中國高鐵闖進高寒區 世界鐵路仍有“零地帶”
【環球時報綜合報道】7日，中國首個高寒動車組在全長904公里的哈大線平安完成了“首周秀”。哈大高鐵貫穿東北三省四大城市，全程3個多小時，實現一日內在大連看海、瀋陽聽二人轉、長春逛街、哈爾濱望雪。動車組總設計師、中國北車長春軌道客車股份有限公司（長客）副總審楊弘在運行前接受《環球時報》採訪時表示，CRH380B型高寒動車組能在零下40度到零上40度之間運行，“從海南島直抵哈爾濱”，350公里的時速是世界高寒高鐵第一。
被逼出的自主創新
哈大高鐵開通前，世界上僅有運行於北歐和俄羅斯的三條高寒高鐵。三條線路中最長的不到700公里，時速在220-250公里之間。2010年，中國開始嘗試研發時速350公里的高寒動車組，得知此消息，外國開發商爭相進行“技術加密”。“這三條線路高寒動車組的開發商通過申請專利、加大保密等方式，防備高寒動車組技術被中國模仿或複製。”楊弘説，“無經驗可借鑑，無技術可引進”，長客只能從這三條歐洲高寒高鐵有限的公開資料中挖掘，讓研發人員以普通乘客的身份購票試乘。
2009年，“歐洲之星”穿越英吉利海峽隧道時發生“凍僵”事故，罪魁是動車在冷熱交替環境中極易遭遇的“冷凝水陷阱”。彼時，中國動車組還只能適應零下25度到零上40度之間的環境，高寒高鐵對世界來説都是一塊難啃的骨頭。動車組通常採用的鋁合金、碳鋼、橡膠等原材料能在零下40度本色不改、性能不降嗎？隨着列車時速沿160公里、200公里、250公里、300公里提升，空氣阻力會以幾何級增長，列車車體隔熱能力隨之降低，如何阻隔東北嚴寒傳導入車廂？如何避免積雪捲入列車下部的設備艙？這都是中國首條高寒高鐵必須克服的問題。
相比極限低温，破解“冷凝水陷阱”更是國際性難題。困擾“歐洲之星”的“凍僵”事故就是列車從冰凍環境到濕熱環境時，車體、管路間產生冷凝水，致使元件發生短路或損壞，進而影響列車運行。長客鐵路客車開發部部長孔風表示，由於有針對性地採取了冷凝水防護結構優化，對列車管路系統採用冷凝水處理技術及在車體外加設防護高標準等級電器零部件，CRH380B型高寒動車組不會被“凍僵”。
高寒高鐵是國際難題
早在一個多世紀前，歐美等國就動工興建了許多高寒鐵路線，但基本上都是普通線。在高速鐵路方面，迄今中國以外投入商業運營的高寒高鐵僅有3條：2009年12月17日通車的俄羅斯莫斯科-聖彼得堡高鐵；2010年7月30日通車的俄羅斯莫斯科-下諾夫哥羅德高鐵；2010年12月12日通車的俄羅斯聖彼得堡-芬蘭赫爾辛基高鐵。
俄羅斯高緯度地區修建鐵路的主要特點是排幹沼澤和防凍。行駛於高寒地區的列車，常常車外是零下40多度，車內卻特別温暖。不過由於車外的氣温過低，每次到站時，列車員都得費很大力氣才能打開車門。
北歐高寒地區由於有豐富的鐵礦石，也造就了世界上較早的高寒鐵路的修建。歐洲高寒地區有兩種，一種是在山區，雪很大，但温度不是很低，需要設計適應大雪的鐵路基礎設施。而另一種是雪大温度低。瑞典交通管理局的鐵路問題專家布斯塔德對《環球時報》記者表示，“在北歐的瑞典和挪威，長時間低温是最需要認真考慮的。”瑞典交通管理局的拉爾松教授則表示，應對軌道設計，瑞典被分成四個區域，鐵路軌道具有不同區間的温度適應能力。記者從該局還了解到，為應對低温，常採用的措施包括：開關用電熱器加熱；北歐列車容易發生剎車凍住的問題，所有的列車推進裝置都配有空氣乾燥劑以應對冷空氣；旅客和貨物列車停下來時，總是與一個電動火車暖氣系統相連以保持熱量。
在寒冷地區，鋼軌一年中承受的温差達八九十攝氏度，冬季路基會產生凍害，開春會沉降。俄羅斯在西伯利亞凍土地區修建的鐵路，春融後基牀最大下沉量竟然達到85釐米，導致火車無法通行。和普通高寒鐵路比，高鐵遇到的挑戰更嚴峻：高鐵車速快，對路基、鐵軌的壓力強度更大，凍脹破壞的威脅更突出。另外，動車組動力主要依靠接觸網供電，高寒地區的降雪、結冰會影響接觸網性能。
高鐵仍有不少禁區
迄今為止，高原、沙漠、熱帶雨林、極地，以及地質複雜的斷裂帶等，仍然是鐵路的畏途，在高海拔高原、流沙和極地等地區，高鐵仍未突破零的紀錄。目前，世界範圍內最大的挑戰是在沙漠地區運營鐵路，主要原因是沙子會因為沙塵暴而流動，而沙子比雪更難於從鐵軌上清除。還有就是極度高温對客車來説可能也比低温更富有挑戰性。
中國鐵道科學研究院研究員盧耀榮3日對《環球時報》記者説，上世紀七八十年代，寒冷地區、小半徑曲線、大橋和大坡道(即山區)的無縫線路建設是我國四大禁區，經過20餘年研究和不斷實踐，已有不少突破。例如，我國修建青藏鐵路同樣經過凍土地區，由於進行了長期大量試驗研究工作，採取基本有效的處理凍土修建土建工程的技術措施，所以青藏鐵路一年四季都能正常運行。此外，山區修建鐵路因隧道機械化裝備的提高和山體壓力理論的發展，難度已經降低。目前，跨大江、大河鐵路仍有一定難度，我國新建京滬高速鐵路大勝關長江大橋主跨336米的長度是世界同類高速鐵路橋之首。
（本報駐俄羅斯、瑞典、加拿大、法國記者 張曉東 焦東建 晨曦 陶短房 董銘 本報記者 劉暢）