两会寄语：新建铁路更要服务于国家经济转型发展.pdfVIP

新建铁路更要服务于国家经济转型发展 大连交通大学机械工程学院 朴明伟 教授 2016 年国家公布了两项重大规划，即所谓的“八纵八横”新建铁路规划和 “五纵五横”综合交运运输规划。为了提升综合交通运输的整体效率与效益，两 项规划明确了如下 2 个发展目标，即以聚集效应来发展高铁经济走廊建设；以衔 接畅通和多式联运方式来形成客流与物流集散网。从增强区域经济联系和降低物 流成本的角度来看，上述国家发展战略无疑是积极的，有助于社会经济结构的转 型发展。 因而当前新建铁路面对如下 2 个技术路线选择： ①单纯追求速度，全面回归日本新干线技术模式。提速冒进，运用维修成本 居高，远大于车辆制造成本。若经济型（15 年）与安全型（30 年）动车组同价 采购，用户总成本 TCO 不堪重负，进而形成了铁路建设的可持续发展问题。 ②以快铁经济运用优先原则来实现客货混用。攻克技术难题形成核心技术， 以长大高铁干线或长交路跨线运营来构建高铁经济走廊，并针对中西部欠发达或 沿线人口密度较低的具体条件，积极开展快捷铁路货运，降低物联网成本以扩大 铁路投资收益，进而积极促进社会经济转型发展。 根据中西部规划线路及其地理气候特征，新建铁路的技术路线必须做出正确 的选择。山区线路，桥隧比例很高，如贵广高铁的贵州境内路段，高达 90 %以 上。与日本新干线不同，双线隧道，明线与暗线交错，侧风对车体扰动形成了较 强的流固耦合效应。进而造成车轮型面的下凹型踏面磨耗伴随产生轮对偏磨，不 得不缩短轮对镟修周期。不科学不可理的修程修制进一步缩短了车辆技术服役寿 命。因此，折旧率和维修费居高不下，何谈铁路投资收益。 若技术决策失误会增大铁路投资风险，或转嫁到物流成本，进而造成国家经 济命脉的大“哽塞”，其负面影响远远大于房地产泡沫。因此，这类高铁是“走 不出去的”，同时也极大地伤害了自主创新热忱。 为了实现上述发展目标，要认真审视日本新干线、德国 ICE 快铁以及法铁 TGV 专线技术模式技术特点，论证并确立中国高速铁路的创新发展技术模式。 为了形成正确的高速轮轨技术发展理念，需要首先认清如下 2 个极端错误观点： （1）降阻增容简单技术观点；（2）客运专线或专车专线运用。 （1）降阻增容简单技术观点 高速轮轨具有其技术局限性，主要表现为车轮自旋蠕滑奇异性。换言之，更 高速≥400 km/h 的轨道交通技术需要通过独立轮或磁悬浮技术，以避免车轮自旋 蠕滑奇异性及其负面影响。 由于踏面制动对车速≤140 km/h 的适应性，提速转向架需要采用轮盘或轮边 制动方式以及电子车轮防滑系统 WSP。因而必须考虑造成轮轨蠕滑黏着蜕变的 如下因素影响： ①高寒地区局部钢轨冰霜雪，轮轨蠕滑黏着瞬间发生了蜕变，踏面擦痕会造 成车轮自旋蠕滑奇异变化； ②由于抗侧滚动荷影响，山区线路，如图 1 所示，车轮型面形成了单/双光 带的局部下凹型踏面磨耗特征。据统计，动车有约 6 %的轮对，其车轮的磨耗型 1 面具有明显的几何偏型特征，根据无定心切学原理，不落轮镟技术难以纠正。 非连续光滑过渡 （a）局部下凹型踏面磨耗特征 （b）双光带下凹型踏面磨耗特征 图 1 某山区线路服役及其对车轮踏面磨耗特征影响 在特定的线路条件下，磨耗轮轨形成了局部密贴型接触。结果在车轮自旋蠕 滑奇异性影响下，小幅蛇行振荡现象导致诸如牵引变流器等车下质量发生横向窜 动，铝合金车体横向抖振，甚至造成大量的裙板支架开裂安全事故。 特别是对于双光带的局部下凹型踏面磨耗特征（见图 1b），车轮自旋蠕滑奇 异性会逐渐形成轮轨接触磨耗的不连续问题，如局部钢轨波形磨耗或车轮踏面多 边形磨耗等。在匀速运行稳定状态下，车轮纵向与横向蠕滑很小，且形