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1.高铁的组成之八—内部设备
提到“德国制造”,很多朋友的脑海中都会浮现出一些驰名世界的德国企业,汽车界最著名的奔驰宝马奥迪大众,电子界的西门子,工程界的博世,运动服装品牌阿迪达斯彪马,药厂拜耳等等。
他们的质量过硬,销售范围广,在全世界都是十分有影响力的品牌。“德国制造”一词,也成为了人们对德国制造业产品质量放心的保证。
连带着,人们会认为德国制造是一个神话,这种对于品牌的信赖,慢慢变成了崇拜、盲目崇拜,甚至被神话。
实际上,产品质量是不以国家为标准的。即便是德国的产品,也有出现问题的时候,而且是非常严重的问题。
德国制造业
比如很多人并不太熟悉,德国高铁起步比我国要早很多,又是世界老牌高铁强国。
不过,其安全性和稳定性并非无懈可击,早在20多年前,德国高铁就曾经出现过导致车毁人亡的重大生命安全财产损失事故。
这起事故,就是我们今天要讲述的1998年德国高铁ice出轨事故。
此次事故也是自从高铁诞生以来最严重的一起事故,造成了上百人的丧生,德国高铁行业一度遭受重大打击。
那场事故宛如一场噩梦,让所有时间的亲历者,乃至整个德国都经历了一场高铁惊魂......
事发前ice高铁已平稳运行6年
德国是全世界最早研发高铁的国家。
早在19世纪末的1899年,普鲁士政府就已经投入到高速列车的研究,通过试验确定了电力牵引高速列车的可能性。
不过由于发动了两次世界大战的原因,德国的基础建设被毁,后又经过很长时间才恢复元气。
德国高铁ice(全称inter city express)于1991年6月投入运营。其代表着铁路运力的最先进科技,问世之初的时速就超过了世界上最早的高铁——日本东京新干线,成为了世界上速度最快、舒适度最高的高铁。
再加上“德国制造”的名气加成,安全性能有保障,以及其通达全德国乃至全中欧(ice还有沟通瑞士、奥地利、荷兰、比利时等国的线路)的便捷,是欧洲中部很多人出门旅行的首选交通工具。
高铁
ice正式投入运营的前7年,无一例造成人员伤亡的事故,让乘客十分放心。
然而,在1998年6月3日,也就是ice正式投入运营7周年左右的日子,却发生了世界高铁史上迄今为止最为严重的安全事故。
那一天的上午,一列编号为884的ice列车从位于德国南部的第三大城市慕尼黑出发,向北前往德国第二大城市汉堡。
根据统计,这趟列车上共载有超过400名乘客,中途停靠7个站,全程共850公里,从慕尼黑出发后大约5小时45分钟后抵达汉堡火车站。
熟悉欧洲地理的朋友们都知道,慕尼黑与汉堡这两座大城市在德国的地位,他们之间的高铁线路与我国进行对比,就相当于京沪高铁一般。
汉堡火车站
正因为如此重要,这趟列车是全ice线网中配制最为先进的车组:配有全套电脑监控系统、12节车厢,车身是由强化铝合金打造的,内部宽敞明亮,宛如飞机头等舱。
然而,鲜为人知的是,这辆车看似光鲜亮丽的外表背后,却隐藏着巨大的危险隐患。
上午10点56分,该列车已经行驶了超过5个小时,大概还有40分钟就将到达汉堡。
列车以超过200公里/小时的时速疾驰,车厢里平静如水,乘客们大多在休息,本以为平安无事。可谁知,一声巨响打破了车厢内的宁静。
第一节车厢中的乘客看到了令他不敢相信的一幕——有一截长度很大的金属条从车厢地板的下面被捅了出来。金属条一人多高,质量很大,看上去像是一节铁轨,不可能是人为将其捅上来的。
金属条
然而,此时的列车时速依然在200公里以上,列车飞驰的声音伴随着金属条碰击车厢地板的刺耳撞击声,车厢里的乘客开始骚动起来。
列车在飞速行驶,一根大金属条从地下钻了出来,这场景,想一想的确是挺吓人的。
一车厢内的乘客见状纷纷逃至其他车厢,并赶紧把这一情况告知列车长,呼吁其为避免不必要的麻烦赶紧将车停下。
然而,列车长的表达让列车内的环境更加人心惶惶,他说:“根据高铁运营管理制度,不了解情况的时候不能够擅自启动车辆的紧急刹车。”
从制度的角度来看并不难理解。
