高鐵見聞：為什麼硬幣能在高鐵上立8分鐘不倒

2015-07-16

一位在中國旅行的外國人，將一枚硬幣豎立在以時速300公里飛馳的京滬高鐵列車窗台上，硬幣竟然能夠屹立8分鐘而不倒，而且在列車到達常州北站減速直至停穩時竟然仍能立得穩穩當當，只是在列車要進站時，因為需要變換軌道，導致列車出現大範圍橫向移動，硬幣才豎立不穩倒掉。

硬幣在飛馳的高鐵上穩穩不倒

這位來自瑞典的外國友人將視頻傳到YouTube上後，在海內外引起了熱議。這位外國友人説，“現代化的高速鐵路非常快也很舒適，中國企業已經成為高鐵的全球領導者。如果可以建造又舒適又快的高速列車，為什麼要建造速度又慢又不舒服的列車呢？我們需要用現代化技術修建瑞典新的高速鐵路網”。他還説，這次旅行旅行是他的公司SBRC（斯堪的納維亞橋樑鐵路集團）和CDB（中國開發銀行）安排的，同行的還包括瑞典國會交通委員會以及瑞典交通運輸管理部門的代表。

這讓很多人驚訝得合不上嘴巴！許多乘坐過日本或者歐洲高鐵的人都知道，有時候你都不能在車上穩穩地站立，更別提在車上氣定神閒地行走了，為什麼中國高鐵能夠如此平穩，一枚立着的硬幣都能8分鐘而不倒？下面高鐵見聞就給大家簡單地介紹一下這個問題的原因所在，更多內容請關注首部世界高鐵發展史《高鐵風雲錄》。

對於高鐵運行的穩定性，我們可以從三個指標來考察。第一個指標是縱向穩定性，包括列車起停時、加減速時、勻速運行時的平穩性；第二個指標是橫向穩定性，主要反應列車的左右搖擺；第三個指標是垂向穩定性，主要是反應列車的上下顛簸。應該説作為世界上標準最高的高鐵線路與列車，CRH380系列在京滬高鐵上行駛時，在這三個指標上都已經達到了一種極致，所以這位外國友人才能夠立一枚硬幣在高鐵上8分鐘而不倒，小朋友才能夠在京滬高鐵上自如地玩搭積木遊戲。

我們先來看第一個指標，縱向穩定性。中國高鐵運行穩定到什麼水平呢，如果不是因為看到窗外的參照物在後退，經常會出現列車已經走出很遠，你都沒有發現的地步。正如視頻中顯示的，當列車穩穩地停在常州北站站台上時，那枚硬幣依舊能夠穩穩地立在那裏（在進站前因為要變換軌道，硬幣曾倒過，我説硬幣不倒，是排除變軌這個因素，只是從時速300公里減速到0公里的過程）。

京滬高鐵是世界上建設標準最高的高鐵線路，沒有之一

如果一定要説清楚這個問題，就涉及到兩個概念。第一個概念是加速度（減速度），反映的是速度變化的快慢；第二概念叫加加速度（減減速度），反應的是加速度（減速度）變化的快慢。前一個的單位是米/秒²，後一個單位是米/秒³。而能夠反映高速列車縱向平穩性的指標，就是加加速度或者減減速度，當然列車勻速運行時這個值肯定比較小，能夠反映出列車縱向平穩性水平的就是在列車起步時或者停站時。

中國高鐵運行為什麼縱向平穩性能夠這麼高？原因就是中國高速列車的加加速度與減減速度都非常低。有多低？以中國中車旗下四方股份公司研製的CRH380A為例，它的加加速度和減減速度值要求必須小於0.75米/秒³。這個指標代表什麼水平？我只能説這在全球這個行業是頂尖的。

第二個指標是橫向穩定性也就是左右晃動，第三個指標是垂向穩定性，也就是上下顛簸。在這兩個指標上，中國的高鐵列車控制得也非常嚴格。還是以CRH380A型高速動車組為例，在列車以時速300公里運行時，要求客室中部的橫向最大加速度只有0.42米/秒²。

對列車的縱向平穩性起決定作用的，首當其衝的是列車，但是對於列車橫向與垂向穩定性，起決定作用的卻是高鐵線路。中國不但擁有世界上第一流的高速列車，而且還擁有世界上超一流的高鐵線路。我説超一流並不是誇張，京滬高鐵就是世界上建設標準最高的高鐵線路，沒有之一。

就保證列車平穩運行方面而言，高鐵線路首先要平直。所謂平直就是儘量採用直線或者大半徑的圓曲線，不能有太多太急的彎道。如時速350公里的高鐵要求線路的曲線半徑一般要求不小7000米，而京滬高鐵的最小曲線半徑是9000米，在非常困難的地方最小曲線半徑也不低於7000米。而日本、歐洲的很多高鐵線路最小曲線半徑只有4000米左右。為了做到線路的平直，中國高速鐵路建設大量採用橋樑，一方面可以節約土地徵用，另一方面就是能夠截彎取直。

第二要平順，所以線路坡度不能太大，如京滬高鐵最大坡度低於12‰，困難處最大坡度也不能高於20‰，所以中國的高鐵線路多采用無砟軌道以及無縫鋼軌。當然高鐵線路還要嚴格控制沉降，這也是中國高鐵建設熱衷採用橋樑的原因之一。普通的填方路基是由特定的填料（粘土、碎石土等）填築而成的，這些填料填築時是較為鬆散的，需要依靠機具壓實到一定程度。但是由於填料本身的固有性質，即便是機具壓實後，填土也會繼續發生一定程度的固結沉降。而橋樑則不是，橋樑是建立在樁基之上的。根據地質情況不同，樁基的深度也不一樣，一般要打到岩石層，有些深度達六七十米深。所以建立在橋樑之上的線路產生的沉降就很小。

所以立一枚硬幣在中國高鐵上8分鐘而不倒，原因就在這裏。

説了這麼多，一起來看看硬幣到底是怎麼立起來的吧~

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