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在重庆，轨道交通列车“穿山越水”“上天入地”“穿楼而过”，已然成为一张亮丽的城市名片。这张名片背后，是规划、设计和建设者们赋予轨道交通的“黑科技”。科技创新，为重庆轨道交通建设创造出多项世界第一和中国第一，也为全球山地城市轨道交通建设提供了样本。
重庆两江交汇、四山环抱。因其特殊的地形，重庆被网友们亲切地称为“8D魔幻城市”。复杂的地形特征，既为城市带来错落有致的美感，也为交通建设增添多重困难。
日前，重庆日报记者采访了轨道交通设计者、建设者、管理者、运营者，探秘他们在推动轨道交通建设方面的科技创新故事。
列车和汽车“赛跑”
这座跨江大桥设计有诀窍
轨道列车穿楼而过，在重庆已经不是一件稀奇事。
如今，重庆再次创新性设计出这样一幅壮丽景观：同一座大桥桥面上，轨道列车和汽车可以一起“赛跑”。
在建的轨道交通18号线（富华路站-跳磴南站）李家沱长江复线桥公轨两用桥（简称为复线桥），是国内首座“路轨同层非对称布置的大跨度钢箱梁斜拉桥”。
一般来说，传统的公轨专用桥都是对称式设计，要么轨道桥和公路桥设计成上下层，要么将轨道桥设计在中间、两侧跑汽车。对称式设计可以保持大桥荷载平衡。
复线桥为何要创新性设计成非对称布置？
原因是受地形限制！
中铁建大桥局李家沱长江复线桥项目部经理高明慧介绍，本桥若采用对称设计，大桥两端道路侧和轨道侧连接线和展线设计困难、建设实施难度特大，且不便于布局车站。同时，若大桥通车后，在大桥两端，轨道列车与汽车存在相互交叉干扰的现象，通行风险大。
而将轨道设计在大桥一侧的非对称设计，则会导致大桥两侧荷载失衡。轨道列车荷载明显高于汽车，一辆6列编组的轨道车辆重达420吨。这意味着一座大桥上，两侧分别跑轨道列车和汽车，跑轨道列车端是明显荷载要重。这就像一台天平，一边重、一边轻。
“如何让‘天平’平衡，这是复线桥设计和施工的难点。”中铁建重庆投资集团相关负责人说。
为确保大桥两侧平衡，设计师想出“诀窍”：将复线桥的桥体结构设计为中空的钢箱梁，而非T梁。
这样，在大桥合龙后，就可在公路侧中空的钢箱梁内浇筑混凝土，以增加公路侧载重，这就好比为“天平”较轻的一端增添了“砝码”，让“天平”达到平衡。
实际上，摆放这“砝码”并不简单，设计师要进行上百次的模拟列车试验，测算出具体要浇筑混凝土的总量。同时，为了确保浇筑时大桥不会发生形变，施工方还动用了上百个监测点进行全过程监测。
隧道直径8.5米
用上最大、最强机器“穿山甲”
盾构机被誉为机器“穿山甲”，是开山挖洞的利器。
10月22日，重庆轨道交通隧道掘进的最大盾构机——“争先6号”，在中铁装备四川德阳基地下线。预计12月初，盾构机台车、盾体将陆续从德阳发运至重庆15号线项目进行下井组装。
“这台大机器有望在今年12月底在复盛站至现代大道站明挖区间始发。它一旦投用，将成为重庆轨道交通采用的最大直径盾构机。”中建三局重庆轨道交通15号线一期土建工程07标盾构经理黄冠表示。
15号线为重庆首条设计时速140公里、隧道断面直径8.5米的轨道交通线路。传统的刀盘直径6米多长的盾构机已不能应对如此大的隧道断面开挖径对。
为此，中建三局联合中建铁投轨道交通公司，对“争先6号”的刀盘直径、机械、电气、液压等重要部位进行量身设计定做。
“争先6号”的刀盘直径达8.83米，全长106米，重约1100吨，最大推进每分钟80毫米，爬坡能力达50‰，一旦投用将成为重庆轨道交通建设采用的最大盾构机。
黄冠表示，这台机器“穿山甲”不仅大，还很强。
“争先6号”安装有“智慧大脑”，隧道掘进时，它潜入地下，可根据规划好的线路掘进，刀头旋转震动，泥沙、石块等掉落的渣土随即被传输带运出隧道外，实现一次成形。
特别是针对重庆砂质泥岩地层掘进遇水软化等容易结泥饼、糊水等问题，刀盘设有自动检测设备，可以有效地监控作业时刀盘的磨损情况，以减少故障。
同时，该盾构机创新性地采用真空吸盘式拼装机，将传统的双梁链条葫芦改成钢丝绳提升机，大大提高了设备可靠性，减少了故障率等，施工效率较传统提升4倍多。
采用装配式铺轨技术
铺轨就像“搭积木”那样简单
轨道交通铺轨施工，也能像搭积木一样简单？
11月1日，在轨道交通4号线二期建设现场，一条条橙色的钢轨，依次躺在预制轨道板上，缝隙间用构件和配件完美地将他们装配在一起。
“这是我们在重庆创新性采用的装配式铺轨技术。”中铁二局轨道交通4号线二期项目党支部书记鞠晏成介绍，这些预制轨道板和构件都是事先在工厂按标准预制生产出来，运到现场，施工人员就可以像搭积木一样安装。
