【正文】 由鐵路局直轄的專業(yè)大修隊承擔(dān)，根據(jù)安排，在鐵路局范圍內(nèi)流動施工。在運輸高度繁忙區(qū)段，有待采用快速高效的機(jī)械。運輸量5000t以上，總重1～2萬噸，軸重25t以上，年運量2億噸以上。重載列車需著重研究的問題是運行管理、軌道的適應(yīng)性，以及大宗散貨的裝卸等。未來目標(biāo)40000 t。單元式重載列車是把大功率機(jī)車雙機(jī)或多機(jī)與一定編成輛數(shù)的同類專用貨車固定組成一個運輸“單元”（unit），并以此作為運營計費的單位。它在裝卸站間往返循環(huán)運行，中間無改編作業(yè)。機(jī)車分別掛于各自的物貨列車首部，由最前方貨物列車的機(jī)車擔(dān)任本務(wù)機(jī)車，運行至前方某一技術(shù)站或終到站后，分解為普通貨物列車。1）單元重載列車是加速貨物送達(dá)和機(jī)車車輛周轉(zhuǎn)的有效運輸組織形式。但是，這種重載運輸方式要求裝、運、卸各環(huán)節(jié)技術(shù)設(shè)備協(xié)調(diào)配套，裝車采用不停車作業(yè)方法，設(shè)置裝車環(huán)形線及高效率裝車設(shè)備，卸車地采用不摘鉤卸車作業(yè)方法，設(shè)置卸車環(huán)形線及高效率卸車設(shè)備(翻車機(jī)、車底開門車輛等)。能大幅度地提高鐵路輸送能力。3）合并式重載列車對設(shè)備要求簡單，具有一定的擴(kuò)能效果，做為輔助手段，發(fā)揮可分可合靈活機(jī)動特點。2001年6月21日澳大利亞西部的BHP鐵礦集團(tuán)公司在紐曼山—海德蘭重載鐵路上創(chuàng)造了重載列車牽引總重99734t的世界紀(jì)錄。南非Orex鐵礦重載線是窄軌鐵路(1067mm軌距)，開行重載列車的平均牽引重量為25920t。2005年國際重載運輸協(xié)會(IHHA)的巴西年會上已對重載運輸?shù)亩x作了新的修訂：重載列車牽引重量至少達(dá)到8000t(以前為5000t)；軸重(或計劃軸重)為27t及以上(以前為25t)；在至少150k上年運量m線路區(qū)段超過4000萬t(以前為2000萬t)。重載運輸技術(shù)在越來越多的國家推廣應(yīng)用。德國鐵路從2003年開始在客貨混運的既有線路(如漢堡—薩爾茲特)上開行軸重25t、牽引重量6000t的重載列車，最高運行速度80km/h(重車)，同時開行200～250km/h速度的旅客列車。芬蘭鐵路正在研究開行30t軸重的重載列車。但歐洲鐵路貨運同樣也很繁忙，貨運量占全世界鐵路貨運總量的30%，～%的速度增加。2001年以歐洲鐵路為主體的國際鐵路聯(lián)盟(UIC)以團(tuán)體名義加入國際重載運輸協(xié)會(IHHA)、成為團(tuán)體理事成員。美國也已在高速既有鐵路東北走廊上開行30t軸重重載列車。這是世界既有線高速鐵路同時開行重載貨物列車軸重最大的一條鐵路，其年貨運量達(dá)3700萬t，年客運量2650萬人，每天開行122列客貨列車。第一階段自1985至1993年，通過舊線改造，發(fā)展組合式重載列車。采用了高摩合成閘瓦、103型制功閥、滾動軸承及13號車鉤等多項新技術(shù)。沈陽、北京、濟(jì)南、鄭州及上海等鐵路局先后組織開行了組合列車，有效地緩解了運輸能力緊張的局面，同時也暴露了技術(shù)滯后，并且不配套等問題。第三階段為1992年以后。整列式重載列車的運輸織方式與普通列車基本相同，機(jī)車掛于列車頭部，列車的運行、到達(dá)、裝卸和機(jī)車的換掛都采用通常的辦法，但在列車編組時要對舊型車輛進(jìn)行限制，列車的操縱也有嚴(yán)格要求。2007年實現(xiàn)3億噸年運量，車輛軸重25噸，延米重量7噸，單車最重達(dá)20000噸，每天開行49對列車。 