【導(dǎo)讀】reliable,andcosteffective.travelers.

　　

【正文】 交通而擴(kuò)建公路的情況，其潛在的客容量是公路的 7 倍。因?yàn)榇艖腋≌麠l線(xiàn)路都是被提高的，所以沒(méi)有帶有柵欄的十字交叉路口，降低了任何和來(lái)往車(chē)輛所造成的交通沖突，同時(shí)也為乘坐磁懸浮列車(chē)的乘客提供了較高的安全性。 更重要的是，被抬高的導(dǎo)溝外表上和周?chē)母咚俟坊A(chǔ)設(shè)施結(jié)合為一體。在導(dǎo)溝和高速公路分開(kāi)的地區(qū)，下面的土地被用作其他用途，比如說(shuō)耕地，工廠和商業(yè)區(qū)。計(jì)劃將線(xiàn)路擴(kuò)展到城市及周?chē)紖^(qū)，就像這種膨脹出現(xiàn)一樣，磁懸浮車(chē)站周?chē)?房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有望會(huì)發(fā)展，就像它在那些修建高鐵的國(guó)家里一樣發(fā)展。 …… 和采用依賴(lài)于源自日本和歐洲的高鐵技術(shù)的系統(tǒng)相比， SMTDC 里的行政人員更喜歡磁懸浮，該技術(shù)被認(rèn)為是一種低維護(hù)的，可以將乘客快速舒適運(yùn)載的技術(shù)。在磁懸浮專(zhuān)線(xiàn)修建之前，那條六車(chē)道的高速公路是上海和浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)唯一的紐帶。面對(duì)日益嚴(yán)重的交通擁擠現(xiàn)狀和連續(xù)的高速公路擴(kuò)張形勢(shì)，設(shè)計(jì)者最終認(rèn)為磁懸浮列車(chē)將會(huì)是最快的也最可靠的將乘客送往機(jī)場(chǎng)的工具。它同樣要求要比其他選擇消耗較低的能源并提供最低的生命周期花費(fèi)。展望將來(lái)線(xiàn)路擴(kuò)展，行政人員認(rèn)為較長(zhǎng)的磁懸浮路線(xiàn) 可以使運(yùn)行速度提升到 500 km/h，對(duì)商業(yè)人士來(lái)說(shuō)，就可以讓去 1000km 外參加會(huì)議并且當(dāng)天回來(lái)的成為可能。為了修建這條示范路線(xiàn)，業(yè)主要能夠從電子運(yùn)輸系統(tǒng)的商業(yè)應(yīng)用中搜集并分析數(shù)據(jù)。在 2020 年的夏天，中國(guó)總理朱镕基，一個(gè)電機(jī)工程師，對(duì)磁懸浮技術(shù)有著強(qiáng)烈愛(ài)好的人，為 SMTDC 的工程師們安排去參觀德國(guó) Emsland 地區(qū)的磁懸浮試驗(yàn)設(shè)備。該設(shè)備是在 20世紀(jì) 80年代建在距荷蘭邊境十公里左右的一個(gè)鄉(xiāng)村附近。工程師們利用這次機(jī)會(huì)觀察業(yè)務(wù)操作，評(píng)估導(dǎo)溝系統(tǒng)，檢查操作數(shù)據(jù)。 在德國(guó)的時(shí)候，工程師們會(huì)見(jiàn)了和磁懸浮發(fā)展有關(guān) 的西門(mén)子，蒂森克虎伯， CDM 等公司的代表。所有的這些公司都和 SMTDC 公司簽了合同來(lái)設(shè)計(jì)并施工建設(shè)上位于海的磁懸浮系統(tǒng)。Max Bogl 公司被挑選出來(lái)作為主要的工程咨詢(xún)公司，是因?yàn)樵摴镜幕旌蠈?dǎo)軌梁系統(tǒng)被認(rèn)為是這種項(xiàng)目最合適的系統(tǒng)。 本質(zhì)上，磁懸浮列車(chē)上的乘客是坐在作為組成電動(dòng)班輪同步電動(dòng)機(jī)一個(gè)部分的運(yùn)載工具里面進(jìn)行旅行的。