列车长当时并不在第一现场,发生事故的车厢里只有乘客看到了列车上的巨大安全隐患,而他们又不是专业的技术人员。
不过,如果列车长当时能够当机立断决定减速,启动列车的紧急制动程序,也许可以挽救更多人的生命——列车重量有几百吨,物体的惯性只与质量有关。
而时速超过200公里的列车,不可能瞬间停下,从刹车到停车必须有一个过程。
就这样,列车长没有第一时间刹车,整辆列车的命运被改变了。
列车
出轨导致列车发生惨烈碰撞,死伤惨重
金属条穿透车厢地板后大约3分钟,巨大的车厢压力造成的碰撞,还有高速行驶中的车辆所带来的动能,导致了整趟列车开始了左右摇晃。
即便是不懂高铁的人都知道,此时的高铁有出轨的危险。
意识到问题严重性的列车长跟报告列车情况异常的乘客来到了第一节车厢,乘客正在跟列车长指出车辆受损的地方。
然而,正在此时,悲剧发生了:由于车身的晃动,整列高铁重心不稳,车轮在巨大的压力下做不规则运动,偏离了铁轨。
再加上高铁的车速,列车终于失去控制,冲出了铁轨,撞向了横跨高铁路轨的水泥双线路桥。
车辆受损部位示意图
此时列车的位置是位于终点站汉堡以南130公里的埃舍德镇附近,列车行驶到这里的时候要经过一个特殊的桥梁路段,也就是那座水泥大桥。
它重约300吨,横跨高铁行驶线路,同时还是埃舍德小镇与外界的沟通桥梁。
然而,此时已经如脱缰野马般不受控制的884号列车,正在撞向这座水泥桥——它命运的终点。
从金属条穿透地板到列车出轨撞向大桥,整个过程只有3分钟左右。
884号这辆超过400米的高铁列车,径直撞向了水泥大桥,巨大的冲力让大桥瞬间完全坍塌,列车的第一节车厢,也就是出现事故的那节车厢,被身后其他车厢的作用力推向了高空,“抛”了起来。
埃舍德镇事发现场
其身后的8节车厢依次相撞,由于车厢的相继挤压,车身完全断裂,在与大桥发生猛烈撞击后被横向挤压在一起,互相挤压的车辆向上扭曲,挤成了一团。
被它撞倒的大桥,几乎凭空消失......
据埃舍德镇居民回忆,当天11点左右,他们听到了一声巨响,接下来是一片死寂。
当他们走出家门看究竟发生了什么事的时候,被映入眼帘的景象惊呆了——一截火车车厢倒落在自家庭院内,冒着黑烟,大火在熊熊燃烧......俨然一副人间地狱的场面。
在场的居民惊魂未定之际赶紧报警,并自发开始扑灭火情,抢救伤员。
救援现场
事故发生后大约6分钟,离事发地点最近的救援人员、救护车和警察抵达了现场。
为协调医疗资源,该地区的医疗和救援机构在第一时间进入了紧急状态,投入了救援工作。
然而,救援工作十分难以开展:事故现场交通设施受损严重,列车甚至几乎挡住了救援车辆和人员的运输通道。
救援人员不仅要救出依然被困在高铁残骸内的伤者,还必须要防止路桥废墟和高铁残骸的进一步坍塌,否则会对被困的幸存者造成二次伤害。
高铁残骸
当地只能让大型的起吊设备进场,克服艰难环境带来的不利影响,将车开到废墟旁边进行救援。即便已经最大限度地动用了救援力量,整个救援工作依然持续了长达三天。
如此惨烈的事故,其导致的伤亡人数必然不会在少数。
根据统计,此次高铁脱轨事故共造成101人遇难,88人重伤,106人轻伤。这是迄今为止世界高铁史上最严重的一次事故。
完好无损地运行了7年后,ice高铁居然发生了如此严重的事故,这起事故让整个德国陷入了震惊之中。
德国媒体《明镜周刊》用“德国的泰坦尼克号”来形容此次事故,并在文中表示,这起事故标志着德国人对于自己多年来引以为傲的“技术崇拜”,已经结束了。
事故现场
对于“德国制造”需要理性看待
事发后,为了给民众一个交代,德国政府、德国联邦铁路局迅速启动了一系列拯救措施:
6月4日,也就是出事后的首日,德国铁路公司开始启用紧急列车时刻表,将常规的列车时刻表上面的多辆列车取消、多条线路被缩短,降低了全线网高速列车的时速;
成立事故专案调查组,并有一个独立的特别调查小组,要求其必须要清查到底,追究负责事故项目的责任人的责任;
开启了在全德国范围内的行车安全检查专项行动,将全部60辆与884号列车型号相同的车厢集中停止运营进行彻底的超声波安全监测......
