般要打到巖石層，有些深度達(dá)六七十米深。所以建立在橋梁之上的線路產(chǎn)生的沉降就很校

        立一枚硬幣在中國(guó)高鐵上9分鐘而不倒，原因就在這里。

        

上一篇：“高鐵游”成新寵太原西安增開6趟往返動(dòng)車
下一篇：長(zhǎng)春西安橋限高欄又受傷了塔吊架散落一地圖