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京滬高鐵立硬幣8分鐘不倒,日本不服也在新干線做了一個(gè)試驗(yàn)
點(diǎn)擊:  作者:見(jiàn)聞君    來(lái)源:微信公眾號(hào)“高鐵見(jiàn)聞”  發(fā)布時(shí)間:2016-09-06 12:17:05

 

            話說(shuō)2015年夏天,一位在中國(guó)旅行的瑞典人,在乘坐京滬高鐵時(shí)錄了一段視頻,放到網(wǎng)上就火了。視頻的內(nèi)容,就是他將一枚硬幣立到高鐵的窗臺(tái)上,這枚硬幣竟然堅(jiān)持了8分鐘才倒掉。故事就發(fā)生在京滬高鐵南京至常州段。

這段視頻放出后,各路小伙伴們都紛紛效仿,做過(guò)各種試驗(yàn),大都非常成功。

但是這讓號(hào)稱(chēng)高鐵大國(guó)的日本臉上很沒(méi)面子,明明自己才是世界上第一個(gè)建設(shè)高鐵的國(guó)家,現(xiàn)在風(fēng)頭被中國(guó)高鐵蓋過(guò),實(shí)在難以咽下這口氣。

更何況中日之間正在為全球高鐵市場(chǎng)進(jìn)行貼身競(jìng)爭(zhēng),而且在全球高鐵第一戰(zhàn)印尼高鐵的爭(zhēng)奪中,新干線敗給了中國(guó)高鐵,日本人輸?shù)没翌^土臉。現(xiàn)在中日還在泰國(guó)高鐵市場(chǎng)、印度高鐵市場(chǎng)、馬來(lái)西亞新加坡高鐵市場(chǎng)進(jìn)行貼身競(jìng)爭(zhēng)。

于是,日本新干線的代表性車(chē)型700系也進(jìn)行了一次硬幣試驗(yàn):

當(dāng)然,這只是高鐵運(yùn)行穩(wěn)定性的一個(gè)試驗(yàn)而已,這也并不代表中國(guó)高鐵就在所有方面都超過(guò)日本新干線了,以此埋汰新干線也沒(méi)有太大意思。其實(shí),小伙伴們更想知道的,中國(guó)高鐵穩(wěn)定性為什么這么高?將一枚硬幣立在高鐵窗臺(tái)上能夠8分鐘不倒,是如何做到的?下面,見(jiàn)聞君就來(lái)重點(diǎn)分析一下這個(gè)問(wèn)題。

對(duì)于高鐵運(yùn)行的穩(wěn)定性,我們可以從三個(gè)指標(biāo)來(lái)考察。第一個(gè)指標(biāo)是縱向穩(wěn)定性,包括列車(chē)起停時(shí)、加減速時(shí)、勻速運(yùn)行時(shí)的平穩(wěn)性;第二個(gè)指標(biāo)是橫向穩(wěn)定性,主要反應(yīng)列車(chē)的左右搖擺;第三個(gè)指標(biāo)是垂向穩(wěn)定性,主要是反應(yīng)列車(chē)的上下顛簸。

應(yīng)該說(shuō)作為世界上標(biāo)準(zhǔn)最高的高鐵線路與列車(chē),CRH380系列在京滬高鐵上行駛時(shí),在這三個(gè)指標(biāo)上都已經(jīng)達(dá)到了一種極致,所以這位外國(guó)友人才能夠立一枚硬幣在高鐵上8分鐘而不倒,所以小朋友才能夠在京滬高鐵上自如地玩搭積木游戲。

1我們先來(lái)看第一個(gè)指標(biāo),縱向穩(wěn)定性

中國(guó)高鐵運(yùn)行穩(wěn)定到什么水平呢,如果不是因?yàn)榭吹酱巴獾膮⒄瘴镌诤笸耍?jīng)常會(huì)出現(xiàn)列車(chē)已經(jīng)走出很遠(yuǎn),你都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)的地步。正如視頻中顯示的,當(dāng)列車(chē)穩(wěn)穩(wěn)地停在常州北站站臺(tái)上時(shí),那枚硬幣依舊能夠穩(wěn)穩(wěn)地立在那里(在進(jìn)站前因?yàn)橐儞Q軌道,硬幣曾倒過(guò),我說(shuō)硬幣不倒,是排除變軌這個(gè)因素,只是從時(shí)速300公里減速到0公里的過(guò)程)。

