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2008年第09期

2008-09-16 来源:《世界轨道交通》 作者:刘继峰 浏览次数:
本文摘要:中国铁路的发展,为世界铁路技术进步注入了新的生机与活力,也为世界各国铁路企业参与中国铁路建设提供了广阔的空间。

  根据《铁道部“十一五”规划》到2010年,中国将建设客运专线7000公里,初步形成以客运专线为骨干,连接全国主要大中城市的快速客运网络。随着客运专线的“四通八达”,中国铁路技术装备基本实现现代化,特别是客运专线建设技术方面取得了重大突破。在轨下基础工程工后沉降控制、大断面桥梁隧道设计施工、大吨位桥梁研制应用、轨道系统产业化等方面成果显著,并系统掌握了无砟轨道设计与施工的关键技术。在铁路第六次大面积提速调图中,中国铁路部门以掌握核心技术为目标,积极推进原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新,大力推进自主创新战略,在高速动车组关键技术等8个方面共取得技术创新成果26项,掌握了既有线时速200公里及以上提速改造成套技术。在工务工程主要技术方面,中国铁路首次在既有提速干线大面积使用了自主研发的PD3钢轨、重型轨枕、18号有砟道岔等新装备新技术。中国铁路的发展,为世界铁路技术进步注入了新的生机与活力,也为世界各国铁路企业参与中国铁路建设提供了广阔的空间。

  近年来,按照国家的《中长期铁路网规划》,中国铁路确定了快速扩充运输能力、快速提升技术装备水平的发展思路。依靠科学技术的进步,铁道部开展大规模高标准铁路建设,强化既有线技改扩能,推进技术创新、管理创新,提高了运输经营水平和普遍服务质量,向世人展示了中国铁路建设发展的巨大成就和美好前景。在此大背景下,本着为实现中国铁路发展的战略目标贡献更多的智慧和力量,一些专家和学者就业界人士所关注的“既有线提速与高速铁路工务工程技术的创新发展”等方面的最新进展,介绍了相关情况并发表了见解。

  推进科技创新  既有线提速步入世界先进水平

  2007年4月18日,中国铁路实施第六次大面积提速调图,在京哈线、京沪线、京广线、陇海线、沪昆线、胶济线等既有干线,实施时速200公里的提速,有条件的线路列车运行时速可达250公里。这是中国也是世界既有线铁路的极限提速,标志着中国铁路已正式跨入既有线提速的世界先进水平。

  随着铁路六次大面积提速调图的顺利实施,以及铁路生产力布局调整、内涵扩大再生产的逐步深化,铁路行车速度、运输组织、运输装备发生了翻天覆地的变化。

  范钦爱(济南铁路局副局长):为适应第六次大提速的需要,我国铁路通过自主创新,研制了一批适合于提速线路的工务产品,并结合提速改造工程和提速安全标准线建设,对提速线路进行了强化和改造,采取的主要措施有:(1)提速干线上全部更换为PD3钢轨和超长无缝线路;(2)在时速200公里及以上地段全部更换为Ⅲ 型轨枕;(3)提速线路全部换铺了一级道碴;(4)提速区段全部更换 为我国自主研发的提速道岔;(5)对桥隧设备进行了加固改造;(6)对小半径曲线进行了改造;(7)提速线路全部实现了全立交、全封闭,基本建成了内灌外乔绿化林带。通过一系列的提速改造,可以说,我国的提速线路技术水平从硬件条件上已达到了世界先进水平,基本满足了提速200km/h及以上的安全平稳和舒适度要求。

  铁路第六次提速改造要求列车时速达到200公里,按设计要求,时速200公里的铁路最小线间距为4.4米。既有双线铁路桥线间距一般为4.0米,因此,加宽双线桥梁的线间距成为铁路第六次提速工程实施中的控制性工程之一。

