世界鐵路重載運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展趨勢(shì)和我國(guó)第一條重載鐵路——大秦線的概況。結(jié)合大秦線的具體特點(diǎn),從機(jī)務(wù)設(shè)備、車輛、通信信號(hào)、站場(chǎng)及裝卸車點(diǎn)、工務(wù)設(shè)備、供電系統(tǒng)和安全保障措施等7個(gè)方面,介紹了大秦線開行重載列車的新技術(shù)。
重載鐵路運(yùn)輸因其運(yùn)能大、效率高、運(yùn)輸成本低而受到世界各國(guó)鐵路的廣泛重視,得到迅速發(fā)展。20世紀(jì)8O年代以后,由于新材料、新工藝、電力電子、計(jì)算機(jī)控制和信息技術(shù)等現(xiàn)代高新技術(shù)在鐵路的廣泛應(yīng)用,機(jī)車、車輛、機(jī)車無(wú)線同步操縱與電空制動(dòng)以及線路等方面的技術(shù)及裝備水平不斷發(fā)展,重載列車的牽引重量也有很大提高。目前,國(guó)外重載列車牽引重量一般為1~3萬(wàn)t.我國(guó)在大秦線已開行2萬(wàn)t列車,列車編組為210輛C80型貨車。大秦線途經(jīng)山西、河北、北京、天津四省市,全長(zhǎng)653km,是我國(guó)第一條開行重載列車的雙線自動(dòng)閉塞電氣化鐵路運(yùn)煤專線,成為我國(guó)北路煤炭運(yùn)輸?shù)闹匾ǖ。大秦線與京承、京秦、津山、遷曹等多條干線接軌,地形復(fù)雜、山區(qū)多、隧道長(zhǎng)、站間距離大,重車線最大上坡道為4‰,最大下坡道為l2‰。(化稍營(yíng)至涿鹿、延慶至茶塢2段為長(zhǎng)大下坡道),最小曲線半徑為400m,共設(shè)有23個(gè)車站。2004年、2005年、2006年大秦線相繼進(jìn)行了接觸網(wǎng)和站場(chǎng)的2億t擴(kuò)能改造施工。改造后大秦線有11個(gè)車站到發(fā)線有效長(zhǎng)為2800m,可接發(fā)2萬(wàn)t列車,有3個(gè)車站到發(fā)線有效長(zhǎng)為1700m,可接發(fā)1萬(wàn)t列車。目前,大秦線全部開行1萬(wàn)t和2萬(wàn)t列車,在開行重載列車技術(shù)方面進(jìn)行了大膽探索,取得了成功的經(jīng)驗(yàn)。
1.機(jī)務(wù)設(shè)備
1.1機(jī)車 采用大功率機(jī)車,軸重為23t/25t.機(jī)車裝設(shè):2000監(jiān)控裝置、無(wú)線通信平臺(tái)(車機(jī)聯(lián)控)、400K+400M電臺(tái)(用于機(jī)車之間聯(lián)系)、列尾控制盒、LOCOTROL控制設(shè)備(開行組合列車)及配套設(shè)備(800MHz電臺(tái)、OCU設(shè)備、CCB2制動(dòng)機(jī)等)、E級(jí)鋼車鉤及尾框、大容量膠泥緩沖器、自動(dòng)過(guò)分相裝置等。單元機(jī)車采用雙機(jī)重聯(lián)。
1.2機(jī)務(wù)段 整備場(chǎng)改造為具備整備雙機(jī)的能力,檢查坑長(zhǎng)為80m.配設(shè)重載機(jī)車設(shè)備的各種檢測(cè)設(shè)備及維修基地。制定各種重載列車的操縱辦法及編制操縱示意圖。制定重載列車的安全救援預(yù)案,建立重載乘務(wù)人員培訓(xùn)基地。
2.車輛
2.1采用新型車輛 采用新型軸重25t的鋁合金、全鋼C80型及部分C76型專用敞車,C70通用敞車逐步替代C63A型車輛。重載車輛的技術(shù)性能如下:軸重為25t(包括(C76、C80型車輛),載重75—80t;車體采用鋁合金、不銹鋼和耐候鋼等材料;鉤緩裝置裝用16、17號(hào)E級(jí)鋼車鉤(最小破壞強(qiáng)度3500kN),在c.型車組內(nèi)裝用牽引桿裝置;在制動(dòng)裝置中,重載車輛空氣制動(dòng)機(jī)以120型閥為主,C80型車輛裝用120—1型閥;空重車自動(dòng)調(diào)整裝置以KZW一4型為主;轉(zhuǎn)向架均采用交叉支撐裝置或搖動(dòng)臺(tái)擺式機(jī)構(gòu),部分轉(zhuǎn)向架還應(yīng)用了副構(gòu)架結(jié)構(gòu)。