德国联邦铁公司
整个事故的技术调查与法律审判足足持续了5年之久,相关部门的负责人也受到了相应的处罚。
通过调查得知,真正导致悲剧发生的原因,是由于一个极容易被人忽略的原因——“金属疲劳”。
这个原因与德国人对于高铁的舒适度追求有着极大的关系。
先要简单科普一下高铁的车轮构造:货车车轮分为单壳式车轮和双壳式车轮,单壳式车轮由整块钢铁构成,轮身厚实,速度较快,但由于轮毂构造单一,其产生的噪音比双壳式要大。
德国ice高铁运营之初,使用的就是单壳式车轮。
高铁公司很快发现,列车运行的时候,车轮产生的噪音以及其震动频率会传到车厢,乘坐高铁体验会受到一定影响。
于是,为了提升乘客舒适度,进而吸引更多乘客,德国高铁公司决定将车轮从单壳式变为双壳式。
双壳轮胎构造为内轮加钢圈,中间有橡胶垫作为缓冲,可以减少噪音并起到避震的效果,车辆行驶起来更平稳,乘客的乘坐体验会更加舒适。
然而,其有一个致命缺点,那就是由于双壳车轮的稳态是靠钢圈在橡胶圈之间的伸缩和挤压维持的,非常容易产生金属疲劳现象。
车轮
金属疲劳是指金属材料在循环应变作用下,在一处或者多处产生永久性积累损伤,出现裂纹乃至完全断裂的过程。
而这样的裂纹很容易出现在车轮内部,一般的维修工人在执行维修检查任务的时候又是检测不出来的——他们一般检修的工具只有手电筒(用于查看车轮表面是否有磨损裂痕),不可能在早期就发现车轮上因为金属疲劳产生的细小缺口。
884号高铁列车,正是因为车轮与铁轨直接摩擦的钢圈出现了金属疲劳,导致运行过程中脱落。
事故现场的车轮
行驶到一个变轨交汇点时,将一段护轨刮起,其直接插入飞速行驶的列车车厢,巨大的冲击力使第一节车厢与铁轨逐步分离,并与后面连接的车厢出现松动。
松散的列车经过交汇点后,车头与车身的行驶方向发生偏离,车身无法承受高速以及车身巨大质量的冲击力,几分钟后引发了车毁人亡的惨剧。
时至今日,尽管德国在生产高铁车厢、橡胶轮胎方面有着世界领先的技术,但由于埃舍德高铁出轨事件,他们的高铁迄今仍然在使用单壳式车轮。
有噪音和振动,总比金属疲劳导致出轨要强。
埃舍德高铁出轨事件
另外,“德国制造”所带来的惯性思维也让人们相信高铁的安全性能完全没有危险。
德国人一直以“德国制造”为荣,很多德国人因此会有优越感,觉得自家制造的工业产品领先全世界,以至于这种思想会让他们对潜在的安全隐患或视而不见,或不以为然。
对于德国高铁,不仅是乘客,就连高铁公司的工作人员都有这样的思维惯性。这就是一件很危险的事情了。
在列车出轨现场的残骸中,发现了车辆的维修报告,与维修系统中的进行比对后完全吻合。
现场残骸
报告显示,在此次出轨事件事发前两个月,车长以及车辆工作人员曾经多次反应车辆的转向架有不同寻常的噪音。
而金属疲劳问题也并不是没有人发现,负责检修的德国电车公司早在事故发生前4个月就警告德国高铁公司,该车辆的双壳钢轮因为金属疲劳产生了磨损,但没能引起德国高铁公司的重视。
众多因素的综合,导致了这起悲剧的发生。
但是,不能仅仅让“德国制造”背这个锅,相关部门的人必须要受到问责与惩罚。
德国高铁
德国高铁公司的安全主管部门多人因为渎职被罢免职务,其中包括德铁公司主席约翰内斯·路德维希。
事故的最终处理和赔偿进行得并不顺利,遇难者每人支付了一万欧元的赔偿金。这让幸存者和遇难者家属都十分不满,认为德铁公司过于“小气”,且德铁负责设计列车车轮的工程师被判无罪更是让他们火冒三丈。
一名幸存者表示:“那是一场噩梦,我到现在都没醒,但他们(德铁公司)似乎不想让我们醒过来!”
