京沪高铁立硬币8分钟不倒，日本不服也在新干线做了一个试验

点击：  作者：见闻君    来源：微信公众号“高铁见闻”  发布时间:2016-09-06 12:17:05

 

            话说2015年夏天，一位在中国旅行的瑞典人，在乘坐京沪高铁时录了一段视频，放到网上就火了。视频的内容，就是他将一枚硬币立到高铁的窗台上，这枚硬币竟然坚持了8分钟才倒掉。故事就发生在京沪高铁南京至常州段。

这段视频放出后，各路小伙伴们都纷纷效仿，做过各种试验，大都非常成功。

但是这让号称高铁大国的日本脸上很没面子，明明自己才是世界上第一个建设高铁的国家，现在风头被中国高铁盖过，实在难以咽下这口气。

更何况中日之间正在为全球高铁市场进行贴身竞争，而且在全球高铁第一战印尼高铁的争夺中，新干线败给了中国高铁，日本人输得灰头土脸。现在中日还在泰国高铁市场、印度高铁市场、马来西亚新加坡高铁市场进行贴身竞争。

于是，日本新干线的代表性车型700系也进行了一次硬币试验：

当然，这只是高铁运行稳定性的一个试验而已，这也并不代表中国高铁就在所有方面都超过日本新干线了，以此埋汰新干线也没有太大意思。其实，小伙伴们更想知道的，中国高铁稳定性为什么这么高？将一枚硬币立在高铁窗台上能够8分钟不倒，是如何做到的？下面，见闻君就来重点分析一下这个问题。

对于高铁运行的稳定性，我们可以从三个指标来考察。第一个指标是纵向稳定性，包括列车起停时、加减速时、匀速运行时的平稳性；第二个指标是横向稳定性，主要反应列车的左右摇摆；第三个指标是垂向稳定性，主要是反应列车的上下颠簸。

应该说作为世界上标准最高的高铁线路与列车，CRH380系列在京沪高铁上行驶时，在这三个指标上都已经达到了一种极致，所以这位外国友人才能够立一枚硬币在高铁上8分钟而不倒，所以小朋友才能够在京沪高铁上自如地玩搭积木游戏。

1我们先来看第一个指标，纵向稳定性

中国高铁运行稳定到什么水平呢，如果不是因为看到窗外的参照物在后退，经常会出现列车已经走出很远，你都没有发现的地步。正如视频中显示的，当列车稳稳地停在常州北站站台上时，那枚硬币依旧能够稳稳地立在那里（在进站前因为要变换轨道，硬币曾倒过，我说硬币不倒，是排除变轨这个因素，只是从时速300公里减速到0公里的过程）。

如果一定要说清楚这个问题，就涉及到两个概念。第一个概念是加速度（减速度），反映的是速度变化的快慢；第二概念叫加加速度（减减速度），反应的是加速度（减速度）变化的快慢。前一个的单位是米/秒²，后一个单位是米/秒³。

而能够反映高速列车纵向平稳性的指标，就是加加速度或者减减速度，当然列车匀速运行时这个值肯定比较小，能够反映出列车纵向平稳性水平的就是在列车起步时或者停站时。

中国高铁运行为什么纵向平稳性能够这么高？原因就是中国高速列车的加加速度与减减速度都非常低。有多低？以中国中车旗下四方股份公司研制的CRH380A为例，它的加加速度和减减速度值要求必须小于0.75米/秒³。这个指标代表什么水平？在全球这个行业是顶尖的。

2第二个指标是横向稳定性也就是左右晃动

在这个指标上，中国的高铁列车控制得也非常严格。还是以CRH380A型高速动车组为例，在列车以时速300公里运行时，要求客室中部的横向最大加速度只有0.42米/秒²。

3第三个指标是垂向稳定性，也就是上下颠簸

对于列车的纵向平稳性，起决定作用的，首当其冲的是列车，但是对于列车横向与垂向稳定性，起决定作用的却是高铁线路。中国不但拥有世界上第一流的高速列车，而且还拥有世界上超一流的高铁线路。我说超一流并不是夸张，京沪高铁就是世界上建设标准最高的高铁线路，没有之一。

就保证列车平稳运行方面而言，高铁线路首先要平直。

所谓平直就是尽量采用直线或者大半径的圆曲线，不能有太多太急的弯道。如时速350公里的高铁要求线路的曲线半径一般要求不小 7000米，而京沪高铁的最小曲线半径是9000米，在非常困难的地方最小曲线半径也不低于7000米。

而日本、欧洲的很多高铁线路最小曲线半径只有4000米左右。为了做到线路的平直，中国高速铁路建设大量采用桥梁，一方面可以节约土地征用，另一方面就是能够截弯取直。

第二要平顺。

所以线路坡度不能太大，如京沪高铁最大坡度低于12‰，困难处最大坡度也不能高于20‰，所以中国的高铁线路多采用无砟轨道以及无缝钢轨。当然高铁线路还要严格控制沉降，这也是中国高铁建设热衷采用桥梁的原因之一。

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，这些填料填筑时是较为松散的，需要依靠机具压实到一定程度。但是由于填料本身的固有性质，即便是机具压实后，填土也会继续发生一定程度的固结沉降。

而桥梁则不是，桥梁是建立在桩基之上的。根据地质情况不同，桩基的深度也不一样，一般要打到岩石层，有些深度达六七十米深。所以建立在桥梁之上的线路产生的沉降就很小。

立一枚硬币在中国高铁上8分钟而不倒，原因就在这里。

附文：

高铁之基背后铁路焊工的"工匠精神"