  李光耀(北京铁路局工务处副处长、高级工程师):在繁忙干线实施大桥梁体整桥横移是六次提速改造施工中的新课题。北京铁路局在第六次提速中承担着京广、京沪四区段321.4公里的改造任务,线间距加宽涉及的桥梁共计42座/145孔,其中大桥5座/61孔,最长的一座20孔,全长410米。而这些桥的改造工期要求仅8个月,工期紧、任务重,加宽改造方案的选择非常关键。

  加宽桥梁线间距有两种方案:一是移位改建新桥;二是加宽桥梁墩台后移梁。移位改建新桥,可谓“一劳永逸”,但移位改变原桥区段内的线路平面后,受桥位处线路走向、车站等地理条件制约,影响面大,造成工程投资巨大、废弃工程多。同时改建施工对运输的影响大,慢行时间长,在既有的允许慢行附加时分内,难以同时完成多座桥的改造。先加宽桥梁墩台后移梁,投资少,无废弃工程,慢行时间短,对运输影响小,在总工期的控制上能满足要求,但移梁施工没有经验,大桥的移梁施工更无先例。故大桥梁体的整体横移成为我们攻关的课题。如何合理利用现有有限的运输资源----天窗,最大限度地减少对运输的影响,在一个天窗点内实现大桥整桥梁体的同步横移成为我们追求的目标。整桥梁体横移是在不拆除、不分孔断开桥上线路,保持道床结构状态的情况下,利用一次天窗点(封锁点),将整桥一行多孔梁体同步横移到位,同时桥上其它附属结构物同步到位,天窗点后能正常放行列车的施工方法,实现在有限的时间内一次移梁加宽桥梁线间距的目的。

  钢轨是轨道结构的重要部件,钢轨质量的优劣直接关系到铁路运营的安全与效率。既有线提速以及客运专线的建设,钢轨技术是关健之一。

  周清跃(铁道科学研究院研发中心研究员):铁路实施第六次大提速后,列车行车速度快,对旅客运输的舒适度要求高,对轨道的可靠性和平顺性提出更高的要求。为满足提速线路对钢轨的要求,在提速线路上使用的钢轨必须具有高的平直度和几何尺寸精度、高的安全性和高的抗疲劳性能,同时考虑到提速线路为客货混线,还要求钢轨具有足够的强度和良好的韧塑性能。高的安全性不仅反映在要求钢质洁净、表面无缺陷、低的轨底残余拉应力、优良的韧塑性及焊接性能等方面,还反映在便于生产、质量稳定和高可靠等方面。

  为了满足生产客运专线钢轨的需要,使生产的钢轨达到铁道部颁布的技术条件的要求,国内钢厂纷纷投巨资(20亿~30亿人民币)进行钢轨生产的现代化技术改造。将传统落后的模铸、孔型法生产设备和工艺,改为连铸(包括炉外精炼、真空脱气、大方坯连铸)、万能轧制(包括步进式加热炉、多级除鳞、钢轨热预弯等)生产设备和工艺、并采用平立复合矫直、长尺精加工以及采用集中检测(包括激光平直度在线检测、超声波探伤、涡流探伤等)等技术,从而使钢轨生产实现了“精炼”、“精轧”、“精整”和“长尺化”。技术改造后我国钢轨生产设备和工艺达到了国际先进水平,为我国高速铁路钢轨的国产化奠定了坚实的基础,也及时为提速线路区段提供了高性能的钢轨。

  整桥梁体横移技术在第六次提速改造桥梁线间距加宽施工中的成功实施,攻克了第六次铁路提速设备改造中的技术难关,解决了控制总工期的关键项目,为第六次大面积提速如期实施创造了条件。

  李光耀:2005年10月23日,京广线189号桥首座9孔140m大桥移梁施工,通过移梁技术装备的投入使用,起到非常明显的效果,整个移梁施工在170分钟天窗点内完成。10月31日京广线52号桥在215分钟内,一行20孔410m大桥梁体横移1.0m到位,创下了移梁孔数最多的记录。12月1日京广线35号桥12孔250m钢梁大桥横移1.0m准确到位。大桥整桥梁体横移的成功实施,检验了全套整桥梁体横移技术装备的可靠性,施工工艺的完整性和严密性。整桥梁体横移技术适用于既有线扩大线间距的移梁施工,能确保移梁施工在一个天窗点内完成。