如果一定要說(shuō)清楚這個(gè)問(wèn)題,就涉及到兩個(gè)概念。第一個(gè)概念是加速度(減速度),反映的是速度變化的快慢;第二概念叫加加速度(減減速度),反應(yīng)的是加速度(減速度)變化的快慢。前一個(gè)的單位是米/²,后一個(gè)單位是米/³

而能夠反映高速列車(chē)縱向平穩(wěn)性的指標(biāo),就是加加速度或者減減速度,當(dāng)然列車(chē)勻速運(yùn)行時(shí)這個(gè)值肯定比較小,能夠反映出列車(chē)縱向平穩(wěn)性水平的就是在列車(chē)起步時(shí)或者停站時(shí)。

中國(guó)高鐵運(yùn)行為什么縱向平穩(wěn)性能夠這么高?原因就是中國(guó)高速列車(chē)的加加速度與減減速度都非常低。有多低?以中國(guó)中車(chē)旗下四方股份公司研制的CRH380A為例,它的加加速度和減減速度值要求必須小于0.75/³。這個(gè)指標(biāo)代表什么水平?在全球這個(gè)行業(yè)是頂尖的。

2第二個(gè)指標(biāo)是橫向穩(wěn)定性也就是左右晃動(dòng)

在這個(gè)指標(biāo)上,中國(guó)的高鐵列車(chē)控制得也非常嚴(yán)格。還是以CRH380A型高速動(dòng)車(chē)組為例,在列車(chē)以時(shí)速300公里運(yùn)行時(shí),要求客室中部的橫向最大加速度只有0.42/²

3第三個(gè)指標(biāo)是垂向穩(wěn)定性,也就是上下顛簸

對(duì)于列車(chē)的縱向平穩(wěn)性,起決定作用的,首當(dāng)其沖的是列車(chē),但是對(duì)于列車(chē)橫向與垂向穩(wěn)定性,起決定作用的卻是高鐵線路。中國(guó)不但擁有世界上第一流的高速列車(chē),而且還擁有世界上超一流的高鐵線路。我說(shuō)超一流并不是夸張,京滬高鐵就是世界上建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)最高的高鐵線路,沒(méi)有之一。

就保證列車(chē)平穩(wěn)運(yùn)行方面而言,高鐵線路首先要平直。

所謂平直就是盡量采用直線或者大半徑的圓曲線,不能有太多太急的彎道。如時(shí)速350公里的高鐵要求線路的曲線半徑一般要求不小 7000米,而京滬高鐵的最小曲線半徑是9000米,在非常困難的地方最小曲線半徑也不低于7000米。

而日本、歐洲的很多高鐵線路最小曲線半徑只有4000米左右。為了做到線路的平直,中國(guó)高速鐵路建設(shè)大量采用橋梁,一方面可以節(jié)約土地征用,另一方面就是能夠截彎取直。

第二要平順。

所以線路坡度不能太大,如京滬高鐵最大坡度低于12‰,困難處最大坡度也不能高于20‰,所以中國(guó)的高鐵線路多采用無(wú)砟軌道以及無(wú)縫鋼軌。當(dāng)然高鐵線路還要嚴(yán)格控制沉降,這也是中國(guó)高鐵建設(shè)熱衷采用橋梁的原因之一。

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,這些填料填筑時(shí)是較為松散的,需要依靠機(jī)具壓實(shí)到一定程度。但是由于填料本身的固有性質(zhì),即便是機(jī)具壓實(shí)后,填土也會(huì)繼續(xù)發(fā)生一定程度的固結(jié)沉降。

而橋梁則不是,橋梁是建立在樁基之上的。根據(jù)地質(zhì)情況不同,樁基的深度也不一樣,一般要打到巖石層,有些深度達(dá)六七十米深。所以建立在橋梁之上的線路產(chǎn)生的沉降就很小。

立一枚硬幣在中國(guó)高鐵上8分鐘而不倒,原因就在這里。

附文:

高鐵之基背后鐵路焊工的"工匠精神"

