喜提土木工程领域最高奖，总设计师揭秘你所不知道的大兴机场线

10月22日，中国土木工程学会在江苏举办第二十届中国土木工程詹天佑奖颁奖大会，表彰89个获奖项目。记者注意到，北京市朝阳区CBD核心区Z15地块项目、北京环球影城主题公园项目、北京百子湾保障房等多个北京工程获奖。

作为目前国内运行速度最快的城市轨道交通，北京大兴机场线工程也捧回了詹天佑奖。“中国土木工程詹天佑奖是中国土木行业最高荣誉，能够颁发给大兴机场线，我们所有参建单位倍感荣幸、深受鼓舞。”北京城建设计发展集团轨道院技术总监、大兴机场线总设计师姜传治很是激动。

北京大兴机场线有哪些设计巧思？它为什么能成为国内“跑”得最快的地铁？又取得了哪些突破？姜传治向新京报记者一一揭秘。

中心城半小时可抵达大兴机场

北京大兴机场线南起大兴机场，北至草桥，总长41.36km，其中地上线17.71km，地下线23.65km，共设3座车站，项目总投资230亿元，于2019年9月开通运营。

“为航空乘客服务的专线”，这是北京大兴机场线的定位，在设计阶段，它就被赋予“为大兴机场提供便捷、快速、准时的公共交通服务，实现中心城与大兴机场间半小时通达”的使命。“也就是从金融街一线出发，通过换乘大兴机场线，在半小时内就可抵达大兴机场。”姜传治解释道。

为什么设定半小时通达的目标？“我们前期在首都机场进行了近1.6万份问卷调查，发现航空乘客对地铁票价不敏感，但对地铁的速度、便捷性和服务水平敏感。”姜传治说，因此，针对乘客的需要进行设计，就有了半小时这个目标，这也对地铁的运行速度提出了超乎于当时地铁系统国家规范的要求：当时国内城市轨道交通最高运行速度是120公里/小时，大兴机场线需要实现160公里/小时。

“轨道交通的建设需要遵循国家标准，由于超出了标准，所以我们当时组织编写了一份大兴机场线设计暂行规定，并请来了全国的专家进行评审把关。如今暂行规定已经发展成地铁快线的技术标准和规范，用于指导轨道交通建设，指引中国城市轨道交通走向更快。”他表示。

服务标准对标航空

速度之外，在便捷性的考虑上，大兴机场线也有所创新。去机场的乘客基本都携带行李，地铁的垂直电梯颇受青睐。据姜传治介绍，我国地铁常用的垂直电梯吨位一般为1吨，也有少数为1.6吨。而大兴机场线草桥站的垂直电梯达到了3吨，与机场电梯吨位一致。其中，草桥站出发去机场侧站台有6部3吨的电梯，到达市区侧站台有4部3吨的电梯。

“大兴机场线一车能载400人，一部电梯载客量为40人，基本通过两次电梯升降，就能将所有乘客都送到站台。所以提高电梯的吨位既方便了乘客，也节约了大家的时间。”姜传治说。

他表示，大兴机场线的服务水平与航空标准对标，除电梯吨位之外，还包括座椅的舒适度、座椅间距、行李放置区域等。以座椅为例，传统地铁都是纵排座椅，还是塑料材质的、光面的。而大兴机场线的座椅是横排的，并且与飞机和高铁上的座椅是差不多的。

细心的乘客或许还会注意到，与一般地铁不同的是，大兴机场线座位下还有USB接口，可供充电，“在当时，地铁上都没有这种设置。”姜传治说。

此外，大兴机场线列车采用全坐席车厢，为乘客提供大量放置行李的地方，车门门口、座椅前都能容纳行李，解放乘客双手。值得注意的是，草桥站也是草桥城市航站楼所在地，为了更方便乘客出行，草桥站还提供值机和行李托运服务。

多项突破与创新

在设计和制造的过程中，还有多项值得称道的突破与创新。

“速度快了之后，对车体密闭性的要求也会提高，密闭性越好，车内乘客能感受到的噪声越小，乘车体验也会更好。”姜传治表示，大兴机场线首次定制了市域D型车，这种型号的列车是从高铁动车CRH系列动车组改型而来，是国内第一类适应高速运行的城市轨道交通车辆。

“在此之前，国内城市轨道交通列车只有A、B、C这三种车型，都不满足大兴机场线的运输需求，所以我们定制了市域D型车，在高铁动车CRH的基础上进行改造，如去掉了地铁上不需要的厕所，并将车体缩短，以适应城市轨道交通更小的转弯半径。”姜传治解释道。

打造市域D型车的意义并不止步于大兴机场线的应用，也意味着未来城市轨道交通的车型又多了一种选择。

要实现高速运行，还需要一套可靠的控制系统，大兴机场线将CBTC系统应用于每小时160公里的高速上，也是国内首创。

此外，在供电系统上，尽管车速很快，大兴机场线还是使用了刚性接触网。姜传治表示，普通地铁使用刚性接触网很常见，但是在大兴机场线之前，刚性接触网用于高速方面，被认为是不可能的。“因为速度快了之后，刚性接触网容易出现拉弧等问题，断网事故的发生率会更高，我们就全面提高了接触网的安装精度，达到了毫米级，首创高速刚性接触网。五年多了，没有发生过一起断网事故。”同时，刚性接触网相较于柔性接触网，所占空间更小，大兴机场线使用高速刚性接触网，极大降低了土建成本和后期运营养护工作量。

高速刚性接触网不仅对大兴机场线、城市轨道交通意义重大，姜传治认为，它对国内的铁路建设也有借鉴价值。“一些需要经过山川的铁路，比如川藏线，土建难度大，如果使用刚性接触网，能很大程度上降低工程难度和土建成本。”据报道，2022年，中铁建电气化局的技术团队，已经开展了时速200公里及以上高速刚性接触网系统的理论研究，2023年，国内首条高速刚性悬挂接触网振动试验线建成。

“这是一条提起来就会自豪的轨道交通线”

今年9月30日，大兴机场线日客流达到了最高6.11万人次的历史新高。全年日均客流分担率均超过大兴机场陆侧交通分担率的40%，远超预测的19%，已经成为大兴机场乘客的首选出行方式。

“在大兴机场线开通之前，国内运行最好的机场线是香港机场线，客流分担率也只能占到20%多，而大兴机场线基本能达到40%以上，也就是说，如果去大兴机场，40%的乘客会选择乘坐大兴机场线前往。”姜传治说，这是一条提起来就会令他感到自豪的轨道交通线。

他表示，大兴机场线的种种创新和突破，一方面有效保证了大兴机场的成功运作，让大兴机场成长为京津冀城市群核心，助力大兴机场成为世界级航空枢纽。另一方面也让中国城市轨道有了更强的生命力，可以从城市走向城际，助力京津冀、粤港澳等世界级城市群的联通和形成，还开创了中国城市轨道交通的快速时代。

“这次获奖，是对我们工作成果的极大认可。希望通过这次获奖，能够借助詹天佑奖的平台将大兴机场线的技术创新进行更大范围的宣传和推广，激励广大轨道交通从业人员不断创新、勇于突破，为加速构建综合、绿色、安全、智能的立体化现代化城市交通系统而砥砺奋进。”姜传治说。