  整桥梁体横移技术在第六次提速改造桥梁线间距加宽施工中的成功实施,攻克了第六次铁路提速设备改造中的技术难关,解决了控制总工期的关键项目,为第六次大面积提速如期实施创造了条件。该技术的应用,在北京局管内京广线减少慢行时间110天,180分钟天窗75个;以京广线52号桥为例,与以往的便线移梁相比,节约工程投资2200余万元;为第六次提速工程顺利完成提供了有力的保障,对全路既有线桥梁横移工程的安全、高效实施具有很高的指导作用,填补了在既有线上进行双线桥线间距加宽技术的空白。技术成果鉴定意见认为,达到国际先进水平,在路内具有广阔的推广应用前景。

  现在国内钢厂采用万能轧机轧制后,国内试生产的客运专线钢轨无论是在内部质量还是在外观质量上,均有了大幅度的提高,已经不比进口钢轨差。

  周清跃:我国曾于2001年从法国进口约8000t高速铁路用钢轨铺设在秦沈客运专线上。铁道科学研究院专门对其性能进行了检验。当时用于秦沈客运专线的国产钢轨由于没有采用万能轧机轧制,钢轨的几何尺寸、平直度及表面质量与进口法国钢轨存在较大的差距。现在国内钢厂采用万能轧机轧制后,国内试生产的客运专线钢轨无论是在内部质量还是在外观质量上,均有了大幅度的提高,已经不比进口钢轨差。

  2006年7月,意大利有关方面对其生产使用的高速铁路钢轨和我国提供的攀钢产U71Mn(k)钢轨进行各项理化性能检验(包括化学成分分析、拉伸、硬度试验、显微组织、淬透性试验、断裂力学试验、低周疲劳试验、旋转弯曲疲劳试验、裂纹扩展速率试验,系列冲击试验等),得到的结论为:在力学性能、疲劳和塑性方面,意大利高速铁路用钢轨(UIC900A)和我国U71Mn(k)钢轨非常相近,但在以下方面我国钢轨的性能更胜一筹:(1)我国钢轨具有更高的循环屈服强度和较低的循环软化效应;(2)我国钢轨具有更好的塑性(A%和Z%),因此具有更高的抵抗滚动接触疲劳性能。由此可见,我国研制的客运专线钢轨实物质量已经达到了世界先进水平。

  为掌握提速改造和时速200公里区段运营管理等关键技术问题,济南铁路局开展了“提速200km/h改造评估和线路维护技术研究”、“胶济线200km/h行车组织办法研究”和“应用CTC控制的200Km/h提速线路运输组织研究”等铁道部重点课题的研究开发。

  孙韶峰(济南铁路局副局长兼总工程师):为掌握提速改造和时速200公里区段运营管理等关键技术问题,我局开展了“提速200km/h改造评估和线路维护技术研究”、“胶济线200km/h行车组织办法研究”和“应用CTC控制的200Km/h提速线路运输组织研究”等铁道部重点课题的研究开发。在铁道部的领导下,完成了一系列动车组综合试验和时速200~250公里列控系统试验,取得多项技术创新成果。

  2006年9月29日,刘志军部长在既有线时速200公里提速改造(胶济)现场会上指出:胶济线建成第六次大面积提速改造示范性工程的主要标志是:线路基础达到时速200公里提速要求,技术装备达到世界铁路先进水平,初步形成时速200公里铁路技术标准体系,积累了既有线时速200公里提速改造的建设管理经验,对时速200公里铁路运营管理模式进行了全面探索。胶济线提速改造达到世界铁路既有线提速时速200公里最高目标值,标志着我国系统掌握了既有线时速200公里提速的成套技术,跨入了世界铁路既有线提速先进行列。

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