在中国东北平原的严冬,凛冽的寒风裹挟着雪花掠过京哈高铁的铁轨,气温骤降至零下35摄氏度。铁轨外的钢材在严寒中变得脆弱不堪,一列CRH380B型高铁却缓缓驶出哈尔滨西站。车轮碾过积雪,扬起阵阵雪花,车厢内的温度计显示温度稳定在22摄氏度左右。乘客们望着窗外冰封的景色,手捧热气腾腾的茶水,丝毫没有担心列车会因严寒而被迫停运。这一幕正是东北高铁在极寒环境下平稳运行的典型例证,也是中国基础设施建设克服自然挑战的生动写照。
在全球高海拔和寒冷地区的交通基础设施项目中,零下40摄氏度的极端低温、超过70摄氏度的年温差、永久冻土带以及暴雪等极端天气始终构成严峻挑战。欧洲和日本等高速铁路国家凭借其先进的技术,从未因气候和地理条件而面临如此复杂和全面的难题。中国东北的哈尔滨-大连至哈尔滨-宜春高铁不仅打破了“高铁无法在寒冷地区建设”的迷思,而且从建设到运营都建立了完善的防冻体系,将极寒地区改造为安全的交通动脉。这种克服冰雪挑战的信心源于无数的技术创新,体现了中国对自然规律的深刻理解和积极主动的解决问题的态度。
作为直接暴露于极寒环境的主要交通方式,列车设计的方方面面都经过了严格的冰雪测试。在中国东北地区运行的高速列车不再仅仅是传统高速列车的“改进型”,而是专为极寒环境设计的“防冻先锋”。车体的密封是抵御严寒的第一道防线。设计团队摒弃了传统的密封方法,转而采用低导热材料结合高密度弹性带,将车门、车窗与车体之间的缝隙完全密封,形成无缝气密空间。这种设计有效阻止了冷风侵入,减少了车厢的热量损失,使供暖系统无需额外能源消耗即可维持舒适的温度。
列车底部和顶部的管道系统在低温下容易发生故障。为了解决这个问题,工程师们为这些管道配备了“防冻保护装置”,并在排水管、阀门等关键部件上安装了电加热器。该系统可根据环境温度自动启动和关闭,并持续散发热量,防止管道内积水、结冰和膨胀,从而避免管道爆裂。设备舱的设计也十分巧妙:V形迷宫式通风格栅确保最佳通风和散热,同时防止冰雪进入舱内,造成部件冻结或损坏。驾驶室车窗采用特殊的防雾涂层和加热功能,即使在寒风凛冽、大雪纷飞的天气下也能保证清晰的视野,为安全运行奠定了基础。
对核心部件进行改进以提高其耐寒性能,对列车的稳定运行至关重要。转向架如同列车的“腿”,承载着车体的重量并吸收来自铁轨的冲击;其性能直接决定着运行安全。专为极寒环境设计的高速列车转向架采用特殊材料优化制造,机械连接处使用耐寒润滑脂。这确保了即使在低至-40°C的温度下也能平稳运行,并防止因油脂硬化造成的堵塞。压缩空气制动系统和电气元件也经过了耐寒性测试,以保证即使在极端条件下也能稳定运行,并将因元件故障造成的安全风险降至最低。