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广深准高速铁路

广深准高速铁路是从广州经增城、东莞至深圳。长147千米。由原广深铁路改建而成。1994年12月22日通车。为中国自行设计、施工建设的第一条时速达160千米的新型铁路。1994年10月20日,全长147公里的广(州)深(圳)准高速铁路,圆满结束了为时1个月的第一阶段行车试验,列车最高时速达到 174公里,超过设计时速140公里。铁路年底全线开通后,行车时间将由原来的两个多小时缩短为1个小时。在工务工程、机车车辆、通信信号的科研攻关,在设计、制造、施工、维修及管理等方面采用的新技术

这是广深很早的时候实施准高速改造的规划。开中国高速铁路先河,为后来的中国铁路大提速积累了宝贵经验。根据我国发展高速铁路的战略设想,除了要建设新高速铁路外,在近期内选定试验区段,对既有线路进行技术改造,这样可用较少的投资、较短的时间将既有线路改造成能够开行时速160公里旅客列车的准高速铁路。同时,还可以为我国大量既有铁路的进一步改造和修建高速铁路提供技术储备和积累经验。

广深准高速铁路的开通运营,以及广深铁路公司股份制改造,从客观上要求改革与优化铁路安全管理体制,建工新的铁路安全管理模式。本文构造了广深铁路安全管理模式,满足国家确定的“企业负责,行业管理,国家监察,群众监督”的安全工作体制要求,引入风险管理,实行事故保险,提出应该以安全文化作为新模式的软件,优化新的安全管理体制。

为达到旅客列车时速160公里的要求,以东风9型客运内燃机车为基础,对齿轮传动比等进行改造,研制成东风11型内燃机车,经过在试验线运行,已能适应速度指标的要求。

东风11型内燃机车是采用微机控制系统、电空制动系统、TVM-300机车信号系统以及轴温检测等新技术的机车。不仅能使机车在任何工况时处于最佳状态恒功率运行、而且能提高机车最高运行时的可靠性。

机车专用16V280ZJA 型柴油机(标称功率为3860千瓦)、JF204C型同步主发电机(额定功率为3600千伏安)以及ZD106A型牵引电动机(额定功率为530千瓦)。 转向架为三轴、锥形空心轴全悬挂、双节连杆万向节驱动装置、高柔圆弹簧旁承、全加工轮对、拉杆定位轴箱以及低位牵引杆结构。 车体为棚式承载结构。司机室头部为25℃倾角大平面,内部布局合理,给人以宽敞、明亮、整洁、和谐的感觉,为乘务人员提供了一个舒适、可靠、安全的工作环境。

该型机车的主要技术参数为:

1.传动型式:交-直流电传动;

2.轴式:C0C0;

3.柴油机最大运用功率:3610千瓦;

4.标称功率:3040千瓦;

5.最大速度:170公里/小时;

6.持续速度:65.6公里/小时;

7.最大起动牵引力:245 kN;

8.持续牵引力: 169 kN;

9.轴重:小于 23吨;

10.计算整备重量:小于138吨;

11.轴距:2000毫米;

12.机车外形尺寸: 21250*3304*4736毫米(长宽高)。

采用该型机车,广州东至深圳间直达旅客列车运行时间可缩短至1小时左右。

运用空气制动加电控,可以具备在160公里/小时速度行车时能在1400米距离内紧急制动停车的能力,保证行车安全。 至于基础制动,采用高磨合成闸瓦踏面制动和单元制动装置,也是解决160公里/小时机车制动问题的一个途径。同时到也要加装防空转和防滑装置。 此外,在紧急制动时仍需使用电阻制动,以减轻摩擦制动的负担。

广深线不久将建成电气化铁路,用于电力牵引的机车,有下列方案可供选择:

1.以韶山5型客运电力机车为基础进行改造。

该机型原定主要性能参数:持续功率3200千瓦,总效率0.8,轴重21.5吨,最高速度140公里/小时。

转向架采用电枢空心轴牵引电机全悬挂,其传动箱的大部分仍属簧下重量,加上轮径较大(1250毫米,内燃机车只有1050毫米),这两个因素使机车的簧下重量稍大,但轴重较轻,因而在160公里/小时运行速度下,轮轨相互作用力仍在允许范围以内。转向架与车体间采用高柔二系弹簧悬挂,可保证机车有良好的运行品质。因此,只需改变齿轮传动比和对个别参数进行调整,就可适应160公里/小时的要求。经牵引计算,160公里/小时的重量可达750吨,列车编组数可达 14辆。 此外,如直接从电网取电以供列车取暖和空调的用电,列车中不再需要保留发电车位置;由于在机车上还装有功率2500千瓦的再生制动系统,在制动时可向电网反馈电能。

