為什麼硬幣在中國高鐵上能夠“屹立不倒”？怎樣保證地鐵經過時上面的房屋不會轟隆振動？11月28 日，記者採訪時瞭解到，華東交通大學就有這麼一支研究團隊，南昌地鐵、京滬高鐵等項目都有他們的一份功勞。
京滬高鐵模型
30 年前清華博士毅然回到江西
規劃於 1953 年、始建於 1965 年、運營於1969 年的北京地鐵，是中國第一個地鐵系統。今年，中國地鐵迎來50 歲生日。數據顯示，截至今年6月30 日，中國內地累計有37個城市投運城市軌道交通線路共6126.82公里，里程穩居世界第一。同樣，中國鐵路也實現了跨越式發展。目前，我國已建成世界上最現代化的鐵路網和最發達的高鐵網，到今年年底全國鐵路營業里程將達到13.9萬公里以上，其中高鐵營業里程將達到3.5萬公里，高居世界第一。
除了羨慕中國發達的地鐵以及鐵路網絡，中國高鐵的穩定舒適尤其被外國友人津津樂道— —在行進中的高鐵內窗戶邊立一塊硬幣，竟然能夠長時間穩立不倒！
硬幣在高鐵上為什麼能“屹立不倒”？中國高鐵技術為什麼讓世界歎服？這離不開技術人員十年、幾十年如一日的研究與探索。在華東交通大學就有這麼一支團隊，早在1989年就開始了相關研究。“雷曉燕是我的老師，1989年從清華大學固體力學專業博士畢業就回到了我們大學。放棄其他的發展機會回江西，這是很不容易的。”華東交大鐵路環境振動與噪聲教育部工程研究中心的馮青松教授對老師滿懷敬仰之情，他說，正是在雷曉燕教授的帶領下，團隊不斷髮展壯大，研究成果不斷落地開花。目前，該團隊已有師生百餘名，提出的軌道結構減振降噪、軌道結構優化及安全服役監測、軌道過渡段剛度優化設計、橋上無縫線路穩定性保障、無砟軌道病害整治修復等技術，成功應用於廣州、深圳、南昌、長沙、鄭州、青島、寧波、合肥、北京、西安、徐州等40 多條城市軌道交通線路，以及京滬、滬寧等 10 餘個高速鐵路、城際鐵路重點工程中。團隊研究的項目先後獲得江西省科技進步一等獎、教育部科學技術獎（自然科學獎）二等獎、國家科技進步二等獎、教育部科技進步二等獎等多個榮譽。
普通鋼軌和阻尼鋼軌
硬幣“屹立不倒”有他們的功勞
“研究鐵路，運行安全是繞不開的課題。列車要如何平穩運行不脫軌，軌道要設計成什麼結構才能經濟實用、維護方便，這是許多團隊都在做的事。”據馮青松介紹，對於其所在的研究團隊來說，安全研究是基礎，振動噪音對環境的影響則是團隊特色，兩方面的研究都有個關鍵點 — —振動。“振動是研究鐵路最主要的一個問題。振動會導致軌道沉降，振動會產生噪音，對環境有影響。”
外國友人拿硬幣測試中國高鐵的穩定性，傳播最廣的那段視頻拍攝於京滬高鐵。2008年前後，華東交大團隊就參與了京滬高鐵項目。“嚴格意義上講，我們做了三個項目，一個是京滬高鐵車站的振動噪聲研究，還有就是高鐵的橋樑（橋上無砟軌道）的遠程監測項目，再一個是京滬高鐵開通前先導段的振動噪聲測試。”馮青松說，在列車速度超過300 千米每小時後，有砟軌道道砟容易變形，需要經常維修，因而高速鐵路軌道多為無砟軌道， “高速鐵路速度快，軌道在溫度影響下超過一定程度的變形、長期使用過程中沉降，都會影響列車運行安全，我們在這方面做了大量工作。”
為什麼華東交大團隊能拿下一個又一個高鐵、地鐵項目，在全國乃至全世界嶄露頭角？按照馮青松的話說，很關鍵的一點是“早”。雷曉燕教授早在1989 年就逐步確立團隊的研究方向；2002 年“高鐵”這個詞還沒出現，雷教授就已經申請“提速鐵路輪軌噪聲研究”課題；2006 年-2009 年，團隊就承擔了第一個國際合作項目 — —泰國曼谷新機場鐵路連接線的振動噪聲研究。相比國內其他團隊，華東交大團隊研究時間更早；相比國外團隊，中國大量的工程反過來加速了該團隊科研成果的豐富和完善。
聲學實驗室
成果應用給南昌地鐵調低“音量”
“過去人們生活水平還比較低，先得解決有沒有的問題，因此關注地鐵、鐵路噪聲的人沒那麼多。現在，地鐵、鐵路多了起來，尤其是地鐵要穿過城市中心，下穿一棟棟建築，關於地鐵噪聲的投訴多了，我們的相關項目也多了。”團隊成員羅錕帶著記者參觀了一樓的幾個聲學實驗室，這裡有1∶10 的京滬高鐵模型，通過激振器，可以模擬高鐵經過時的軌道振動。
“如何降低噪聲？可以從幾個方面入手。首先是源頭，可以研究如何把軌道打磨得更加平滑，或者使用加入阻尼結構的輪、軌；從傳播通道入手，可以研究如何設置聲屏障（高度、樣式、材料等），地鐵軌道下面可以設計一個浮置板（軌道平面下設置彈簧）吸收振動；在接收端，還可以考慮窗戶如何密封等。”南昌地鐵1、2號線縱橫穿越市中心城區，沿線居民區密集，文物保護單位、科教區、醫院等眾多。記者瞭解到，在施工之前，團隊就對沿線眾多敏感點進行了初步評估篩選，選擇出國家級文物保護單位八一起義總指揮部舊址、省級文物保護單位毛澤東思想勝利萬歲館、南昌二中、南昌少年宮、南昌科技大樓等敏感點進行了環境振動精確預測與評價。“我們要提前瞭解地面上房屋的結構，地鐵隧道與房子之間岩土的成分，地鐵的車型、速度，這樣就能估算出影響，進而提出相應的解決方案。”馮青松說。
華東交大團隊在越來越多的工程案例中體現出卓越的研究水平和能力。記者瞭解到，不久前教育部正式發文公佈2019 年度省部共建協同創新中心認定名單，共有64個創新中心通過認定，由雷曉燕教授牽頭申報的“交通基礎設施環境與安全省部共建協同創新中心”光榮入榜。
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