包含定子碎片的定子的導(dǎo)軌，像一個(gè)旋轉(zhuǎn)體一樣推動(dòng)在車(chē)廂里旅行的乘客往前進(jìn)。懸浮的車(chē)輛當(dāng)被設(shè)置在板上的電磁體吸向?qū)к壍臅r(shí)候會(huì)產(chǎn)生作用。支撐臂上部的懸浮磁體被吸向懸臂下面的定子， 這是一種無(wú) 論在何種車(chē)速下都不會(huì)出軌的設(shè)計(jì)方案。 拋開(kāi)荷載和車(chē)速，隨車(chē)攜帶的控制系統(tǒng)維持著車(chē)輛支撐磁體和導(dǎo)軌定子，導(dǎo)軌磁體和鋼導(dǎo)軌之間誤差不超過(guò) 2mm 的 10mm 間距。三相的電纜線(xiàn)路沿著導(dǎo)軌兩側(cè)的定子包進(jìn)行鋪設(shè)。當(dāng)位于狼陽(yáng)路站的控制中心從位于鐵道附近的變電站應(yīng)用電流，產(chǎn)生的電磁波 磁懸浮車(chē)輛加速 ,航行 ,減速 ,或剎車(chē)。所需的馬力通過(guò)直線(xiàn)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生以 80 km/h 的速度 傳送給磁懸浮列車(chē)。在導(dǎo)軌電力供給失靈時(shí)，隨車(chē)所帶的電池可以提供維持車(chē)輛懸浮的足夠的電力。 上海系統(tǒng)特殊的線(xiàn)型最終被選擇是因?yàn)閲?yán)格的土地使用限制。因?yàn)樗钠鹗键c(diǎn) — 狼楊站— 提供了去上海地鐵的通道。從這個(gè)地鐵站乘客們可以在 15 分鐘之內(nèi)到達(dá)上海市中心。由于土地使用的限制，取消了筆直的設(shè)線(xiàn)計(jì)劃，設(shè)計(jì)者們選擇了柔和的 S 型曲線(xiàn) — 為了充分利用磁懸浮的速度，曲率半徑在 2257m 和 4502m 之間。 …… 車(chē)站所在地區(qū)周期性的地震活動(dòng)和軟弱的淤積土，以及地震時(shí)有可能出現(xiàn)的土壤液化，讓它看上去并不能為沉重的混凝土和鋼結(jié)構(gòu)提供穩(wěn)固的支撐。這些不穩(wěn)定問(wèn)題的解決辦法在位于墩座上面的在建導(dǎo)軌上。這些鋼筋混凝土支座， *，高 8m，被設(shè)計(jì)的可以抵抗里氏 級(jí)地震。每個(gè)支座坐落在兩米深周?chē)?1012m 深不等的樁基承臺(tái)上。每個(gè)樁冒下面有2024 根直徑 60cm 的樁，這些樁被打到 70m 深，來(lái)抵抗地震力和土體液化。 地質(zhì)勘查是由中國(guó)咨詢(xún)?nèi)藛T做的，沿校準(zhǔn)線(xiàn)在每根樁的位置上提供地表下巖石的數(shù)據(jù)。這項(xiàng)工作包括 359 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)貫入孔和 230 個(gè)滲透測(cè)試孔， 以及拆分湯匙和取樣、抽樣、地下水的原狀謝爾比管 取樣 和現(xiàn)場(chǎng)勘察 。勘察工作實(shí)在 2020 年的 7 月到 12月之間完成的。ＣＭＤ收到土質(zhì)數(shù)據(jù)然后選擇基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù)，來(lái)保證平穩(wěn)可靠的施工。這些資料同樣也用來(lái)估測(cè)樁的短期，長(zhǎng)期沉沉降和變形的可能性。 對(duì)磁懸浮技術(shù)來(lái)說(shuō)，關(guān)于巖土方 面的特有的挑戰(zhàn)包括精確的變形限制和在動(dòng)荷載作用下基礎(chǔ)的長(zhǎng)期穩(wěn)定要求。因此，需要對(duì)提供給縱梁的支撐進(jìn)行分析。導(dǎo)軌的總變形允許值是１０ｍｍ。