2.动力分散型电动车组

我国自行研制的首批交流电动车组两个单元的样车与1989年出厂,每单元由动车和拖车各一辆组成,构造速度140公里/小时,都是硬座车,动车定员88人,拖车定员103人。 这种车组具有的主要优点是:1.车组动力可以分散设置,按需要增减动轴,使列车总功率不受机车最大功率的限制;2.轴重和簧下重量都比机车小,因而可大大降低对线路的破坏作用,有利于保持线路稳定,降低线路维修费用;3.编组灵活,可根据客流量大小调整、高峰时可扩大编组以最大限度满足旅客需要,低谷时又可适当减少辆数,避免不满员而浪费运力。这些特点,特别有利于提高行车密度,缩短旅客候车时间,增强对旅客的吸引力。为了将构造速度提高,除了需要改变齿轮传动比以外,转向架的横向振动性能和制动都需要改进。此外,车组每单元持续功率150*4=600千瓦,按总重16.5*8=132吨计算,平均每吨重量为4.54千瓦。如按机车牵引客车12辆计算,持续功率2997.3千瓦,总重783,平均每吨只有3.83千瓦。因而只要车组功率充分发挥,应当能满足160公里/小时运行速度的要求。

3.动力集中型电动车组

根据广深线旅客列车车次多,不少车次客运量比较稳定的特点,也可以考虑采用动力集中型电动车组,即在固定编组客车车列两端编挂电力机车,实行一拉一推牵引。

和动力分散型电动车组相比,这种方式虽然机车轴重和簧下重量较大,粘着利用较低和电力制动单元较少,列车编组不能灵活改变,但对客车没有新的要求,全列车重量较轻,购置费用和维修费用低于动力分散型电动车组。由于采用双机牵引,单个机车功率可比单机牵引时为低,适当降低轴重和簧下重量是可能的。 以上三种电力牵引方案,韶山5型改造较易取得成功。若广深线电气化能很快实现,应以这一方案为首选。但单机牵引不易解决列车流线型的问题,因此只能作为一种过渡机型。如果电气化还需等待几年,就应把重点直接放到两种电动车组方案上。从长远考虑,根据国外经验,对于城市间的高速列车,这两个方案都是需要发展的。

客车

广深铁路的旅客列车,可采用双层、软座、硬座等类型的客车组成。 双层客车可以大幅度提高载客量,相应减少旅客列车对数,缓和客运紧张状况,改善旅客乘车条件。

广深铁路的双层客车采用了多项新技术、新材料。如在转向架上采用了空气弹簧、盘形制动以及抗侧滚扭杆等装置,提高了车辆的稳定性;车体采用耐腐蚀低合金钢,延长了使用寿命; 车内采用了空调和强迫通风,增加了旅客的舒适度;采用了玻璃钢制件,减轻了车辆自重。

(一)转向架

转向架是开行160公里/小时准高速列车的关键部件之一。本着既先进又稳妥,在继承的基础上发展创新的原则,我国准高速客车及今后高速客车转向架的开发目标是:

1.近期为206G型改装盘形制动并加防滑器。这一目标改动量小,投资少,上马快、但存在结构陈旧、磨耗件多、重量大的缺点。

2.中期为开发两种无摇动台转向架。一种是钢簧无摇动台转向架。它是在206W型基础上对轮对及制动装置进行改造而成,主要特点是:

1)、采用了焊接构架、摇枕;

2)、无摇动台结构;

3)、单组螺旋弹簧(在轴箱顶部)和转背式轴箱定位装置;

4)、旁承支重;

5)、轴箱垂直减振器;

6)、弹性中心销;

7)、盘形、踏面复合制动和防滑器。另一种是空气弹簧转转向架,其构架、轮队及制动装置钢簧无摇动台基本相同,但中央悬挂系统采用空气弹簧。

3.远期为开发无摇动台轻型转向架。无摇枕的关键在于研制低水平刚度、大水平位移的空气弹簧和螺旋弹簧装置,性能优良的纵向牵引装置及抗蛇行减震器。为使轻型化,除不用摇枕结构外,还可采用低合金钢焊接构架、空心车轴、小直径车轮、铝合金轴箱等设施。这样,可以适应200公里/小时以上速度的运行。

(二)制动装置 性能优良的制动装置是保证列车安全、高速运行的关键之一。 我国普通铁路的列车制动距离为800米,列车运行速度提高到160公里/小时后,制动距离将延长到1400米。然而我国机车车辆上的制动装置仍然不能满足这个要求。改进制动装置可采用的方案有:

1.电空制动、盘形制动加防滑器。

2.采用高磨闸瓦的踏面制动加电空制动和防滑器。我国长期制动试验的数据表明,采用高磨合成闸瓦时,每轴瞬时最高制动功率不超过600千瓦,平均制动功率在300千瓦以内。据测算,每一轮对所承受的瞬时最大制动功率为500千瓦左右,在安全范围以内。因此,它也不失为一个可考虑的有效方案。

(三)车体 软座车内均采用可转动的可躺式双人座椅,其他各种车辆的平面布置和设施等也要作相应改进。 除了上述几点以外,准高速铁路在通信信号设备、运输组织、行车安全、线路日常维护等方面都与普通铁路不同。

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