采用IGBT、IPM大功率變流器的交流傳動技術(shù)20世紀(jì)70年代末歐洲開始發(fā)展交流傳動技術(shù)，至20世紀(jì)90年代，大功率交流傳動內(nèi)、電機(jī)車已成為世界重載牽引動力的發(fā)展趨勢。GE公司制造的AC6000型機(jī)車主發(fā)電機(jī)輸出功率達(dá)6000馬力，持續(xù)牽引力達(dá)738kN，超動牽引力800kN。最近西門子公司為滿足中國重載運輸牽引動力需求而設(shè)計的DJ4型交流傳動電力機(jī)車，軸功率已達(dá)1600kW。甚至可達(dá)1kw/kg，機(jī)車單位重量功率可接近75kW/t。同等容量的IGBT變流器的體積和重量比GTO變流器減少1/3～1/2，IGBT具有驅(qū)動簡單、保護(hù)容易、不用緩沖電路、開關(guān)速度高等優(yōu)點，、SD70MAce、ES44AC型內(nèi)燃機(jī)車均批量采用IGBT變流器。其特征是：采用基于網(wǎng)絡(luò)通信的控制，通信協(xié)議大多采用TCN國際標(biāo)準(zhǔn)，用模塊化、通用化、分布式將主變控制、輔變控制和微機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制統(tǒng)一在一個平臺上，并具有智能化故障診斷功能。GE、GMEMD等大公司生產(chǎn)的機(jī)車基本均采用徑向轉(zhuǎn)向架。據(jù)美國GMEMD公司的HTCR徑向轉(zhuǎn)向架長期運營數(shù)據(jù)表明，徑向轉(zhuǎn)向架減少輪對與軌道間的沖角，比傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向架的輪軌沖角減少75%，有效地降低輪軌間橫向作用力，減少輪軌磨耗及阻力，提高運行穩(wěn)定性；機(jī)車車輪壽命延長10%，轉(zhuǎn)向架的軸重轉(zhuǎn)移從35%減少到10%。而重載列車中各車輛或部件的工作狀態(tài)也需要通過網(wǎng)絡(luò)傳送到主控機(jī)車上以用于狀態(tài)監(jiān)視和故障診斷。重載列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)在國際上主要有兩種發(fā)展模式，一種是歐洲模式，其列車通信網(wǎng)絡(luò)速度較高，實時性較強(qiáng)，具有代表性的是TCN網(wǎng)絡(luò)，已形成ICE61375列車通信網(wǎng)絡(luò)的國際標(biāo)準(zhǔn)。有線車載網(wǎng)絡(luò)基于LonWorks現(xiàn)場總線，基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)是IEEE1473列車通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。 重載內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)節(jié)油技術(shù)先進(jìn)的重載內(nèi)燃機(jī)車上均采用柴油機(jī)泵管嘴式電子控制噴射系統(tǒng)，對降低柴油機(jī)燃油消耗和排放有良好的效果。美國對重載內(nèi)燃機(jī)車進(jìn)行過統(tǒng)計，在1980年未裝電子控制噴射系統(tǒng)時，內(nèi)燃機(jī)車1加侖燃油平均產(chǎn)出325英里噸，而目前安裝了電子控制噴射系統(tǒng)，內(nèi)燃機(jī)車1加倉燃油平均可產(chǎn)出405英里噸，提高了72%。2003年IntelliTrain系統(tǒng)正式投入使用，安裝了這一系統(tǒng)的機(jī)車不論在何處出現(xiàn)了故障，機(jī)車上的傳感裝置能自動檢測故障并通過無線通信系統(tǒng)將故障情況、機(jī)車車號等信息直接發(fā)送到服務(wù)中心。