Đường sắt tốc độ cao của Trung Quốc vượt qua các nước khác như thế nào

Thứ năm - 08/08/2019 13:00. Xem: 773

Trung Quốc đã triển khai HSR với tốc độ không giống bất kỳ quốc gia nào trong lịch sử.

Tàu đường sắt tốc độ cao Trung Quốc

Trung Quốc đã đặt khoảng 19.000 km tuyến đường sắt tốc độ cao (HSR: high-speed rail ) chỉ trong 9 năm. Và họ đã làm được điều đó trong khi tiên phong trong các kỹ thuật mới và vượt qua các chướng ngại đầy thách thức, chẳng hạn như đào hầm xuyên qua những ngọn núi bên dưới Vạn Lý Trường Thành. Để tìm hiểu thêm, chúng ta hãy kiểm tra cơ sở hạ tầng HSR vẫn đang nhanh chóng mở rộng của quốc gia này.

Xây dựng nhanh những tuyến đường sắt tốc độ cao

Mặc dù Trung Quốc đã có thể triển khai mạng HSR cực kỳ nhanh chóng, nhưng điều đó không có nghĩa là bản thân kế hoạch HSR đã nhanh chóng. Theo Cui Dianguo, chủ tịch của CRRC Corporation Limited, ông Đặng Tiểu Bình đã rất ấn tượng với Shinkansen của Nhật Bản, tuyến đường sắt HSR đầu tiên trên thế giới, ông đã tìm cách để quốc gia của mình phát triển HSR. Các kế hoạch ban đầu cho một tuyến HSR để kết nối Bắc Kinh và Thượng Hải đã được đệ trình vào năm 1990, nhưng mãi đến năm 2000, kế hoạch mới bắt đầu một cách nghiêm túc.

Trong khi đó, quốc gia này đã bắt đầu cải thiện đường sắt thông qua chiến dịch “Tăng tốc”, để họ có thể xử lý tốc độ tăng từ 48 km/h lên 160 km/giờ. Tuyến HSR đầu tiên được phát triển từ Đường sắt Quảng Châu - Thâm Quyến, được khởi động lên tới 160 km/h vào năm 1994 là tuyến HSR phụ đầu tiên sử dụng tàu diesel.

Vào năm 1998, đường sắt đã được điện khí hóa và các đoàn tàu X 2000 của Thụy Điển cho phép tuyến đạt 200 km/giờ và 220 km/giờ ở một số đoạn, đủ điều kiện là một dạng của HSR (200 km/h thường được coi là tốc độ tối thiểu cho HSR). Đến năm 2007, 1/5 mạng lưới đường sắt của Trung Quốc với 3.002 km đường ray có thể đạt 200 km/h và 423 km đạt 250 km/giờ.

China's railway system. (Image courtesy of Wikipedia.)

Hệ thống đường sắt của Trung Quốc

Các đoàn tàu dựa vào các toa xe chạy điện, nghĩa là, trong đó một hoặc nhiều toa có các động cơ mà không cần đầu máy chuyên dụng như đã thấy trong các tàu chạy bằng diesel. Các ray không balat, có nghĩa là bỏ đi các tà vẹt gỗ truyền thống chỉ có các tà vẹt bê tông. Mặc dù chi phí đầu tư cao hơn nhưng ít chi phí bảo trì trong dài hạn và bền vững hơn trên toàn tuyến.

Trung Quốc là quốc gia đầu tiên sử dụng công nghệ Maglev, tạo ra chuyến tàu nhanh nhất thế giới đạt tốc độ tối đa 431 km/giờ và hoàn thành chuyến đi 30,5 km trong chưa đầy 7,5 phút. Tuy nhiên, Hiệp hội Transrapid của Đức, nơi phát triển công nghệ, đã từ chối chia sẻ công nghệ và thông tin nguồn, làm tăng chi phí của công nghệ. Kết quả là, công nghệ HSR thông thường lại được sử dụng.

Sau khi ban đầu mua các đoàn tàu từ các nhà sản xuất xe lửa của Pháp, Đức và Nhật Bản, Trung Quốc đã phát triển các toa tàu của riêng họ, thường dựa trên sự chuyển giao công nghệ từ các đối tác ban đầu, bao gồm Alstom, Siemens, Bombardier Transport và một tập đoàn do Kawasaki dẫn đầu.