可是根据德国法律,技术调查和审判都是按照正确程序进行的,证据确凿,专业度极高,幸存者和遇难者家属逐渐接受了德国政府的态度。
这起事件,也终于在发生5年后得以画上了一个不完整的句号。
问责
自那以后,即便是有“德国制造”的光环附体,德国人对待高铁也不敢疏忽。
德铁公司将高铁工程师、员工乃至行政人员的职业培训、安全监测与考核放在了最重要的位置,定期对列车进行超声波安全检查,行程超过3万公里的车轮每周都要进行超声波检查。
不仅如此,德国政府还在全国范围内向乘客宣传高铁安全自我保护知识,在法律层面予以完善,将《通用铁路法》、《德国联邦铁路安全管理法规》进行补充。
另外,新建的高铁铁轨要避开桥梁等设施,以免再出现撞上桥梁这样的惨剧。
采取一系列措施后,德国高铁的发展逐步回到正轨,以更低的事故率、更执着的专业精神,重新赢得了民众的信任。
高铁铁轨
事故半年之后,德国乘坐高铁出行的人数得到恢复。
到了2017年,全德国每天有超过21万人选择乘坐高铁出行,这个数字是事故发生前的6倍。
以史为鉴,可以知兴替。24年前的这起德铁重大事故是一个血淋淋的教训,不仅给德国人提了个醒,更给全世界的高铁事业敲响了警钟,让全世界都重视到了评估高铁安全的问题。
德国高铁
特别是我们中国。
我国如今是高铁第一大国,高铁运营里程冠绝全世界,而且我国国土面积广大,幅员辽阔,地形复杂,修建高铁在技术层面的难度远胜过德国,这是我们值得自豪的地方。
而我们对于高铁安全的追求同样是精益求精,不敢有丝毫怠慢。
事实证明,任何在技术层面取得的进步,都需要由专业的人去完成技术升级。
中国高铁
以人为本,就是我们中国高铁的最大优势。
相信先进技术,相信中国制造,但我们更要相信,我们对于技术的运用和把控,对于建设全球最先新高铁的信心和决心,是要胜过其他任何国家的。
参考资料
[1]卢江良、王源源.德国高铁ice出轨事故的致命真相[j].科学24小时,2017-01(036-039).
[2]杨冰.德国艾雪德列车出轨事故——德国史上最严重的高铁事故本可轻易避免[j].现代班组,2016-10(026).
[3]李超.德国 高铁史上最惨事故的教训[j].南方人物周刊,2011-26(057).
[4]李斐然.98年德国高铁惨祸后的信任重建[j].中国应急管理,2011-08(055-058).
[5]朱飞雄.中德两国高铁接触网设计主要参数对比研究[j].铁路工程技术与经济,2021-04(031-034).
2.我国还在运行的窄轨蒸汽火车,往返票80元,有时比春运票还紧张
当你乘坐火车前往青藏高原旅游时,一定会感到奇怪,为什么在青藏铁路两边插着许多高达2米的铁棒?