本文摘编自新华社客户端

工作人员在成都石板滩焊轨基地对钢轨进行吊装作业（4月18日摄）。 新华社记者 薛玉斌 摄

成都铁路局工务大机段石板滩焊轨基地，是目前我国500米长钢轨储量最大的基地。从这里运出的钢轨，构成了京沪、贵广、成渝等高铁坚实的安全基石。

铺就高铁之基的“轨坚强”是怎样炼成的？记者近日来到成都石板滩焊接基地进行了实地探访。

工作人员在成都石板滩焊轨基地查看钢轨（4月18日摄） 新华社记者 薛玉斌 摄

“钢轨接头处平直度工差不能超过4根头发丝”

2008年以来，随着铁路建设快速客运专线、城际客运铁路及既有铁路提速改造的需要，全国规划的11个百米焊轨基地陆续投入使用。

石板滩焊轨基地党支部书记江涛告诉记者，之所以叫“长轨”，是因为每根钢轨都有500米长。就是作为原材料的短钢轨，单根也有100米长，是普通铁路单根钢轨长度的4倍。

与普通焊接不同，将5根百米钢轨焊接成500米长轨，要经过12个车间，经过粗打磨、除锈、焊接、精调、落锤、探伤等16道工序，最后检验合格才能出厂。

记者在最重要的焊接工区看到，该工区工长朱建忠正在指导两名徒弟操作机器，钢轨进入焊机后，接头处最高温度达1400摄氏度，钢轨在高温下迅速挤压，两根钢轨融为一根。

原理虽然简单，但操作难度很大。时速160公里、200公里、300公里等不同速度的铁路，轨道材质不同，要求焊机的电压、油泵压力等专业参数也不同。每焊接一种新材质钢轨，都要对焊机参数进行反复调节和试验。

由于精细化操作程度高，基地实行“师傅带徒弟”的固定方式，徒弟平均要3年才能出师，独立操作。已有21年工龄的朱建忠告诉记者：“在机器焊接时，经验丰富的师傅能通过轻微的异响判断焊机参数环节的问题。”

“焊接的两根钢轨间平直度工差不能超过0.3毫米，相当于4根头发丝。”朱建忠说。

这是成都石板滩焊轨基地的钢轨（4月18日摄）。 新华社记者 薛玉斌 摄

1吨重铁锤的自由锤打与焊头上的“身份证号”

为保障长轨质量，在每焊接500个接头后，长轨要迎来一个重要的“试验”－－落锤。

记者在试验现场看到，试验处有一座10米高的铁塔，一截1.3米长、有焊头的钢轨被送进底部，1吨重的铁锤被吊至半空后突然松开，“轰——”的一声，重重砸向钢轨接头。

“焊头要经受得住1吨重的铁锤自由落体锤打，如果5.2米高度一锤不断或3.1米高度两锤不断，则质量过关。”技术工艺员何渝成说。

这个试验是对此前焊接工区焊机参数、钢轨平直度的重要考验。“如果焊机的参数不够，或是平直度不够，焊头都过不了‘落锤关’。”何渝成指着现场一根不合格的接头告诉记者，“你看这根接头上有灰斑，说明焊机的参数不对。”

即便通过锤打这一关，每根长轨还要进入精加工区，接受“长轨医生”的探伤检测。在探伤车间，被称为“长轨医生”的精加工区工长冉洪江，正手持探头对焊头进行检测。随着探头的移动，仪器上显示出不同的波形。

“从波形变化可以看出内部有没有裂纹加渣、灰斑、焊接缺陷等。如果质量不过关，就有可能造成断轨、翻车。”冉洪江说。

经过重重检测，长轨终于可以出厂了。离开车间之前，工作人员手持打码机，在焊头旁烙下“101116051509”的标记。

“这相当于焊头的身份证号。”江涛说，“焊头每道工序都录入电脑，凭此编码，可追溯到该焊头是谁焊接的、焊接参数是多少以及探伤情况如何。”

工作人员在成都石板滩焊轨基地对钢轨进行粗打磨作业（4月18日摄）。 新华社记者 薛玉斌 摄

高铁之基力保飞驰列车上硬币“站立”9分钟不倒

2015年，一个外国人录下过这样一段视频：在乘坐京沪高铁时，他将一枚硬币竖立在以300公里时速飞驰的列车窗台上，硬币竟然保持了9分钟不倒。

“让硬币竖立9分钟不倒的重要原因之一，就是长轨。”江涛说，使用长轨就是为了提高火车行进的平稳度。

2010年8月，宝（鸡）成（都）线四川省德阳市境内的石亭江大桥曾被洪水冲垮，路基沉陷，仅靠两根钢轨“悬”在空中，支撑车厢不坠江，为1318名旅客安全转移赢得了弥足珍贵的时间。

正是在焊轨工人日复一日的精细操作下，一根根“轨坚强”不断出炉，奠定着高铁之基，让中国高铁越来越快、越来越稳。

长轨“合格”出关的时候，记者跟随着一起来到吊运现场，只见36台龙门吊一齐开动，整齐划一地抓住钢轨——起吊。18名操作人员手持对讲机，站在堆积如山的长轨堆上，繁忙而有序地指挥着操作。

10多分钟后，这批新出炉的长轨被慢慢吊运到火车上。一声鸣笛，火车启动，向前奔去。5小时后，长轨将运往贵阳，铺设在渝黔高铁的轨枕上。

工作人员在成都石板滩焊轨基地检查焊接好的钢轨的平直度（4月18日摄）。 新华社记者 薛玉斌 摄

工作人员在成都石板滩焊轨基地对钢轨的焊缝进行热处理（4月18日摄）。 新华社记者 薛玉斌 摄