高速铁路换轨一体化成套设备及施工方法
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完成单位:中国铁路广州局集团有限公司
登记编号:ZSXC-2023-JT-1-052
登记年份:2023
发布时间:2023-06-29
蔡培尧、刘兴平、赵志刚、陈伟国、徐其瑞、邱 忠、邢 磊、李 明、杨德明、林文坚、金 明、吴 丹
1、成果简介
广州局集团公司围绕高速铁路营业线快速换轨的需求,确立“工完料净、人走场清”为根本目标,以现场施工的难点和痛点问题为导向,通过“边研究边实践”的方式,研究出了高铁换轨一体化施工模式并日趋完善,同时以工艺定制设备方式研究成套换轨装备。该项技术“高速铁路换轨一体化成套设备及施工方法”,自2019年开始连续应用于京广、贵广等高速铁路营业线成段换轨施工累计达70.37km,填补了我国在高速铁路营业线成段换轨领域施工方法和专用设备的空白。
高铁换轨一体化施工模式是全新的技术,通过分析高铁营业线的施工条件,以集成化、机械化、自动化为基本手段,综合运用“车载焊”、“以卸代换”等多项关键技术将传统的大修换轨九个工序集成为三个工序,将天窗点至少三个集成一个,形成“一个点一列车一体化”的施工组织模式,并充分集成卸、换、焊、收等换轨所需设备于长轨列车基础平台组成高铁换轨一体化成套设备,实现一个天窗点内完成卸、换、焊、收等全要素的换轨大修施工,从而有效保障施工安全与质量、提高作业效率、减少作业人员,为高速铁路大修换轨提供了一套行之有效的系统解决方案,该项技术在本行业内得到高度认可并广泛交流,具有广阔的应用前景。
2、主要创新点
(1)换轨一体化施工方法完全适应高铁施工条件
全新的“一个点一列车一体化”换轨施工模式,集合长轨运、卸、焊、换、收等一体化作业工法,适应高铁天窗特点和施工条件。通过“车载焊”、“以卸代换”等关键技术的设计和运用,将大修换轨的九大工序集成为三大工序,并将工期三个天窗压缩至一个天窗,达到“工完料净、人走场清”的目标,同时研究运用了施工过程管理方案、安全道设置技术并进行安全性研究等,解决了传统换轨大修占用天窗多、现场物料不能天窗点内回收安全隐患大等难题。
(2)创新“现场长轨车载焊接”、“临时焊轨基地焊接”的工艺工法。
通过将闪光焊机两条生产线平行布局在长轨车上,一是可在现场换轨大修施工中代替传统的线下焊轨方式完成单元轨条中间龙口的快速焊接,提高现场焊轨质量和生产效率,解决线下焊轨耗时长、质量控制难等问题;二是可在站场搭建“临时焊轨基地”代替固定焊轨基地焊接200~500m的钢轨,解决特殊条件下如海南省高铁西环货线换轨大修超过100米钢轨无法过海的难题,节约焊轨基地建设投资和换轨施工周期。
(3)换轨成套设备实现了运用一体化施工方法进行高铁规模换轨的目标。
换轨成套设备以“工艺定制设备”的方式研究,以长轨车为基本载体完成了两代产品的研究:第一代在标准T11BK长轨车上集成高铁换轨一体化所有工序的作业装置,经改进和重新布局,形成整列具备长轨运、卸、焊、换、收等一体化作业功能的列车,现已完成研制并投入生产,目前已累计完成高铁营业线换轨70.37km。第二代进一步研究了新能源供电系统、换轨列车长大坡道作业控制技术、车载焊智能化和信息化升级运用等技术方案,可进一步提升作业效率和增强适应性。