重載鐵路的發(fā)展歷史及重大意義

xxx公司重載鐵路的發(fā)展歷史及重大意義文件編號：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準審核制定方案設計，管理制度最近中國成功的進行了30t軸重的重載鐵路實驗，這是技術上的一次突破。我發(fā)現(xiàn)不少吧友對重載鐵路的概念不大清晰，也對其意義不大了解，所以我以一個鐵路愛好者的角度像各位解釋一下這個概念。我不是專業(yè)人士，因此如有錯誤，我懇請各位專業(yè)人士指點。重載鐵路，顧名思義，指的是運載量巨大的鐵路。由于鐵路運輸量大，價格相對便宜，速度較快，并且效率較高，在很多國家，鐵路成為了物資以及旅客運輸?shù)闹饕绞健?/p>

由于普通鐵路載重有限，因此便有了專用的重載鐵路，專門運輸大宗貨物，提高效率。重載鐵路有這么幾個特征：

1.行駛列車總重大

2.行駛車輛軸重大

3.行車密度大

并且主要運輸大宗貨物，尤其是原材料，如鐵礦石，煤炭，石油等等

這三個概念都很好理解，但首先我還是向各位介紹一下軸重的概念。

一般的車輛都有數(shù)個車軸（貨車4軸居多），整個車皮的自重+最大載重除以軸數(shù)便是這個車輛的軸重

例如C80型敞車自重20t，載重80t，因此軸重25t如同很多事物，重載鐵路也有自己的標準。世界重載協(xié)會在1986年1994年2005年三次修訂了重載鐵路標準

我們先看看1994年的（3選2）

—列車重量至少達到5000噸；

—軸重達到或超過25噸；

—在長度至少為150公里的線路上年運量不低于2000萬噸。

接下來的是2005年的（3選2）

—列車重量不小于8000噸；

—軸重達27噸以上；

—在長度不小于150公里線路上年運量不低于4000萬噸。

結合我國的實際情況，中國國內(nèi)的主要干線，如京廣線，京滬線，隴海線等等都能達到1994年標準。國內(nèi)目前只有晉中南、大秦、朔黃等線路能達到2005年標準可能有人會問了：平時我們見到的火車都那么長，看起來能裝不少東西，為什么還要專門搞重載運輸呢

回答很簡單：由于普通鐵路的運輸遠遠不能滿足需求，同時效率較低，并且難以提升運量（要兼顧客運列車的運行），因此有必要修建重載鐵路。

但是由于國情的不同，并不是所有國家都修建了重載鐵路的。例如西歐大部分國家鐵路貨運運量小，修建重載鐵路的必要性不大。

世界上僅有中國、美國、俄羅斯、巴西、澳大利亞、南非、瑞典等國家發(fā)展了重載鐵路，并且取得了較大成功。但各個國家出于不同需求，運行模式都有所不同。

中國、美國、俄羅斯除了運輸原材料以外，還大量運輸其他貨物，例如集裝箱等等

巴西、澳大利亞、南非、瑞典主要以運輸當?shù)氐牡V產(chǎn)資源，如煤炭鐵礦當?shù)貫橹鳌?/p>

因此，世界上重載列車主要有3中模式

1.重載單元列車：列車固定編組，貨物品種單一，運量大并且集中，在裝卸地之間循環(huán)運轉(zhuǎn)。以美國加拿大為代表，包括巴西澳大利亞和南非等國家開行這樣的列車。中國在大秦線上使用C70C76C80（C指敞車，沒蓋的貨車，后面的數(shù)字是載重量）開行這樣的重載列車

2.重載組合列車：兩列或者兩列以上的列車合并，使得列車運行時間間隔為0.這種列車以俄羅斯為代表。大秦線上開行的4x5000t列車和2x10000t列車就是這種模式

3.重載混編列車：單機或者多機牽引，由不同形式和載重的貨車混合編成，同時可在運行途中根據(jù)需要進行改編，因此有很大的通用性。我國京滬京廣京哈等主要干線開行的5000t貨物列車都屬于這種模式世界重載技術是從上世紀50年代發(fā)展起來的。上世紀80年代后，由于計算機和半導體技術的蓬勃發(fā)展，使得鐵路重在運營技術和裝備水平有了很大的提高。

由于技術的發(fā)展，重載列車牽引重量記錄也不斷刷新。

2001年6月21日，澳大利亞在紐曼山至海得蘭鐵路上，開行了有682輛貨車編組的重載列車，由8臺AC6000型機車牽引。列車全長7353m，總重99734t，載重82000t，創(chuàng)造了世界紀錄。該車平均速度為55km/h.

但在實際運營中，根據(jù)不同的需求以及條件，各國各線路普遍開行的列車重量也都有較大差別。

目前來看，國外主要重載鐵路的牽引重量在10000-30000t之間

美國重載列車編組通常為108節(jié)，牽引重量13600t。在加拿大則是124輛，重量16000t。南非則是20000t，澳大利亞一般是37500t，巴西一般為31000t機車技術

目前各國重載內(nèi)燃機車的功率已經(jīng)達到了4000KW以上，電力機車普遍6400KW以上。同時主要采用交流牽引電動機（感興趣的吧友可以自己查，如果我要講這個又要講很久了），以保障效率以及粘著水平（就是盡量減少打滑）。

2．貨車技術

大軸重、低自重的重型化貨車是當前重載貨車發(fā)展的方向。在軸重方面，美國、加拿大、澳大利亞等為32.5-35.7噸，巴西、瑞典為30噸，南非為26噸，俄羅斯計劃提高到27噸。在車體材料方面，國外普遍采用了低合金鋼及鋁合金、不銹鋼，美國90%的重載貨車采用了鋁合金車體。在轉(zhuǎn)向架方面，南非、瑞典采用了徑向轉(zhuǎn)向架，加拿大、美國、澳大利亞等國也研制了導向臂式貨車轉(zhuǎn)向架，大大降低了輪軌間的磨耗。