這種變形可以來(lái)自土體固結(jié)引起的沉降，二次固結(jié)或徐變引起的沉降，靜荷載引起的沉降，車(chē)輛活荷載引起的沉降，動(dòng)荷載引起的塑性沉降以及使用過(guò)程中引起的沉降。ＣＤＭ公司總結(jié)了一種分析方法理論來(lái)分析研究這些沉降，專(zhuān)門(mén)為磁懸浮列車(chē)和高速公路保存的土壤數(shù)據(jù)，為任何土質(zhì)上的沉降提供足夠的信息。這些資料和站點(diǎn)的數(shù)據(jù)一塊使用提供綜合的變形分析來(lái)精確定位導(dǎo)軌。 為了滿(mǎn)足嚴(yán)格的時(shí)間表，就一定要 選擇 最 適合的材料 來(lái)做導(dǎo)軌 。在 TVE 已經(jīng)安裝的導(dǎo)軌梁 有 三種基本類(lèi)型： 混凝土 梁 、鋼 梁 和混合梁。 T 型混合梁，鋼筋混凝土梁栓懸臂鋼接是 62米、 米寬，和 2 米高度 ， 重量 290Mg。以下三種的導(dǎo)軌類(lèi)型，以轉(zhuǎn)乘、 磨損、 噪音、 成本、 處理和熱膨脹特性 作為 徹底評(píng)價(jià)， SMTDC 工程師選擇了混合設(shè)計(jì) ， 因?yàn)樗?lián)合混凝土 (剛度、 噪音的吸收和低鑄 ) 的優(yōu)勢(shì)與鋼 (精密制造 )的優(yōu)勢(shì) 。有人認(rèn)為混凝土梁 在 關(guān)鍵灌漿領(lǐng)域缺乏長(zhǎng)期的持續(xù)時(shí)間和精度，這種鋼的組件，如定子包和導(dǎo)軌， 以及 不斷上升的長(zhǎng)期的維修費(fèi)用 等 有關(guān)的問(wèn)題。鋼梁 可以 提供精密 需要，但被拒絕，因?yàn)楫?dāng)一個(gè)表面受到長(zhǎng)時(shí)間暴露在陽(yáng)光下 ，它會(huì)產(chǎn)生 不規(guī)則的膨脹特 質(zhì) 。更有甚者， 當(dāng) 多節(jié)車(chē)輛通過(guò)他們 時(shí) 鋼梁 會(huì) 展示 出 不良影響，一些不良的電梯軸承 應(yīng) 力和一些強(qiáng)烈的振動(dòng)。這些問(wèn)題可能已被克服，但 就算不考慮 較高 的成本 ，他們 也 將需要更多的鋼和 更長(zhǎng)的交付周期 時(shí)間。這些考慮因素 決定了 混合導(dǎo)軌的規(guī)模 為了 提高剛性， SMTDC 的工程師 和 Max Bogl，重新設(shè)計(jì) 了 混合梁 將 T 型梁改成了高 米寬 米 的 I 型梁 。 在 施工過(guò)程中為 了 方便 管 理，設(shè)計(jì)者還 將梁 縮短至 25 米。 盡管 改進(jìn)的設(shè)計(jì)改善乘客舒適性， 它同時(shí)也 增加 了 主梁 的整體重量和反映 到 上 面 的噪音。 混合梁的 設(shè)計(jì)源于 Max Bogl 在 鋼 結(jié)構(gòu)，預(yù)制 混凝土 ，預(yù)制構(gòu)件方面的豐富經(jīng)驗(yàn)。梁 被銑精度達(dá)到 毫米，使已完成的懸臂組件滿(mǎn)足 導(dǎo)軌 整個(gè)長(zhǎng)度 1 毫米 的 總公差標(biāo)準(zhǔn)。 為了符合 所有的磁浮的規(guī) 定 ， 同時(shí)也出于對(duì) 偏轉(zhuǎn)、 動(dòng)強(qiáng)度、 熱膨脹系數(shù)的考慮，工程師 對(duì) 多達(dá) 14000 負(fù)載情況下的箱梁 進(jìn)行了評(píng)估 。相信沒(méi)有 其他任何 交通基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目 是按照 這種規(guī)嚴(yán)格的變形或擴(kuò)展設(shè)計(jì)規(guī)格 范進(jìn)行設(shè)計(jì)的 ?；旌显O(shè)計(jì) 同時(shí)也 還 要 考慮最好快速、 經(jīng)濟(jì)地 將 原型導(dǎo)軌商業(yè) 化 生產(chǎn)。 