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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

(2016-09-07 18:33:28)
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杂谈

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。下面这段视频就是,没有看过的可以点击观看,看过的请自动忽略。


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,网上一搜能搜出来很多,高铁见闻微博上也发过一些。

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,试验的结果就是下面这段视频:注意看这段视频,这段视频在京沪高铁上使用的是中国的一元硬币,比日本测试用的硬币还要窄,但是中国硬币立得稳稳当当,日本的硬币却根本就立不起来……

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。

我们先来看第一个指标,纵向稳定性。

我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。

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。

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。


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