13磁悬浮铁路和重载运输

1、铁道概论第六版 海南维管段 第九章第九章 高速铁路与重载运输高速铁路与重载运输 磁悬浮铁路 磁悬浮铁路是利用电磁系统产生的吸引力或排斥力将 车辆托起，使整个列车悬浮在线路上，利用电磁力导 向，直线电机将电能直接转换成推进力而推动列车前 进的铁路。 磁悬浮铁路不同于普通铁路列车的主要特征是不使用 车轮，而是依靠电磁作用力把车辆悬浮在轨道上方， 除了空气摩擦之外，没有轮轨接触所带来的阻力。其 时速可达到5001000 km。 磁悬浮列车高速、安全、平稳，不污环境、节省能源 ，是一种理想的交通工具。 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 速度，速度，k

2、m/h 公路公路 水运水运 常速铁路常速铁路 高速铁路高速铁路 高速磁浮高速磁浮 航空航空 磁悬浮铁路填补了高速铁路和航空运输之间的速度空白 磁悬浮铁路的基本制式 常导磁吸型（EMS）： 以德国高速常导磁浮列车为代表，是利用普通直 流电磁铁电磁吸力的原理将列车悬起，悬浮的气 隙较小，一般为10毫米左右。常导型高速磁悬浮 列车的速度可达每小时400500 km，适合于城 市间的长距离快速运输。 超导磁斥型（EDS）： 以日本为代表。它是利用超导磁体（液氦）产生 的强磁场，列车运行时与布置在地面上的线圈相 互作用，产生电动斥力将列车悬起，悬浮气隙较 大，一般为100毫米左右，速度可达每小时500

3、km以上。 磁悬浮导向原理 常导磁吸式的导向系统，是在车辆侧面安 装一组专门用于导向的电磁铁，当车辆运 行发生左右偏移时，车上的导向电磁铁与 导向轨的侧面相互作用，产生一种排斥力 ，使车辆恢复到正常位置，和导轨侧面之 间保持一定的间隙。当车辆的运行状态发 生变化时，例如运行在曲线或坡道上时， 控制系统通过对导向磁铁中的电流进行控 制来保持这一侧向间隙，从而达到控制列 车运行方向的目的。 磁悬浮推进原理 磁悬浮列车由于悬浮起一定的高度，使车 轮与钢轨脱离，故不能依靠它们之间的摩 擦力产生牵引力使车辆前进，而是采用一 种叫做直线电机的推进装置作为列车的牵 引动力。 直线电机是从旋转电机演变而来的，

4、它的 基本构成和作用原理与普通旋转电机类似 ，就如同将旋转电机沿半径方向切开展平 而成。于是，其传动方式也就由旋转运动 变为直线运动。 日本地铁车辆采用直线电机牵引可日本地铁车辆采用直线电机牵引可 减小隧道截面节约地铁投资减小隧道截面节约地铁投资 直线电机原理直线电机原理 普通普通 电机电机 展开展开直线直线 电机电机 定子置于轨道上定子置于轨道上 转子置于车辆上转子置于车辆上 重载运输 7.2.1 概述 7.2.2 重载运输技术设备 概述 重载运输的定义： 具备以下三条中的两条可视为重载 (1) 经常开行总重至少为8000 t的列车 (2) 在长度至少为150 km的线路区段上，年货 运量至

5、少达到4000万t (3) 经常开行轴重25t以上的列车 重载列车的运输方式 (1) 整列式重载列车 (2) 组合式重载列车 (3) 单元式重载列车 (1) 整列式重载列车 是由大功率单机或多机牵引，列车由不同 型式和载重的货物车辆混合编组，达到规 定重载标准（牵引重量达到5000 t及其以上 ）的列车。 目前，中国繁忙干线上开行的重载列车主 要为这种模式。 (2) 组合式重载列车 是由两列及其以上同方向运行的普通货物 列车首尾相接、合并组成的列车。运行至 前方某一技术站或终到站后，分解为普通 货物列车。 实质上是在线路通过能力紧张的区段，利 用一条运行线行驶两列及以上的普通货物 列车的一种扩