2020 年 1 月 26 日 , SMTDC 與 Max Bogl 公司簽訂合同時(shí) ， 世界上還沒(méi)有可以生產(chǎn)這種導(dǎo)軌基礎(chǔ)的工廠。可是， 一個(gè) 月 后， 就已經(jīng)有了帶有激光制導(dǎo)的可以將導(dǎo)軌進(jìn)行批量生產(chǎn)的設(shè)備了。 選擇一種混合梁設(shè)計(jì) 方案的同時(shí) ， 促進(jìn)了打造三種所需長(zhǎng)度梁所需模具器具的部署 。 I型梁長(zhǎng)約 米，體重約 190Mg。 II 型梁長(zhǎng)約 米， 位于機(jī)場(chǎng)處的維護(hù)設(shè)施 都 有 米長(zhǎng)。 Max Bogl 設(shè)計(jì) 的后勤和制造方法 使的基礎(chǔ)設(shè)施物 得以快速、高效和經(jīng)濟(jì)的大規(guī)模制備。公司還提供特殊的軟件 為自動(dòng)器具提供數(shù)字跟蹤數(shù)據(jù)， 給營(yíng)辦商 實(shí)時(shí)提供 制造 設(shè)備 的 數(shù)據(jù) 報(bào)告。此外，先進(jìn)的質(zhì)量管理 體系保證從生產(chǎn)和存儲(chǔ)， 到運(yùn)輸 和安裝 時(shí) 的質(zhì)量控制。 預(yù)制 工廠 生產(chǎn)平均一天 生產(chǎn) 10 根縱梁 、 一周 七天、維持足夠儲(chǔ)備能力，以支持項(xiàng)目日程和滿(mǎn)足任何未來(lái) 生產(chǎn)線(xiàn) 擴(kuò)展的需求。 工廠旁邊 大型存儲(chǔ) 區(qū) 被用來(lái) 在 45 天至 60 天之內(nèi)生產(chǎn)高強(qiáng)度混凝土梁 (34474 kPa)，盡量減少長(zhǎng)期 徐 變與收縮。 SMTDC 關(guān)于 大型磁懸浮列車(chē)的遠(yuǎn)景發(fā)展 要求 梁可適用于 — 和運(yùn)輸?shù)?— 多個(gè)位置。若要提供靈活性，將來(lái)同時(shí)保持嚴(yán)格的偏轉(zhuǎn)的要求，所有為上海項(xiàng)目設(shè)計(jì)的單跨梁導(dǎo)軌可以加 倍 以形成雙跨梁 德 國(guó)和中國(guó)的工程師和建筑工人制造、 交付、 安裝，和 為了應(yīng)對(duì)在正常使 用期間發(fā)生沉降而進(jìn)行的準(zhǔn)線(xiàn)校正。 上海建設(shè)取得進(jìn)展 的同時(shí) ，蒂森克虜伯在德國(guó)卡塞爾改造施工設(shè)施，為原型的磁懸浮列車(chē)和導(dǎo)軌定子包、蒂森克虜伯 為系統(tǒng) 設(shè)計(jì)， 制造， 運(yùn)送 了 8 個(gè)可彎曲的鋼導(dǎo)軌交換機(jī) 并且 監(jiān)督其安裝。 西門(mén)子 公司 設(shè)計(jì)、制造、和交付 了所有 數(shù)字控制操作系統(tǒng)，包括兩個(gè)推進(jìn)變電站、控制中心、幾英里 長(zhǎng) 的專(zhuān)門(mén)的電源線(xiàn)和 62 個(gè) 微波數(shù)據(jù)塔的所有電力電子技術(shù)。這些塔中至少 有 一個(gè) 在視線(xiàn)范圍之內(nèi)。使得絡(luò)繹不絕 的車(chē)輛 之間的數(shù)據(jù) 與控制中心之間的數(shù)據(jù)安全高效運(yùn)行，無(wú)需人工接線(xiàn)員。傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包括在正常操作時(shí)導(dǎo)軌偏差的車(chē)輛，隨著精確的坐標(biāo) ，有助于迅速更正檢測(cè)到的信息。西門(mén)子 公司 監(jiān)督這些系統(tǒng)的安裝。 