Điều quan trọng cần lưu ý là các tuyến đường sử dụng hỗn hợp, chẳng hạn như các tuyến ở Trung Quốc cho đến năm 2008, kết hợp HSR với các chuyến tàu chở hàng chậm hơn, cuối cùng làm chậm tốc độ HSR hàng đầu xuống chỉ còn 200-250 km/h. Để tăng tốc độ tàu lên 300-350/giờ, cần phải xây dựng các tuyến chuyên dụng cho hành khách (PDL: passenger-dedicated lines), mà Trung Quốc đã bắt đầu vào năm 2008.

Chính tại thời điểm đó, “Kế hoạch mạng lưới đường sắt trung- dài hạn” (được vạch ra năm 2004) đã khởi xướng xây dựng để liên kết các thành phố sử dụng các tuyến HSR xuyên khu vực, tạo thành một mạng lưới toàn quốc gồm bốn hành lang HSR bắc – nam và bốn hành lang HSR đông - tây. Mặc dù trong hầu hết các trường hợp, các tuyến hiện tại chỉ đơn giản được cải thiện, như được mô tả ở trên, trong một số trường hợp, các ray mới được xây dựng để kết nối các thành phố trước đây chưa được liên kết.

Vào năm 2018, mạng HSR đã kéo dài 26.869 km với kế hoạch đạt 38.000 km vào năm 2025.

BIM trong HSR

Một tuyến HSR nói riêng sẽ có tính năng sử dụng BIM trong toàn bộ vòng đời của nó. Tuyến đường dài 171 km từ Bắc Kinh đến Trương Gia Khẩu được xây dựng để đi lại dễ dàng hơn trong Thế vận hội Olympic mùa đông 2022. Công ty TNHH Tư vấn Kỹ thuật Đường sắt Trung Quốc (CRECG) đã dựa vào phần mềm của Bentley để cải thiện hiệu quả thiết kế, nói rằng BIM đã giảm tổng thời gian thiết kế trong ba tháng và 28.296 Đô la.

Beijing to Zhangjiakou High-speed Rail Project. (Image courtesy of Bentley.)

Dự án đường sắt tốc độ cao Bắc Kinh đến Trương Gia Khẩu

Tuyến đường bao gồm 10 ga, 10 đường hầm, 64 cây cầu và 71 đoạn dưới mặt đất, bao gồm các cấu trúc phức tạp được xây dựng trong các khu vực đầy thách thức về mặt địa chất. Chẳng hạn, Đường hầm Badaling dài 1,2 km và ga Badling Great Wall, được xây dựng bên dưới Vạn Lý Trường Thành, là ga đường sắt ngầm lớn nhất ở Trung Quốc, dài tới 470 mét và có độ sâu tối đa 102 mét.

Ga đường hầm Badaling tuyến đường sắt tốc độ cao Bắc Kinh - Trương Gia Khẩu.

Trong số những lợi ích chính của việc sử dụng Môi trường dữ liệu được kết nối của Bentley là khả năng liên kết các ngành khác nhau làm việc trong dự án bằng hệ thống quản lý thông tin tập trung. CRECG cũng có thể tối ưu hóa việc sử dụng đất, mô hình hiệu quả hơn nhờ sử dụng các thành phần thông minh và tiêu chuẩn hóa và thực hiện các nhiệm vụ quan trọng như phát hiện va chạm.

BIM model of Dali-Ruili Railway bridge. (Image courtesy of Bentley.)

Mô hình BIM của cầu đường sắt Dali-Ruili

CRECG cũng thiết kế cầu Dali-Ruili Railway và hầm đường sắt Gaoligong Mountain, đại diện cho cầu nhịp dài nhất thế giới và đường hầm dài nhất châu Á với 3.400 feet (1 036.32 m) và 21,4 dặm (34. 439km), tương ứng.

Để xử lý các địa hình phức tạp, nhóm đã tạo ra các mô hình địa chất, cầu và đường hầm 3D, sử dụng ProSt Structures cho cầu giàn thép, MicroStation cho nền móng và mặt bằng, OpenRoads trong phần mềm PowerCivil để định tuyến đường hầm, LumenRT để xử lý hình ảnh 3D và ProjectWise để phối hợp. Nhìn chung, CRECG đã có thể hoàn thành dự án nhanh hơn 100 ngày so với dự kiến.