在消除故障后IntelliTrain系統(tǒng)發(fā)出信息告之服務(wù)中心，機(jī)車已能正常投入使用。所有故障中50%是在乘務(wù)人員從未報告過的情況下發(fā)現(xiàn)，2年多來機(jī)車的總故障率已下降70%?，F(xiàn)在世界各國采用Locotrol系統(tǒng)共有5600套，目前我國大秦線開行2萬t重載列車，在機(jī)車上均采用Locotrol系統(tǒng)。同時采用制動管壓力自動檢測，可以對系統(tǒng)的無線通訊狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。 重載車輛新技術(shù) 提高軸重，最高軸重已達(dá)39t美國通過1988～，累計運量達(dá)10億t，重點對制約增加軸重的主要因素，如橋梁、鋼軌、道碴、路基、焊接接頭等進(jìn)行詳細(xì)的檢測，、安全的。俄羅斯重載列車軸重提高到27t。目前美國正在普韋布洛FAST環(huán)線上進(jìn)行39t軸重的安全性運行試驗。與30t軸重的三大件轉(zhuǎn)向架相比，曲線區(qū)段的橫向力降低50%，直線區(qū)段阻力降低15%，曲線區(qū)段阻力降低50%，點頭、最高運行速度可達(dá)100km/h。美國TTCI通過試驗旁承承載方式可以提高重載貨車的高速穩(wěn)定性，減少蛇行、空車爬軌傾向，提高貨車運行速度24～32km/h。 采用雙層集裝箱車輛北美、澳大利亞等重載國家廣泛開展雙層集裝箱運輸，其在鐵路公司運輸收入的比重中日益增長，現(xiàn)在雙層集裝箱重載列車已占重載列車總數(shù)1/4左右，雙層集裝箱平車發(fā)展很快，成為重載車輛中的新品種。由于輪軌接觸應(yīng)力的增加，車輪制動熱負(fù)荷上升，引起車輪剝離失效。為此美國已研制成功一種新合金材質(zhì)的車輪，與傳統(tǒng)車輪相比，相同運量條件下車輪踏面上的剝離長度可減少59%，深度可減少43%。目前美國AAR標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的E級車鉤，破壞強(qiáng)度可達(dá)9342kN，Mark50型緩沖器，行程可達(dá)83mm，能量吸收率達(dá)90%。 重載列車制動新技術(shù)—ECP ECP(電控空氣制動系統(tǒng))對重載列車的重要性20世紀(jì)末超過1萬t的重載列車存在的最大隱患是：由于空氣制動波速無法超過300m/s，重載列車在常用、緊急制動時經(jīng)常發(fā)生前后制動力不一致，造成斷鉤、脫軌事故；重載列車在長大下坡道上由于沒有階段緩解作用，再充氣時間過長，容易造成列車失控、對安全產(chǎn)生嚴(yán)重威脅。目前ECP已在美國、加拿大、澳大利亞、南非等國1萬t以上重載列車上批量裝車運用達(dá)數(shù)萬輛。同時還具有階段制動和階段緩解性能，利用貫通全列車的電纜可同時實現(xiàn)機(jī)車動力分散牽引控制(即Locotrol)。 ECP技術(shù)發(fā)展前景國際鐵路權(quán)威人士對其評價是：“ECP是威斯汀豪斯發(fā)明自動制動機(jī)后的100多年來貨車制動系統(tǒng)的最大改革”，“ECP取代貨車傳統(tǒng)制動系統(tǒng)的意義就像內(nèi)燃機(jī)車取代蒸汽機(jī)車一樣”。 重載線路養(yǎng)護(hù)維修新技術(shù) 采用多品種專業(yè)化的大型養(yǎng)路機(jī)械重載線路的養(yǎng)護(hù)維修是保證重載列車安全運行的基礎(chǔ)，重載發(fā)達(dá)國家均以大型養(yǎng)路機(jī)械來保證重載線路達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，采用多元化、多品種、專業(yè)化的大型機(jī)械配套覆蓋全部修程。