这些铁棒每隔一米就要插上一根,全程共计约有1.5万根,据说每一根的造价约为20万元(数据真实性不可考)。它们全部伫立在青藏铁路两侧,像无数名坚韧不拔的战士一样,坚守和保护着青藏铁路,从不动摇。
“热棒”
其实,这些铁棒有一个更加专业的名字,叫做“热棒”。从外形来看,热棒全身缠满了一圈圈像铁片和线圈一样的散热片,这是一种用碳素无缝钢管制作而成的高效导热装置,非常适合于青藏高原的环境。尤其是在解决高原冻土层融化这个世界问题上,热棒发挥了不可替代的作用。所以,无论是在青藏铁路还是青藏公路上,热棒几乎都是随处可见的。
那么,为什么在青藏高原地区修建道路一定要用热棒呢?这和青藏高原特殊的地形和气候条件有很大关系。
青藏高原又被称为“世界屋脊”,它是我国最大,也是世界上海拔最高的高原,平均海拔在4000米以上。高海拔导致青藏高原的平均气温很低,高原冻土层密布,冻土指的是土壤温度低于0℃且含有冰屑的特殊岩土体。
在冬季气温较低的时候,冻土层中的冰晶和土壤紧密结合在一起,让路基显得十分坚硬。但是一到夏天,由于高原上缺少云层遮挡,太阳直接照射到地面时,气温上升速度很快,就会导致部分冻土层内的冰屑融化,冰水与泥土变得异常柔软,不利于车辆在路面上行驶。
尤其是,冰融化成水的时候,体积会缩小,导致路基和钢轨随之产生凹陷;而等到冬天,这些泥泞的土地再次因为低温冻结时,体积又会膨胀,导致建在上面的路基和钢轨被膨胀的冻土顶起。在冻土的冻结和融化反复交替作用下,路基就会出现翻浆、冒泥、沉降变形现象,使得钢轨扭曲变形,用不了几年,花费几十上百亿元修建的铁路就会报废了。
据统计,青藏公路有85?路基病害是冻土融化造成的;有15?土壤冻结造成的;桥梁和涵洞的病害主要由冻胀引起。由此可见,青藏高原的道路问题几乎都是冻土导致的。如果不解决冻土问题,就想要修建好铁路无异于天方夜谭。
“热棒”破解半个世纪的铁路难题
自上世纪60年代以来,冻土工程问题就一直是一项世界性难题,而为了解决这个问题,科学家们才特意研制出了“热棒”。
别看“热棒”的外表好像就是一根普普通通的铁棒,但其实在它朴素的外表下,却蕴藏着常人不知道的精巧设计,它们凝聚了科学家半个世纪的心血。虽说名字叫热棒,但其实它更像是一个“冷冻器”,只要插入冻土层下,就能让冻土不再融化,在地表形成永冻层。
那么热棒是怎么做到这一点的呢?来看看它的内部结构你就清楚了。
热棒的整体构造分为三部分。
露出地表长约2米的部分叫散热段,它的外部缠绕着一圈散热片,可以让热棒内部的热量散发到空气中。埋在地底的部分长约5米,内部又分为吸热段和绝热段。
吸热段位于热棒的最底端,里面储存着大量液氨。由于液氨的沸点只有-33.5℃,所以即使深处永冻土层中,它也随时在吸收热量变成氨气上升,使得永冻土层全年都能保持在一个极低的温度下。
上升的氨气会经过中间的绝热段,进入到吸热段。冬季时,高原的气温比地底温度低,氨气在吸热段遇冷就会液化,在重力作用下流回最底部,不断循环保持地底的低温状态。
而到了夏天,虽然外界气温很高,但是由于中间有绝热层的存在,所以高温无法传递到热棒底部;同时,氨气到达热棒顶端也无法冷凝,那么热棒就陷入了停工状态。不过不用担心,因为此时热棒内部的氨气和液态氨已经达到了平衡状态,底部的气温依然很低,不至于让周围的冻土融化,也就能够确保青藏铁路的安全和稳定了。