2020 年 12 月 31 日， 試乘 的成功鼓舞業(yè)主決定 在周末為 來(lái)訪者 運(yùn)行 系統(tǒng)，雖然 系統(tǒng)的 調(diào)試、 安全認(rèn)證和整體監(jiān)管機(jī)構(gòu)的批準(zhǔn)工作 在平日 。 2020 年 四月 磁懸浮列車(chē)正式開(kāi)始全面日常運(yùn)營(yíng)。系統(tǒng) 運(yùn)行 的可靠性極高，據(jù)報(bào)其維護(hù)成本低于傳統(tǒng)的高速鐵路系統(tǒng)的 33%。 (即使最快的 時(shí)速也比 磁浮 列車(chē)慢 130 Km。 ) 因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)操作和控制， SMTDC 將 只需保 留 較少 的勞動(dòng)力。事實(shí)上，即使大幅上升的客運(yùn)交通 也 不會(huì)要求 將 10 名 導(dǎo)軌和 20 名 車(chē)輛維修 人數(shù)增多 。 較低的 維護(hù)和勞 動(dòng)成本，系統(tǒng)賦予的速度、 可靠度 和安全領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)結(jié)合意味著所有者可以期望穩(wěn)步、快速 的 投資回報(bào)甚至 是 利潤(rùn) 磁浮線(xiàn) 開(kāi)始服務(wù)不久 后， 一個(gè)橋墩 2mm 的沉降得到 檢測(cè)并更正。導(dǎo)軌墩變 被涉及的各方預(yù)期、 分析，和計(jì)劃 所解決 。即使在操作過(guò)程中 ， 必要時(shí)， 也 可以快速進(jìn)行調(diào)整到合適的軸承以彌補(bǔ)任何偏差。 在路線(xiàn)的兩端建造的 兩個(gè)車(chē)站 及室內(nèi) 設(shè)施 是由中國(guó)公司 設(shè)計(jì)及建造的。通過(guò)可彎曲的 連接單圓柱的 鋼開(kāi)關(guān)， 可以從 主線(xiàn) 到 維修設(shè) 備 。可彎曲的鋼交換機(jī)線(xiàn)的兩端允許要傳送到站的平臺(tái)所需的任意一側(cè)的列車(chē) 通過(guò) 。 在過(guò)去 12 年 里， 面對(duì)磁懸浮部署最大的挑戰(zhàn)， 一直是政治， 而 不是技術(shù)。 該 技術(shù)是完全不同于其他的高速鐵路系統(tǒng)，并可能 要求 決策者 花費(fèi)時(shí)間來(lái) 充分地了解磁懸浮列車(chē) 并 將其列入其審議。當(dāng)然，它需要一些時(shí)間來(lái)吸收 消化 磁懸浮的技術(shù)細(xì)節(jié)，但一旦 完工，該技術(shù)的運(yùn)營(yíng) 和財(cái)務(wù)優(yōu)勢(shì) 將充分 展現(xiàn)自 身 。 …… 美國(guó)也在考慮磁懸浮技術(shù)的應(yīng)用。 國(guó)會(huì)磁懸浮部署計(jì)劃于 1998 年 作為 21 世紀(jì) 運(yùn)輸公平法案的一部分 被制定，明確表明其實(shí)施磁懸浮示范工程的目標(biāo)。 雖然幾個(gè)環(huán)境影響報(bào)告已接近完成， 所有項(xiàng)目都 收到 了 聯(lián)邦政府 的 資助。六個(gè)項(xiàng)目正在 被考慮 ：兩個(gè)在南加州；一 個(gè)是從 加利福尼亞州阿納海姆到拉斯維 ；一個(gè) 從 加斯從亞特蘭大到查塔努加納 ；一 個(gè)從 巴爾的摩到 華盛頓； 還有 一個(gè)鏈接匹茲堡國(guó)際機(jī)場(chǎng) 和 周?chē)牡貐^(qū)。 對(duì)于德國(guó)和上海的工程師們來(lái)說(shuō)，上海磁懸浮系統(tǒng)驗(yàn)證了技術(shù)，證明了該項(xiàng)花費(fèi)的有效性，是一項(xiàng)有意義的成就。該系統(tǒng)代表著高速地面運(yùn)輸?shù)男聵?biāo)準(zhǔn)。