普拉查公司最新型的093X型連續(xù)走行式三枕搗固車集連續(xù)搗固，軌道穩(wěn)定，道床整形三種功能于一身，作業(yè)速度達(dá)到2200km/h，比雙枕搗固車效率提高47%。 鋼軌斷面形狀的控制及鋼軌打磨技術(shù)預(yù)防性鋼軌打磨技術(shù)已經(jīng)成為線路養(yǎng)護(hù)技術(shù)的重要組成部份。澳大利亞采用了預(yù)防性鋼軌打磨技術(shù)，半徑小于450m的曲線區(qū)段，每通過8MGT總重打磨一次，半徑大于4000m的直線區(qū)段，每通過30MGT總重打磨一次，合理費用是每公里打磨支出10000澳元，而鋼軌壽命延長50%～58%。南非對道岔采用定期預(yù)防性打磨，改善了道岔接觸應(yīng)力狀態(tài)，打磨前接觸應(yīng)力為3300MPa，橫向力達(dá)43862N，打磨后接觸應(yīng)力降至2376MPa，橫向力為42545N。此后采用軌頂潤滑的技術(shù)，沒有再發(fā)生曲線脫軌事故。采用機(jī)車潤滑裝置，2003年7月沒有潤滑時，輪軌橫向力為90kN，2003年9月采用一個噴嘴潤滑后，輪軌橫向力降至60kN，2003年12月采用5個噴嘴潤滑，輪軌橫向力降至40kN。 采用新型重載軌道結(jié)構(gòu) 新型軌道結(jié)構(gòu)美國、加拿大、澳大利亞、南非等國家在重載線路上均采用無縫線路，提高重載列車運行平穩(wěn)性，減少對線路的動力作用。 采用可動心軌道岔及其他新型道岔美國、加拿大、南非、澳大利亞、巴西等國家在重載線路上正在普及采用可動心軌道岔及新型菱形轍叉，有利于減少線路道岔區(qū)間的動力作用，提高可靠性。各種新型緩沖式軌下墊板正在普韋布洛環(huán)行線上進(jìn)行試驗比較。在現(xiàn)場試鋪證明，這種鋼軌在曲線地段比普通的鋼軌耐磨性提高38%。其主經(jīng)指標(biāo)Rm=1600N/m2，=1270N/m2，Kcu20=～，Kcu60=～。法國已研發(fā)一套新型的鋁熱焊技術(shù)裝備，保證接頭部分的材質(zhì)強(qiáng)度比鋼軌母體還好。路旁軸承聲學(xué)探測系統(tǒng)采用拾音器采集通過列車的噪聲，應(yīng)用高頻共振原理，分辨出軸承的工作狀態(tài)。我國大秦線及繁忙干線已引進(jìn)美國的這套系統(tǒng)。 先進(jìn)的軌檢車及鋼軌探傷車美國、加拿大、澳大利亞、巴西、南非等國均采用了先進(jìn)的軌檢車技術(shù)，應(yīng)用慣性制導(dǎo)系統(tǒng)，矢量化計算方法，自行標(biāo)定與自檢，對軌道的各種幾何形狀參量，線路不平順及鋼軌斷面磨耗進(jìn)行檢測，提高重載路網(wǎng)的安全性和使用效率。 采用地面探測雷達(dá)對路基狀態(tài)作出評價路基是重載線路的承載基礎(chǔ)，但其發(fā)生病害不易檢測。 接觸網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測南非、澳大利亞、巴西等國對重載線路牽引供電接觸網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測，采用力測量法原理，測量弓網(wǎng)之間的垂直、縱向、橫向三維接觸力，接觸導(dǎo)線相對軌面的高度，拉出值，磨耗等參數(shù)，保證接觸網(wǎng)處于正常工作狀態(tài)。美國伯靈頓北方圣太菲鐵路公司(BNSF)，聯(lián)合太平洋鐵路公司(UP)等都有一個先進(jìn)的調(diào)度集中控制中心指揮5萬公里左右線路上重載列車的運營。保證重載路網(wǎng)具有很高的效率和安全性。整個系統(tǒng)是以基于GPS的局部決策系統(tǒng)(LDS)為核心，包含了決策管理，速度自動控制，列車故障控制，路旁集成檢測監(jiān)控，道口報警，機(jī)車動力控制及安全警報、車站進(jìn)路優(yōu)化，列車自動操縱(無司機(jī))等子系統(tǒng)。