“武汉造”铺出全国五分之一高铁

湖北日报 2021-08-03 15:00
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湖北日报全媒记者 林晶 见习记者 胡祎 通讯员 徐许刘

高铁风驰电掣,运行却极为平稳。这中间,离不开精准的500米钢轨铺设。

在武汉中铁大厦17楼,依托中铁十一局组建的中国铁建铺架技术及装备研发中心,历经十余年研发,不断升级、迭代着500米长钢轨铺轨技术。凭借该技术,中铁十一局铺就了全国五分之一的高铁钢轨,产值达8.8亿元。

“定制款”填补世界空白

当下,我国高铁普遍采用500米长钢轨,相较于以往的200米长钢轨,铺设焊接点少,列车运行更平稳、安全。

2009年底开通的武广高铁,是世界上一次性建设里程最长、时速最高的高铁,采用的即是500米长钢轨铺设技术。彼时,中铁十一局承担部分铺轨任务。

高铁铺轨,早已告别肩扛人抬的人海战术,而是用高技术的铺设设备精确作业。

“接到任务的当天,既兴奋也感觉压力山大,一夜未眠。”时任中铁十一局武广高铁铺架总工程师、现任中铁十一局工程部副部长的张军林向湖北日报全媒记者回忆说。此前,我国铁路铺轨采用重30吨的进口设备,采用履带式牵引车+动力臂+连接支架的方式。但500米长的钢轨更长、更重,原有设备动力不足,也无法在无砟轨道上行驶。

怎么办?中铁十一局的技术人员下定决心:中国自己的高铁,要采用国产化的铺设装备。

说干就干,技术骨干聚在一起,七嘴八舌,提出七八种方案:推送车,牵引车,公铁两用牵引车+推送车+连接支架……最终,公铁两用牵引车+推送车+连接支架的方案胜出。

快半年过去,设备赶制出来。但调试时出现了问题:连接支架摩擦力太大,钢轨无法导入推送车。有人调侃:“不如找头牛拉得快。”

“那段时间,压力很大,吃不好,睡不着。有次感冒打了一周的吊瓶。”张军林回忆。

改进支架结构,增加滑轮,钢轨导入难题终于解决。“‘定制款’的公铁两用牵引车可在平地上奔跑,也可以在钢轨上行走,并与推送车动力相互配合,一拉一推共同完成钢轨铺设。”张军林介绍,新的牵引车重量不到10吨,作业效率却比进口装备提高了5倍以上。

这意味着,张军林和同事们填补了500米长钢轨铺设设备与技术的世界空白。

让焊缝经受“千锤百炼”

一根根500米钢轨铺在路基上,还需要焊接一起。对于高铁来说,焊接质量极为重要。

“焊缝如果不达标,将影响列车平稳运行甚至造成钢轨断裂,威胁旅客生命安全。”中铁十一局三公司焊轨专业分公司经理周涛介绍,铺轨施工中武广高铁焊缝偏差要求为0至0.3mm,相当于不超过5根头发的直径。

而影响焊缝大小的是“参数调试”。

周涛介绍,正式焊接前,通常会对钢轨焊接点进行“落锤试验”,即焊接点要承受1吨重大锤从5.2米的高度自由落下的冲击,相当于10倍高铁的重量行进在轨道上。当连续15个焊接点均通过试验,说明参数调整到最佳状态,焊接才算达标。

为此,周涛将技术团队分成四组,对设备焊接的电流、电压、时间等56个参数的不同组合进行调试。“像大海捞针一样,不断配对、调试,找到参数配合的最佳值。”周涛说,调试的过程十分折磨人,“前面连续落锤,10个接头效果很好,但后面如有1个不合格,就前功尽弃了。”

经过200多次落锤试验,团队终于找到了落锤效果又好又稳定的工艺参数,探伤(探测钢轨裂纹或缺陷)验收一次通过率达100%。

如今,中铁十一局已经掌握新能源焊接、高原焊接等一批钢轨焊接新工艺,并转化为现实生产力。

新技术铺轨8500公里

6月30日,郑万高铁重庆段,位于轨道左线的铁轨铺设机伸出“长臂”,将500米的长轨稳稳地铺设在右线的轨道上。这是我国高铁首台本邻两线长轨铺设机,实现单线向邻线“跨线铺轨”。

这台“铺轨神器”是中心负责人、中国铁建专家吴启新带领团队所研制的新产品,可同时满足无砟、有砟轨道的本线和邻线500米长轨铺设等多种工况的施工作业,比单线铺轨节省近一半时间和一半的施工人员。该铺轨机组还可实现铺轨、焊轨在各自轨道上作业,也可实现邻线不连续铺设钢轨,机动性强,干扰小。

吴启新介绍,500米长轨铺设技术已成为我国高铁施工中常规方案,设备和技术也越来越成熟,智能化程度也越来越高。“智能化应用几乎贯穿铺轨全过程,且在全国范围内独有,如智能群吊系统、智能标识机器人、本邻两线铺轨设备、电磁正火设备、无缝线路锁定智能系统、焊缝数控打磨车、铁路工程综合指挥管理系统等。”吴启新说。

据介绍,中铁十一局运用500米长轨铺设技术,完成了高温、低温、高原、沙漠等各种自然环境下的钢轨铺设,涉及京广、兰新、哈大、汉十等20多条高铁线路,铺设里程达8500公里,占据了全国五分之一的高铁铺轨市场,《复杂地质环境下500米长轨铺设综合施工技术》《长大坡道长轨铺设技术》《隧道群长轨铺设技术》等成果处于国际领先。

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