另外,这些热棒在生产时进行了特殊的防腐处理,寿命可达30年以上。可以说,热棒埋设技术有效解决了冻土区路基夏季融沉问题,比曾经的以桥代路每公里可节省投资3000多万元,仅此一项就为青藏铁节省了10多亿元的资金。同时,埋设热棒还避免了地表开挖、铲除植被、修筑路堤取土等人为工程活动对生态环境和资源的破坏。
冻土的其他解决办法
由于冻土层对铁路的安全性影响太大,所以铁路局在对待这个问题的时候,也不得不多做几手准备。所以除了热棒以外,科学家们还想出了其他防止冻土融化的好办法。
这些办法大都是通过改变路基的结构,来实现冻土层的保温。比如,从路基温度上着手,工作人员会首先在路基内部,铺设一层具有单向导热能力的隔热层,以增大热阻,从而阻止热量进入到冻土层内。这种隔热层一般采用聚苯乙烯板或者聚胺脂板材料。
在路基修建完成以后,还可以在路基上铺设一层白色反光遮阳棚,避免太阳辐射对路基的直接照射,从而减少传入冻土地基的热量。
从通风角度来说,“基建狂魔”们也创造了两种有效的办法。第一种通风路基,这种方法通过在路基底部横向铺设通风管道,并在管道一端安装自动温控风门实现对热量的控制。具体的设计原理是,当温度较高时,风门就会自动关闭;温度较低时,风门自动打开。这样可以避免夏季热量进入通风管,对路基进行保温。
第二种是片石通风路基。这种办法是指在路基中间铺设碎大量石块,由于石块之间的空隙较大,通风效果很好,所以能起到调节温度的作用。
虽然夏季气温高,但是由于热空气的密度较小容易形成上升气流,因此热量很难进入路基内部,而碎石头之间的空气流动和地表水蒸发后又能带走热量,可以起到热屏蔽作用;
在冬季,由于冷空气密度较大,在自重和冬季风的作用下,冷空气会将碎石层中温度更高的热空气挤走,冷空气更容易进入路基底部,因而也能防止冻土融化。
这些凝聚了无数冻土专家几十年心血的“黑科技”付诸实践,最终让青藏铁路得以全线贯通。同时也因为解决了“多年冻土、高寒缺氧和生态脆弱”这三大世界性难题,青藏铁路的成功更让全世界更加信赖中国“基建狂魔”这块金字招牌。
3.极尽奢华!全世界最豪华的五列火车让你的旅程终身难忘
人民网北京7月19日电 (记者王连香)据中国国家铁路集团消息,京港高铁安庆至九江段鳊鱼洲长江铁路大桥屹立于长江之上,是目前我国跨度最大,线路最多且荷载最大的铁路箱梁斜拉桥。高铁列车在桥面呼啸而过的同时,在钢箱梁内部其实还有一个缩小版的“小火车”。
中国铁路南昌局供图
据介绍,鳊鱼洲长江铁路大桥钢箱梁内部共有352个箱室,每3米一个箱室,箱梁内铺设有轨道并配有一辆可转向的电动“小火车”,以便于桥隧工在大跨度钢箱梁内部进行检查。
“小火车”有多小?
“小火车”长3.2米、宽1.5米、高1.7米,全身呈亮黄色,灯光照去,显得特别耀眼,别看它“体型”小,不仅能放一般的大型机具和材料,还可以容纳2至3人。“小火车”内部装有锂电池,一次充满电可以运行10公里,完全可以满足日常作业需求。
“小火车”有两个驾驶位,呈对称状位于两头,当到达钢箱梁的一端时,作业人员只需坐在反方向驾驶位便可返回。
“小火车”有哪些用途?
鳊鱼洲长江铁路大桥钢箱梁高4.94米,箱室之间由高强度螺栓和焊缝固定,在以往的徒步检查作业中,作业人员往返需要花费大量时间,一次只能检查10个箱室左右就要匆匆返回通道门。
使用了“小火车”后,作业人员可以快速到达指定箱室进行检查,减少了体能消耗,提升了工作效率。同时,也便于桥隧工们增加巡检覆盖频次,有效开展养护作业。“小火车”还可以作为运输工具,将电焊机、发电机、材料等运送到钢箱梁内部,极大节约了运输时间。
来源: 人民网