3．機車無線同步操縱與電控制動技術

1959年，美國首先進行了機車無線同步操縱系統(tǒng)（LOCOTROL）的試驗。該系統(tǒng)由安裝在頭部本務機車上的主控設備和安裝在從控機車的受控設備及無線通信系統(tǒng)組成。目前，LOCOTROL系統(tǒng)產(chǎn)品已發(fā)展到第四代產(chǎn)品，其性能不斷完善，可靠性不斷提高，性價比較好，在世界鐵路上，僅GE公司的產(chǎn)品就推廣應用約7000臺套。

1995年，美國開始研制列車電控空氣制動系統(tǒng)(ECP)，1997年ECP在北美開始裝車試驗。ECP電控空氣制動系統(tǒng)由機車和每輛車輛上的控制單元及列車網(wǎng)絡組成。目前，美國、加拿大、澳大利亞、南非等國已在重載鐵路上采用了該項技術。

4．線路技術

國外重載線路普遍鋪設60kg/m及以上的重型鋼軌，采用鋼軌涂油潤滑和打磨技術，通過強化鋼軌材質(zhì)等措施來提高鋼軌的強度、延長鋼軌使用壽命和減少維修工作量。同時，各國重載線路基本上鋪設了無縫線路，以提高線路的穩(wěn)定性、平順性。各國重載線路還通過增加道碴厚度和密實度，來改善線路結構的整體承載能力和提高線路的穩(wěn)定性，美國、加拿大、南非等國的重載線路道床厚度一般都在30厘米以上，巴西道床厚度達40厘米。

值得一提的是，澳大利亞的重鋼軌都是攀鋼制造的。改革開放后，由于經(jīng)濟發(fā)展，導致旅客和貨物運輸量不斷增加。剛從十年浩劫中恢復過來的中國鐵路需要承擔極大的運輸壓力。80年代初期，國內(nèi)干線主要使用內(nèi)燃機車，只有西南的部分線路使用電力機車，很多地方仍然還有蒸汽機車運行，干線通行效率低，單機牽引重量小，使得大量貨物積壓在倉庫中。

當年國內(nèi)干線主要使用ND5、DF4、DF4B以及DF1、DF3型內(nèi)燃機車。電力機車只有SS1，剛剛研制出來的SS3，進口的6G。80年代中后期慢慢有了8G，8K，6K等進口的大功率電力機車。

1984年11月，北京鐵路局首次在大同和秦皇島之間開行7400t重載組合列車，使用了兩臺美國進口的ND5型內(nèi)燃機車。1985年，鐵道部決定在沈山線開行7000t重載組合列車。86年4月正式納入運行圖，每日固定開行5列。

同年年底，京滬、京廣線的部分區(qū)間也開始開行雙機牽引的重載組合列車，重量在6000-8000t之間不等。

80年代末開始，我國開始修建大秦鐵路。

1990年6月5日，大秦線上首次實驗開行了一列由兩臺SS3型電力機車牽引的120輛煤車，全長1630m，總重10404t。1992年12月底，大秦線全線開通，主要開行6000-10000t的組合列車從1992年期，中國開始改造繁忙干線，開行5000t重載混編列車。1997年起，中國鐵路三大干線都開行了5000t級重載列車

2003年起，中國開始研制20000t級重載列車的運營及控制。2006年3月，大秦線首次開行20000t重載組合列車，并逐漸形成常態(tài)

2007年后，全國各大干線的貨運列車重量提升到了5500-5800t

2014年，中國成功進行了30000t重載列車的實驗，基本達到了世界重載運輸較為先進的水平，說一下發(fā)展重載鐵路的意義。

1.促進運輸。通過重載運輸，單次運輸量有顯著增加，因此貨車的周轉(zhuǎn)也加快了，提高了效率，同時節(jié)約了購買貨車的資金。加快貨運流轉(zhuǎn)速度對于促進經(jīng)濟，提高生產(chǎn)效率也有間接作用。

2.提高客運效率。在傳統(tǒng)的客貨混跑的鐵路上，貨車運行慢，客車快，速度差別大，導致整體通過能力差，如果實現(xiàn)客貨分流，由于客車之間運行速度差距小，可以把線路騰出來，讓客車使用，這樣可以多增加客車車次，方便出行。

3.促進電子電氣技術的發(fā)展。重載鐵路對于機車以及控制系統(tǒng)的要求高于普通鐵路。重載鐵路機車的功率大，要求穩(wěn)定性高，對于控制系統(tǒng)的靈活性、安全性和穩(wěn)定性也遠高于普通鐵路?？刂葡到y(tǒng)在這方面表現(xiàn)很突出。有人說過，重載不就是多些車頭多些車皮嘛，事實遠非如此。增加了整車的載重，對制動系統(tǒng)要求很高（列車使用空氣制動，空氣在列車管中最快300m/秒，一列20000t重的列車有3000多米長，也就是說，從司機扳動制動閘到空氣傳到最后一節(jié)車廂時間超過10s，這樣大的延遲很容易引發(fā)事故），因此長車往往在中間還有機車，一方便牽引，二方便制動。因此遠程控制就變得很重要了，遠程控制是一門尖端技術，目前也只有通用電氣的locotrol各方面性能比較優(yōu)異。所以研發(fā)出一套自主技術的控制系統(tǒng)是很有必要，也很有意義的。因此發(fā)展重載運輸，也會同時發(fā)展這些相關產(chǎn)業(yè)，而這些相關