创新，赋予了这种铺轨方式的改变，传统的铺轨流程是先在作业基地将钢轨与轨枕组装成轨排，再将轨排运输到现场浇筑整体道床；装配式铺轨建造则是先预制轨道板，再将轨道板运输到现场进行装配化组装并铺钢轨。
“装配式铺轨建造难点在于预制轨道板生产，每块轨道板的误差必须控制在0.2毫米以内，否则每块‘积木’就互不兼容，没法精准搭建了。”鞠晏成表示，以前地铁施工采用传统现场浇筑整体道床，投入人力多且耗时长。
预制轨道板还有许多好处，如传统的轨排每组长25米，对运输和施工条件要求很高。而单块预制板最短只有3.45米、最长4.65米，不仅更便于运输，轨道板现场铺设安装可以根据进度要求灵活增加作业面。
因此，4号线二期铺轨时，全线最高峰达到24个作业面，在全国地铁铺轨施工中也是首次出现如此壮举。由此，整个铺轨工期只用了3个月，提前高效率、高质量完成铺轨任务。
首次采用“双流制”技术
让列车既可跑地铁又可跑铁路
众所周知，地铁上跑的列车和铁路上跑的列车是不同的。但具体有哪些不同，普通人很难说得上来。
原来，我国轨道交通的供电制式分为两种：交流25千伏和直流1.5千伏。交流25千伏具有线网末端压降低、供电距离远的特点，主要应用于干线铁路、城际铁路或市域（郊）铁路。直流1.5千伏电压低、供电距离较短，主要运用于地铁、单轨。
因此传统的列车，要么只能在铁路上跑，要么只能在城市轨道交通线路上跑，不能同时在铁路和城市轨道线路上跑。
那有没有既可以跑铁路，又可以跑地铁的列车？
答案是：有！刚刚被重庆研制出来。
10月20日，被业界称为采用“双流制”技术的轨道车辆，在重庆中车长客研发成功并下线，这填补了国内轨道交通制式空白。
“未来，不同层级、不同制式间的轨道交通互联互通将成为发展趋势。”重庆江跳线运营公司相关负责人表示，因此，江跳线被设计成了国内第一条双流制车辆运营的市域（郊）铁路。
“江跳线规划的市域（郊）铁路，5号线是城市轨道交通，要实现两者贯通运营，首当其冲就是要解决线路和列车双流切换难题。”重庆江跳线运营公司相关人士表示，通过创新技术，此次下线的列车，可同时在交流25千伏和直流1.5千伏供电制式下运行。
明年，江跳线开通后将与5号线贯通运营，乘客从江津乘坐江跳线列车到5号线沿线车站，不用再下车换乘5号线列车，全线实现一车直达。
江跳线不仅对车辆进行创新，还建立了全新的双流制标准体系及成套修建技术，建立了自主可控的技术装备体系，突破了关键零部件核心技术，从技术层面解决了市域（郊）铁路与城市地铁快线运营障碍，在全国具有很好的示范推广作用。
“该列车不仅具有地铁车辆快起快停、公交化运营的特点，也具有城际列车高速及舒适等特点。”重庆交通开投铁路集团相关负责人表示，该车辆保持了重庆轨道交通4号线、5号线、环线等As车既有的爬坡能力强、转弯半径小，单节列车载客量达2300余人的特点。
中铁建重庆投资集团相关负责人表示，江跳线列车最高运行速度120公里/小时，比传统地铁有较大提升；车体采用铝合金材质，具有强度高、轻量化特性，有效地降低车辆重量。特别是将高速动车组上的一系列先进减振降噪技术成功嫁接，提高了车辆乘坐舒适性。
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重庆轨道交通创造的第一
来自市住房城乡建委和重庆交通开投集团消息称，山城独特的地形特点，让重庆轨道交通已经创造了多个世界第一和中国第一。
世界第一
■3号线，全长55.5公里，是当今世界上线路最长、客流量最大的单轨交通线。
■世界上第一座公路单轨两用城市大桥——3号线菜园坝长江大桥，其钢箱拱梁跨距世界最长，也是第一座采用缆索吊机安装的大桥。
■世界上第一座单轨交通专用跨江大桥——3号线渝澳嘉陵江大桥。
■创立了国际上第一个跨座式单轨交通标准体系，其中部分标准已被多国译成本国文字参照采用。
中国第一
■2号线，全长19.15公里，是国内最早建成的跨座式单轨交通示范线。
■27号线攻克了国内首条长江上游V型河谷轨道交通过江隧道关键技术，解决了重庆山城江城的天然屏障制约。
■国内首创山地AS地铁车型，实现国内地铁车辆纵坡达到50‰，填补了大纵坡运行的空白。
■15号线在全国首次采用城轨快线车（D型车），具备与市郊铁路、干线铁路贯通运营的技术条件，将有力推动“四网融合”发展。
重庆日报记者 杨永芹
原标题：重庆为何成为全球山地城市轨道交通建设样本？
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