客运专线长钢轨普通平车运输技术创新与工程应用之项目简介

   
      主要技术内容

　　
     客运专线长钢轨普通平车运输技术创新与工程应用项目是高速铁路和客运专线建设的重要组成部分。该课题的研究和试验工作涉及面广，技术难度大，是一个系统工程问题，涉及车辆工程、轨道工程、计算力学、车辆动力学、数值分析方法及计算机仿真等多个学科领域。本项目通过理论计算与试验相结合，创新性地提出了100米、500米长钢轨和50米、55米长道岔轨普通平车运输装载加固方案，在铁路货物装载加固领域取得了多项技术突破。这项技术成果填补了国内使用普通平车运输超长钢轨的空白，创造了我国铁路使用普通平车时联挂车辆最多和运输货物最长的纪录。
　　
     1.解决了长钢轨纵向窜动、车辆承重、重车曲线通过性以及车辆运行安全性等技术问题，建立了我国铁路钢轨普通平车运输装载加固理论与技术体系。
　　
     2.建立了标准规范的钢轨运输装载加固方案设计流程，实现了长钢轨运输的标准化、系列化和规范化，具有较高的安全可靠性，满足了高速铁路和客运专线建设对长钢轨的运输需求。
　　
     3.在学术成果方面，本项目出版专著1本，发表学术论文12篇，提交研究和试验报告18份，提交技术图纸6份。
知识产权情况
　　
     本项目已登记发明专利1项，实用新型专利11项，制定相关技术条件和运用管理办法3项。
技术经济指标
　　
      这项成果代表了目前国内外铁路钢轨运输装载加固技术的先进水平。采用普通平车运输长钢轨，不但增强了车辆的通用性，有效利用了车辆资源，而且优化了运输组织方式，提高了运输效率；装载加固装置成本低，普通平车来源广泛，节省了投资成本；长钢轨装载加固安全可靠，重车动力学性能、小半径曲线及道岔动力响应各项指标均满足相关标准，运输安全性高。

   
     客运专线长钢轨普通平车运输技术创新与工程应用之推广应用情况

　　
     本项目的研究形成了我国长钢轨运输的标准化、系列化和规范化，在国内外长钢轨运输领域处于领先水平，解决了我国高速铁路建设的钢轨运输问题，保证了铁路建设对长钢轨的运输需求，对我国铁路顺利建设具有非常重要的意义。
　　
     攀钢集团有限公司应用了50米、55米长道岔轨普通平车运输方案，为中国中铁山桥集团有限公司、中国中铁宝桥集团有限公司及中国铁建株洲桥梁有限公司提供41号道岔、42号道岔和62号道岔制造用60AT、60TY和60D40道岔轨，保证了高速铁路的道岔制造用轨需求。100米长钢轨普通平车运输装载加固方案分别于2006年9月、2006年12月、2007年8月和2008年10月在攀钢、包头钢铁 （集团）有限责任公司、鞍山钢铁集团公司和武汉钢铁 （集团）公司开始应用。另外，100米长钢轨普通平车运输矩形装载加固方案也于2010年6月开始在鞍钢、包钢得到运用。
　　
     500米长钢轨普通平车运输装载加固方案于2008年开始，分别在南昌铁路局向塘焊轨基地、上海铁路局芜湖北焊轨基地、沈阳铁路局沈阳南焊轨基地、呼和浩特铁路局呼和焊轨基地、成都铁路局石板滩焊轨基地、武汉铁路局武昌南焊轨基地、北京铁路局北京焊轨厂、广州铁路 （集团）公司红海长轨焊接基地、济南铁路局桑梓店焊轨基地、兰州铁路局河口南焊轨基地、郑州铁路局郑州焊轨基地、西安铁路局茂陵焊轨厂、昆明铁路局昆明大修机械段焊轨厂得到应用。
　　
     长钢轨普通平车运输技术在攀钢、包钢、鞍钢和武钢以及铁道部13个焊轨基地广泛应用后，取得了显著的经济效益和社会效益。截至2010年6月，已运输100米长钢轨320多万吨，节省投资约17亿元，节省成本支出约4.17亿元；运输500米长钢轨98.45万吨，节省投资约6.8亿元，节省成本支出约1.62亿元。100米长钢轨和500米长钢轨普通平车梯形运输方案已节省的总成本约为5.79亿元。100米长钢轨和500米长钢轨普通平车运输装载加固方案产生的总经济效益约为30亿元。

   
     客运专线长钢轨普通平车运输技术创新与工程应用之主要科技创新
 
　　
      1.本项目创新性地提出了采用普通平车运输长钢轨的设计理念，并运用结构力学方法建立了钢轨高次超静定连续梁垂向力学模型，实现了计算机编程求解、设计钢轨装载方案；建立了基于小挠度理论的钢轨横向力计算模型，并计算作用于钢轨上的力值，解决了长钢轨运输车组在通过道岔及小半径曲线时由于钢轨弯曲变形产生的横向力问题，突破了铁路货物加固方案既有力值计算理论，为加固方案验证、车辆运行安全性分析、装载加固装置强度和刚度分析奠定了力学基础；本项目基于动力学分析软件ADAMS，建立了合理的车辆、钢轨、线路等模型，依据车体横向和垂向加速度、轮轨轴向力和减载率、车辆脱轨系数的仿真结果，解决了钢轨装载加固方案的运行安全性评价问题，为理论验证提供了依据；本项目基于有限元仿真分析方法，通过有限元仿真分析软件，分析装载加固装置的结构强度和刚度，优化了装载加固装置的结构。通过以上研究，本项目建立和发展了我国铁路钢轨运输装载加固理论，满足了我国高速铁路和客运专线建设的大规模运轨需求，填补了国内使用普通平车运输超长钢轨的空白。500米长钢轨采用36辆普通平车运输，创造了我国铁路使用普通平车联挂运输车辆最多和运输货物最长的纪录。
　
   　2.本项目创新性地提出了钢轨分层横向整体紧固技术，解决了长钢轨运输中出现的纵向窜动问题，保证了钢轨的纵向稳定性，其紧固方法新颖、科学、简便、实用，属国内外首创；采用专用座架技术，合理布置座架间距和数量，通过长钢轨自然弯曲，解决了长钢轨运输中的曲线通过问题；长钢轨普通平车运输车组能在正线上按正常速度运行，解决了以往使用T11专用车运输长钢轨的限速问题，提高了运输效率，方便了运输组织；应用装载加固器材现代化设计理念，装载加固装置可循环使用，经济环保，提高了长钢轨装载加固技术的现代化水平。
　
   　3.本项目建立了标准规范的综合运输试验大纲，涵盖了钢轨装载加固性能试验、钢轨运输车组动力学试验、轨道结构小半径曲线及道岔动力响应试验等内容。在该大纲的指导下，项目组先后组织了5次大型综合运输试验，完成了对钢轨装载加固方案的试验验证，确保了钢轨装载加固方案的运用安全，实现了试验组织创新；建立了长钢轨运输专用装置统一规范的创新管理模式，制定了50米长道岔轨、100米、500米长钢轨运输技术条件以及统一规范的工作流程和严格的管理责任制度，同时通过产、学、研一体化的质量控制手段，促进了我国长钢轨运输生产的发展，为建立全路统一的铁路货物装载加固器材应用管理模式，开辟了新路。