基于高速铁路线路工程技术创新与发展

发表时间:2021/6/28   来源:《基层建设》2021年第9期   作者:金树宝
[导读] 摘要:中国高铁取得上述显着成果的主要原因——以上主要是由于创新技术,高铁在国民经济的稳步发展中具有更积极的意义和作用。
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        摘要:中国高铁取得上述显着成果的主要原因——以上主要是由于创新技术,高铁在国民经济的稳步发展中具有更积极的意义和作用。研究主要分析高速铁路技术创新的过程,深入总结高速铁路技术创新的发展情况,探讨技术创新的特点和效益。
        关键词:高速铁路;线路工程;技术创新;智能铁路;绿色化;装配化
        中国高铁线路工程技术取得了很大成就。以本地化为主的积极推广阶段,概述了无砟轨道板构件的研究与开发、路基结构变形控制、长跨桥梁、长复杂地质隧道施工,并根据工程情况,提出了高速铁路线路智能化、绿色、装配精细化工程的发展方向 在协调、道路、路基、桥梁、隧道和车站中心方面,正在推进以下工作目标,这些目标可用于制定国家科学技术部和铁路部门的技术政策。
        一、高速铁路线路工程主要技术成果
        1.系统集成的基本理论和技术。对车轮-轨道关系、列车荷载模型、作用特点、在线驾驶舒适性控制技术等进行了理论和实验研究,并对车辆-桥梁耦合振动理论、隧道空气动力学、作用等方面进行了一系列研究我们开发了全面检查车辆、移动货运车辆和线路运行状态监测系统等技术检查和监测设备,并对整个铁路进行了联合测试和调试,以进一步检查匹配和适应性伴随着精张智雄建设的全面推进,以及各铁路专业领域智能新技术研究与开发的不断拓展和深度,构建了我国高速智能铁路体系结构。基于BIM的工程施工管理平台的应用,如对路基桩施工的精确控制和信息管理,以及地下室的智能填土,提高了线路工程施工质量和信息化水平。
        2.轨道。通过大量的工程研究和实践,对CRTsⅠ板的设计、工程材料和施工工艺进行了研究。掌握了高速铁路CRTsⅡ型无砟轨道和双块式无砟轨道,自主研发了CRTsⅢ型无砟轨道结构及其配套附件。应用里程超过6300公里,建成了一整套具有自主知识产权的无碴轨道技术体系,是我国高速铁路技术出口的唯一无碴轨道类型。已应用于印尼雅万高速铁路,研究了聚氨酯硬化道床,丰富了道床结构,开发了一系列高速铁路道岔及扣件系统。自主产品应用规模占国内消费的70%以上,实现了技术向国外市场的出口。提出并应用了一种具有良好轮轨关系的新型60N钢轨,研究了一种强度为1280mpa的新型高强度钢轨。在无缝线路方面,我国无缝线路铺设跨越寒冷地区、大坡道、小半径曲线、桥梁、道岔、高架桥等限制,无缝线路铺设区最高轨温为102℃℃.线路最大坡度33.3‰,最小曲线半径300m,最大高程5000m。车站正线实现无缝道岔,大跨度桥梁无缝线路理论取得突破。
        3.路基。掌握了铁路路基结构的动力响应规律和荷载传递特性,建立了高速铁路路基结构的设计方法。通过建立铁路路基结构动力分析和累积效应控制理论,有效控制路基的动态变形,大大降低了路基变形累积效应;根据不同填料的路基结构,提出了不同的环境和不同等级的铁路路基填筑,建立了完善的铁路路基填筑分组体系,对路基防冻填筑提出了明确要求,并对路基地基处理和路基防冻填筑等技术问题进行了探讨。解决了高速铁路线下填筑工艺及变形控制问题,实现了高速铁路下工程刚度的均匀性,保证了线路的平整度。
        4.系统研究了列车与桥梁的相互作用特性,建立了高速铁路桥梁设计关键参数体系,研制了32m、40m跨度高速铁路箱梁。研制了1000t箱梁运输安装设备,实现了从cm到MM的梁体变形长期控制。大跨度钢桥在设计参数、疲劳性能、材料、施工工艺等方面取得了一系列突破。借助施工设备和施工组织,建成了一座跨径和荷载均创世界纪录的高速铁路桥梁。
        5.隧道。对隧道空气动力学进行了理论和实验研究,并在某铁路(310 km/h隧道交会)和高速铁路(420 km/h公开线交会)上进行了列车交会试验。从而优化高速铁路隧道入口缓冲结构的设置方式。