本文摘編自新華社客戶端

工作人員在成都石板灘焊軌基地對(duì)鋼軌進(jìn)行吊裝作業(yè)(418日攝)。 新華社記者 薛玉斌 攝

成都鐵路局工務(wù)大機(jī)段石板灘焊軌基地,是目前我國(guó)500米長(zhǎng)鋼軌儲(chǔ)量最大的基地。從這里運(yùn)出的鋼軌,構(gòu)成了京滬、貴廣、成渝等高鐵堅(jiān)實(shí)的安全基石。

鋪就高鐵之基的軌堅(jiān)強(qiáng)是怎樣煉成的?記者近日來(lái)到成都石板灘焊接基地進(jìn)行了實(shí)地探訪。

工作人員在成都石板灘焊軌基地查看鋼軌(418日攝) 新華社記者 薛玉斌 攝

鋼軌接頭處平直度工差不能超過(guò)4根頭發(fā)絲

2008年以來(lái),隨著鐵路建設(shè)快速客運(yùn)專(zhuān)線、城際客運(yùn)鐵路及既有鐵路提速改造的需要,全國(guó)規(guī)劃的11個(gè)百米焊軌基地陸續(xù)投入使用。

石板灘焊軌基地黨支部書(shū)記江濤告訴記者,之所以叫長(zhǎng)軌,是因?yàn)槊扛撥壎加?span lang="EN-US">500米長(zhǎng)。就是作為原材料的短鋼軌,單根也有100米長(zhǎng),是普通鐵路單根鋼軌長(zhǎng)度的4倍。

與普通焊接不同,將5根百米鋼軌焊接成500米長(zhǎng)軌,要經(jīng)過(guò)12個(gè)車(chē)間,經(jīng)過(guò)粗打磨、除銹、焊接、精調(diào)、落錘、探傷等16道工序,最后檢驗(yàn)合格才能出廠。

記者在最重要的焊接工區(qū)看到,該工區(qū)工長(zhǎng)朱建忠正在指導(dǎo)兩名徒弟操作機(jī)器,鋼軌進(jìn)入焊機(jī)后,接頭處最高溫度達(dá)1400攝氏度,鋼軌在高溫下迅速擠壓,兩根鋼軌融為一根。

原理雖然簡(jiǎn)單,但操作難度很大。時(shí)速160公里、200公里、300公里等不同速度的鐵路,軌道材質(zhì)不同,要求焊機(jī)的電壓、油泵壓力等專(zhuān)業(yè)參數(shù)也不同。每焊接一種新材質(zhì)鋼軌,都要對(duì)焊機(jī)參數(shù)進(jìn)行反復(fù)調(diào)節(jié)和試驗(yàn)。

由于精細(xì)化操作程度高,基地實(shí)行師傅帶徒弟的固定方式,徒弟平均要3年才能出師,獨(dú)立操作。已有21年工齡的朱建忠告訴記者:在機(jī)器焊接時(shí),經(jīng)驗(yàn)豐富的師傅能通過(guò)輕微的異響判斷焊機(jī)參數(shù)環(huán)節(jié)的問(wèn)題。

焊接的兩根鋼軌間平直度工差不能超過(guò)0.3毫米,相當(dāng)于4根頭發(fā)絲。朱建忠說(shuō)。

這是成都石板灘焊軌基地的鋼軌(418日攝)。 新華社記者 薛玉斌 攝

1噸重鐵錘的自由錘打與焊頭上的身份證號(hào)

為保障長(zhǎng)軌質(zhì)量,在每焊接500個(gè)接頭后,長(zhǎng)軌要迎來(lái)一個(gè)重要的試驗(yàn)--落錘。

記者在試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)看到,試驗(yàn)處有一座10米高的鐵塔,一截1.3米長(zhǎng)、有焊頭的鋼軌被送進(jìn)底部,1噸重的鐵錘被吊至半空后突然松開(kāi),——”的一聲,重重砸向鋼軌接頭。

焊頭要經(jīng)受得住1噸重的鐵錘自由落體錘打,如果5.2米高度一錘不斷或3.1米高度兩錘不斷,則質(zhì)量過(guò)關(guān)。技術(shù)工藝員何渝成說(shuō)。