2.2完善車輛系統(tǒng)信息化應(yīng)用管理 完善車輛系統(tǒng)信息化應(yīng)用管理,充分發(fā)揮鐵路信息化工作準(zhǔn)確、及時(shí)、全面、有效的作用。于2002年下半年開始陸續(xù)建立了鐵路貨車信息技術(shù)管理系統(tǒng)(HMIS)和車號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(AEI),以及包括紅外線軸溫探測(cè)加裝車號(hào)智能跟蹤系統(tǒng)(THDS)、貨車動(dòng)態(tài)故障圖像檢測(cè)系統(tǒng)(TFDS)、貨車滾動(dòng)軸承早期故障軌邊聲學(xué)診斷系統(tǒng)(TADS)、車輛運(yùn)行地面安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(TPDS)、車輛輪對(duì)故障和尺寸動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)(TWDS)的安全預(yù)警防范系統(tǒng)(5T系統(tǒng))。
3.通信信號(hào)
3.1通信系統(tǒng) 大秦線的線路有一部分在山區(qū),線路和自然條件不利于無(wú)線信號(hào)的傳播,對(duì)車機(jī)聯(lián)控和機(jī)車無(wú)線同步操縱影響較大。在研制GSM—R網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的基礎(chǔ)上,采用同步操縱技術(shù)(Locotro1),通過(guò)800MHz傳輸設(shè)備與車機(jī)聯(lián)控系統(tǒng)、機(jī)車無(wú)線同步操縱技術(shù)相結(jié)合,解決了大秦線在山區(qū)和“隧道群”開行重載列車的通信問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)了機(jī)車同步操控,加強(qiáng)和完善了GSM—R無(wú)線雙網(wǎng)系統(tǒng)。
3.2信號(hào)系統(tǒng) 區(qū)間自動(dòng)閉塞為集中控制四顯示制式;采用ZPW一2000A無(wú)絕緣軌道電路;采用計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖;道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)采用電液轉(zhuǎn)轍機(jī);站內(nèi)正線及側(cè)線軌道電路采用ZPW一2000A站內(nèi)一體化軌道電路;列車信號(hào)機(jī)增加LU顯示;進(jìn)站信號(hào)機(jī)的接近鎖閉區(qū)段改為第二、第三接近2個(gè)區(qū)段。正線上出站及進(jìn)路信號(hào)機(jī)的接近鎖閉區(qū)段,在其外方信號(hào)機(jī)開放時(shí),延長(zhǎng)至其外方第二架信號(hào)機(jī);控制臺(tái)上增設(shè)一接近、二接近、三接近和一離去、二離去、三離去表示;反向進(jìn)站信號(hào)機(jī)不設(shè)預(yù)告信號(hào)機(jī),在反向進(jìn)站外方設(shè)3塊預(yù)告標(biāo),對(duì)反向進(jìn)站信號(hào)機(jī)的接近區(qū)段小于1100m的車站,反向進(jìn)站信號(hào)機(jī)的接近鎖閉區(qū)段延長(zhǎng)至二離去區(qū)段。
4.站場(chǎng)及裝卸車點(diǎn)
4.1站場(chǎng)改造 為配合重載列車開行,需對(duì)車站站場(chǎng)進(jìn)行改造,到發(fā)線有效長(zhǎng)延長(zhǎng)到1700~2800m,到發(fā)線有效長(zhǎng)范圍內(nèi)坡度不大于1.5‰。同時(shí),對(duì)到發(fā)站按2條到發(fā)線夾1條機(jī)走線的模式修建不同數(shù)量的線束。到發(fā)線和機(jī)走線間設(shè)3組腰岔,腰岔與腰岔間有效長(zhǎng)700m以上。
4.2擴(kuò)大裝卸車點(diǎn)能力 為滿足大秦線運(yùn)量增長(zhǎng)的需要,增加單元1萬(wàn)t及2萬(wàn)t列車開行,開拓了大列裝車點(diǎn),擴(kuò)大了卸車點(diǎn)能力。積極主動(dòng)協(xié)調(diào)專用線產(chǎn)權(quán)單位及地方企業(yè)、港口,進(jìn)行既有專用線的1萬(wàn)t、2萬(wàn)t改造及增加出口卸車能力。目前,投入的1萬(wàn)t列車裝車點(diǎn)45個(gè),2萬(wàn)t裝車點(diǎn)8個(gè),卸車點(diǎn)增加為8個(gè),2萬(wàn)t列車開行基地為5個(gè)。
5.工務(wù)設(shè)備
5.1鋪設(shè)重軌和可動(dòng)心道岔 由于大秦線重車線和空車線運(yùn)量差距較大,為減少換軌次數(shù),對(duì)于空重車正線均換鋪75kg/mPD3鋼軌跨區(qū)間無(wú)縫線路,并采取“雙向信號(hào)顯示,定期換線運(yùn)行”的方案。