在岩溶、瓦斯、黄土、高地应力、高水压等复杂条件下,隧道工程施工技术取得新突破,研发了一系列TBM、衬砌百叶窗等施工设备,建造了一批人才,埋深大断面、海拔高、如隧道工程,太行山隧道客运专线总长度27.8公里,是中国建造的最长的高速铁路山地隧道,也是亚洲最长的高速铁路隧道。此外,车站和枢纽工程也取得了巨大的成就。在建设的过程中,大量的新技术、新材料、新技术和新方法被用来形成一个现代客运中心与客运专线线路、干线铁路、城际轨道交通、城市地铁和公交系统来满足新的需求人们的旅行。
        二、发展趋势
        1.智能。全球经济的快速发展对高速铁路运输、运营效率、服务质量和安全提出了更高的要求。智能化铁路将成为世界高速铁路发展的必然趋势。线路工程的智能化体现在设计、施工、运行和维护的全生命周期中,设计中应充分利用BIM技术,按全生命周期计算造价;在智能施工方面,要覆盖智能施工过程和智能管理决策,逐步实现无人化、无人化施工;智能运维主要从智能检测设备和PHM技术的研发、线路工程运维技术体系建设、智能运维技术体系建设等方面着手。实现了线路工程状态的维护,降低了高速铁路运营成本,提高了工程韧性。
        2.环境保护。全球气候变化是二十一世纪人类发展面临的挑战之一。绿色发展、节能减排提出了铁路线路工程的新要求。
        3.装配化。随着现代工业技术的发展,预制构件加工精度的提高,装配施工技术和管理水平的提高,装配施工取得了长足的进步。装配施工可以缩短施工时间,实现资源密集型;快速低干扰施工;工厂和密集管理也更有利于确保施工质量。快速建设、无人驾驶或不太人性化建设、工厂建设和高质量建设将成为未来建设技术的主流,所有这些技术都需要更高水平的线路工程组装。需要对预制房屋、桥梁、隧道和其他结构的设计进行强有力的综合研究;开发大型构件装配的施工设备;对工厂预制标准化生产进行研究,在不同地点建造工厂并重复使用,开发标准化零部件、生产工具和技术;对装配施工质量检测评价技术进行研究,制定质量评价标准,建立指标体系。
        4.精细化。精炼是解决扩展管理的有效途径。线路工程精细化设计应研究基于性能的设计方法,进行设计和可靠性验证,根据当地条件进行桥梁和隧道路基设计,减少对标准图纸的依赖。精细施工主要体现在三个方面:第一,精细施工管理,包括详细的施工安排;详细的团队工作安排;详细的单一作业项目质量管理和工作程序;以及详细的岗位安全管理等。二是施工规划和控制,如规划道路和材料堆放场地,设置标志,文明建设人员;第三,完善成本控制,包括严格控制设计变更,认真计算材料、机械和劳动力,以节省投资,提高效率。终端运行和维护应与先进的检测和监测技术相结合,以便根据成本模型对线路工程设备进行精细的健康管理和准确的维护,从而确保线路状况良好,减少过度维护,节省成本和节约成本此外,火车站的枢纽,特别是大型客运站,应朝着一体化、轻便和长期发展。在一体化方面,火车站的设计应与城市轨道和公路交通结合起来,同时考虑到土地和商业规划,并尽可能实现一体化就轻型和大型车站结构而言,它们通常是钢筋结构和钢筋混凝土结构,它们很重,给车站的建设和规划带来困难。随着材料行业的不断发展,高强钢、超高强混凝土和轻材应广泛应用于火车站建设。从大范围来看,宽敞明亮的候车室将给乘客带来舒适和成就感,这就要求车站的屋顶网架结构范围更广。目前最大射程为72米,预计将扩大到100米。
        结束语
        总之,作为高铁的关键技术之一,高铁线路工程技术也取得了很大成就。但是,根据新时期高质量发展的要求和高速铁路线路智能化、绿色化、装配精细化工程的要求,高速铁路建设、智能化建设和运营维护、现有结构优化、复杂建设等方面仍存在着一系列亟待解决的问题因此,铁路工程的发展还有很长的路要走,还有很多工作要做。
        参考文献:;
        [1]赵芳.高速铁路线路工程技术创新与发展.2019.
        [2]张华武.关于基于高速铁路线路工程技术创新与发展.2020.
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