6、大运输能力的方式。 (2) 组合式重载列车 前苏联铁路是客货混用，列车数量多、行 车密度大，运能与运量的矛盾比较突出， 为扩大运输能力、挖掘现有设备潜力，即 组织开行超重、超长列车或组合式列车， 并成功地试验开行了总重43047t的重载列 车。 (3) 单元式重载列车 单元式重载列车是把大功率机车双机 或多机与一定编成辆数的同类专用货车固 定组成一个运输“单元”，并以此作为运 营计费的单位。 单元式重载列车运送的货物品种单一，在 装、卸站间往返循环运行，中途列车不拆 散，不进行改编作业，机车车辆固定编挂 位置，车底固定回空，两端车站装卸设备 配套，是装、运、卸“一条龙”的运输组 织形式。 (3

7、) 单元式重载列车 在路网规模大、行车密度小、货运比重大 、运能较富裕的美国、加拿大、澳大利亚 等国，组织开行从装车地到卸车地之间的 重载单元列车，通过货物集中发送、快速 装卸、加速机车车辆周转来降低成本，从 而获得较大的效益，提高了与其他运输方 式的竞争能力。 美国的重载单元列车，牵引总重在10000t 以上，是名副其实的万吨列车，并曾创造 总重达44066t的世界最高纪录。 世界重载运输技术的发展 北美铁路是重载运输发展最早的地区，70 年代末美国一级铁路开始了重载运输。美 国重载列车通常编组在100辆以上，列车重 量可达万t左右。 南非铁路窄轨重载运输，在世界享有盛名 ，对推动这一领域的

8、技术进步产生了积极 影响，南非重载运输列车编组达20000t。 世界重载运输技术的发展 澳大利亚重载列车采用大功率机车、大轴 重专用货车，编组为120辆以上，列车总重 12万t。 巴西的矿石专列为206-320辆重载敞车编为 一组，列车总重量达26000t-32000t。重载 列车扩大了列车编组，提高列车重量，可 以大幅度提高铁路运输能力，显著降低运 输成本，大大提高劳动生产率和经济效益 。 中国铁路重载运输发展的三个阶 段 第一阶段自1984年至1990年，主要为改造旧线，开 行组合式重载列车。选择了晋煤外运通道的丰台沙 城大同线和北京秦皇岛线为试点，开行组合式重 载列车。采用内燃机车双机牵

9、引7400t，使用缩短型 敞车和装有配套技术的新型车辆。根据货流的特点， 采取了固定车底、固定机车、固定发到站、固定运行 线，从大同西站出发直达秦皇岛东站，卸车后原列空 车返回，进行循环拉运。 组合式重载列车对扩大晋煤外运数量，缓解沿海繁忙 干线能力紧张，促进国民经济的发展作出了重要贡献 。 中国铁路重载运输发展的三个阶 段 第二阶段自1990年至1992年，新建大同至 秦皇岛铁路运煤专线，开行单元式重载列 车。大秦铁路是借鉴加拿大、澳大利亚等 国开行重载单元列车的经验，在国内新建 的第一条双线电气化重载运煤专线，全长 653公里。 1988年试验开行了单机牵引6000t，双机牵 引10000

10、t单元式重载列车。 1992年底正式开行列车重量为6000t和 10000t的单元列车。 2006年6月1日,大秦线开行的重载列车牵引 总t位达到20000t ，跨入了国际先进行列。 中国铁路重载运输发展的三个阶 段 第三阶段为1992年以后，对沿海繁忙干线 逐步进行改造，开行整列式重载列车。 1992年8月6日在徐州北至南京东间，利用 两台内燃机车牵引64辆货车，总重5134t 1992年8月12日在石家庄至郑州北间由两台 北京型机车牵引65辆货车，总重5119t。 12.2.2 重载运输设备 （1）线路技术标准 （2）重载轨道结构 （3）机车车辆 （4）单元列车装卸设备 （1）线路技术标准 限制坡度 重车方向在410，空车方向在1230 大秦铁路：重车方向4，空车方向12 最小曲线半径 400-1200 m 大秦铁路：800 m 到发线有效长度 停靠重载列车的车站站线有效长度基本要达到1050 m，最好达到1700 m。 大秦铁路：万吨车站1700 m，2万吨车站2800 m （2）重载轨道结构 因为重载列车载重量大，一般的轨道无法 承载，必须铺设或更换每米重60