[工学]高速和重载

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1、高速铁路与重载运输世界高速铁路的发展动态速度是具有时间性的相对概念，不同历史时期由于具有不同的科技水平和技术装备，形成不同的速度标准。速度是现代交通运输的命脉，铁路发展不断探索提速的可能性。时间国家机车类型速度(km/h)时间国家机车类型速度(km/h)19世纪末英、法蒸汽1451893美国内燃1811903德国电力2101930德国内燃2301955法国电力3311988德国ICE406.91990法国TGV-A515.31993日本STAR21425一、发展概况分类：世界高速铁路：Vmax>200km

2、/h旅行速度>150km/h快速铁路：Vmax=140~160km/h长速铁路：Vmax=120km/h我国准高速铁路：Vmax=160km/h快速铁路：Vmax=140km/h1、第一次世界大战前2、两次大战中间3、二次大战后二、发展前景（一）经济速度（二）粘着铁路的极限速度（三）气垫车（四）磁浮车常导体吸引式磁浮车超导体相斥式磁浮车（五）管道磁浮三、高速铁路的技术经济特征（一）优越性速度快、旅行时间短行车密度高、运能大舒适性好占地少能耗低环境污染小社会效益高效率和效益好列车运行准点安全可靠（二）高速铁

3、路的技术条件最大坡度最小曲线半径线间距离各类工程的长度比重（三）超高速铁路技术空气阻力值的计算公式线路车辆行车配套设施及维护工程造价分析1.空气阻力值的计算公式D＝0.5pcdv2A(cdp+λl/d)p——空气密度(公斤／立方米)cd——空气阻力系数V——列车速度(米／秒)A——列车断面(平方米)cdp——列车压力阻力系数λ——列车侧面气动摩擦指数l——列车长度(米)d——列车气动直径(米)2.线上建筑物超高速铁路的线路，在平原和丘陵地区，主要由高架桥组成。高架桥一般为箱形断面，跨度为30—50米简支钢

4、筋混凝土梁，列车行驶在“箱内”——箱内的隔版有洞口，互相连通。梁与梁之间采用可伸缩的专用连接件使其密封。为使梁体有足够的气密性，箱型梁内部贴一层薄钢版。箱形梁宜采用城市地铁限界，如有可能，也可采用东京地铁12号线上的小断面结构，以节省投资。当线路需要跨越大江大河时，可采用钢桁梁，在桁架内拼装箱型管道。在一些地方，可采用明挖法修建浅埋隧道；在山区，也可修建山岭隧道。3.车辆由于超高速铁路的列车是在低真空管道内行驶，其气密性要求很高。但是，由于列车无转向架，车体轻；更由于列车运行阻力极小，车体的重量已不是设计

5、中主要考虑的问题。可用轻钢结构而不是铝合金结构制造车体。实现车体本身的气密性。车箱无窗户；两车箱之间连接处的气密性也不难达到。保证气密性唯一困难的地方是车门。根据车体内外压力差(车内为常压)，车门应设计成向内开启——然占用了一定空间，由于内外压差的作用，车门周边可以相互贴紧，形成基本不漏气。车箱内设置能循环的空气调节装置。新鲜空气和废气都经过压缩贮存钢瓶内。就是说，最好不让废气排入隧道内。4.行车超高速铁路以行驶客车为主，也可行驶专为这种超高速铁路设计的、牵引重量与客车相同的快运货物列车。旅客列车可分为由

6、起点站直达终点站的直达快车及普通列车。由于列车的制动与现行高速铁路不同，其制动距离和所需时间，是由旅客的舒适度控制。一般来说，列车以3.5米／秒2做匀加(减)速运行，都能习惯。超高速列车可以利用其控制系统实现启动和停车的精确控制。5.配套设施及维护超高速铁路是一个自成体系的客货运输综合体系。除线路、车辆(动车组)、牵引供电、通信信号等设施外，还必须设置一定数量的无人值守中间泵站、全线可视监控系统、全线结构物状态监测系统等，以确保超高速列车安全可靠地运行。超高速铁路的日常维护是在低真空状态下进行，当某一地段

7、的线路，甚至构筑物可能出现大的问题需要“大修”或更换时，可把两节专用车驶入管道内，从内部把某一段隔开，放入空气，在正常状态下进行作业。6.工程造价分折高速铁路造价高主要不在土建方面，而在各种引进设备和车辆购置。超高速铁路的造价又要比现代高速铁路高一些，主要由于线路全部高架或部分高架、部分在地下，如果说，日本的新干线70%高架和位于隧道内，那么，超高速铁路权增加30%高架桥或隧道。而且，由于列车荷载轻，并且适当地减少限界(日本东京地铁12号线采用小断面隧道——内径43米)，桥梁单位长度的圬工量与现行高速铁路

8、的桥梁单位长度圬工量增加不会很大。总结从以上六个方面可知，超高速铁路并不涉及现代科学技术(工程技术)不能解决的难题，通过广泛的研究试验、精心设计、精心施工，是可以实现的。就是说，超高速铁路无论在理论上还是在实践上都是可行的。超高速铁路—磁悬浮铁路列车最高运行速度超过350km/h的铁路称为超高速铁路。目前一般认为轮轨接触型铁路的实用最高速度为350km/h左右，故欲使列车达到更高的运行速度，不能依靠传统的轮轨接触方式，而要依靠