這個(gè)試驗(yàn)是對(duì)此前焊接工區(qū)焊機(jī)參數(shù)、鋼軌平直度的重要考驗(yàn)。如果焊機(jī)的參數(shù)不夠,或是平直度不夠,焊頭都過(guò)不了落錘關(guān)何渝成指著現(xiàn)場(chǎng)一根不合格的接頭告訴記者,你看這根接頭上有灰斑,說(shuō)明焊機(jī)的參數(shù)不對(duì)。

即便通過(guò)錘打這一關(guān),每根長(zhǎng)軌還要進(jìn)入精加工區(qū),接受長(zhǎng)軌醫(yī)生的探傷檢測(cè)。在探傷車(chē)間,被稱(chēng)為長(zhǎng)軌醫(yī)生的精加工區(qū)工長(zhǎng)冉洪江,正手持探頭對(duì)焊頭進(jìn)行檢測(cè)。隨著探頭的移動(dòng),儀器上顯示出不同的波形。

從波形變化可以看出內(nèi)部有沒(méi)有裂紋加渣、灰斑、焊接缺陷等。如果質(zhì)量不過(guò)關(guān),就有可能造成斷軌、翻車(chē)。冉洪江說(shuō)。

經(jīng)過(guò)重重檢測(cè),長(zhǎng)軌終于可以出廠了。離開(kāi)車(chē)間之前,工作人員手持打碼機(jī),在焊頭旁烙下“101116051509”的標(biāo)記。

這相當(dāng)于焊頭的身份證號(hào)。江濤說(shuō),焊頭每道工序都錄入電腦,憑此編碼,可追溯到該焊頭是誰(shuí)焊接的、焊接參數(shù)是多少以及探傷情況如何。

工作人員在成都石板灘焊軌基地對(duì)鋼軌進(jìn)行粗打磨作業(yè)(418日攝)。 新華社記者 薛玉斌 攝

高鐵之基力保飛馳列車(chē)上硬幣站立”9分鐘不倒

2015年,一個(gè)外國(guó)人錄下過(guò)這樣一段視頻:在乘坐京滬高鐵時(shí),他將一枚硬幣豎立在以300公里時(shí)速飛馳的列車(chē)窗臺(tái)上,硬幣竟然保持了9分鐘不倒。

讓硬幣豎立9分鐘不倒的重要原因之一,就是長(zhǎng)軌。江濤說(shuō),使用長(zhǎng)軌就是為了提高火車(chē)行進(jìn)的平穩(wěn)度。

20108月,寶(雞)成(都)線四川省德陽(yáng)市境內(nèi)的石亭江大橋曾被洪水沖垮,路基沉陷,僅靠?jī)筛撥?span lang="EN-US">“在空中,支撐車(chē)廂不墜江,為1318名旅客安全轉(zhuǎn)移贏得了彌足珍貴的時(shí)間。

正是在焊軌工人日復(fù)一日的精細(xì)操作下,一根根軌堅(jiān)強(qiáng)不斷出爐,奠定著高鐵之基,讓中國(guó)高鐵越來(lái)越快、越來(lái)越穩(wěn)。

長(zhǎng)軌合格出關(guān)的時(shí)候,記者跟隨著一起來(lái)到吊運(yùn)現(xiàn)場(chǎng),只見(jiàn)36臺(tái)龍門(mén)吊一齊開(kāi)動(dòng),整齊劃一地抓住鋼軌——起吊。18名操作人員手持對(duì)講機(jī),站在堆積如山的長(zhǎng)軌堆上,繁忙而有序地指揮著操作。

10多分鐘后,這批新出爐的長(zhǎng)軌被慢慢吊運(yùn)到火車(chē)上。一聲?shū)Q笛,火車(chē)啟動(dòng),向前奔去。5小時(shí)后,長(zhǎng)軌將運(yùn)往貴陽(yáng),鋪設(shè)在渝黔高鐵的軌枕上。

工作人員在成都石板灘焊軌基地檢查焊接好的鋼軌的平直度(418日攝)。 新華社記者 薛玉斌 攝

工作人員在成都石板灘焊軌基地對(duì)鋼軌的焊縫進(jìn)行熱處理(418日攝)。 新華社記者 薛玉斌 攝

責(zé)任編輯:向太陽(yáng)
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