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      復雜環境下高速鐵路無縫線路關鍵技術及應用
       
      來源:國家鐵路局    發布時間:2018-02-12 09:20
       
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        目前,我國高速鐵路營業里程超過2.2萬公里,占世界高鐵運營總里程的60%以上。高速鐵路作為我國自主創新的標志性成果領跑世界。無縫線路是消除了軌縫的長鋼軌與其下部復雜結構共同適應熱脹冷縮、保持強度與穩定性的線路,是保障高速線路高安全、高平順、高可靠的核心技術。高鐵無縫線路是一個極其復雜的技術體系,必須解決與復雜氣候條件的適應性、復雜線下基礎的協調性及安全服役狀態的可控性三大難題。項目組在國家及部委支持下,歷經十余年的理論與技術創新,圍繞三大難題,針對核心技術持續創新,形成了從設計、制造、鋪設到維護的無縫線路技術體系,真正實現了無論線路有多長,都能夠通過無縫化實現全線連續、高速、安全、平穩、舒適運行。

        本項目主要創新成果有:

        1、創建了大號碼無縫道岔靜動力學精細化分析理論和設計技術,突破了大溫差地區高鐵跨區間無縫線路發展的技術瓶頸,攻克了與復雜氣候條件適應性難題。促使我國成為大號碼無縫道岔原創國之一,率先在年軌溫差達110℃的世界上第一條高寒地區高速鐵路(哈大)上鋪設了62號無縫道岔,屬世界首次。成果促使我國成為高速通過性能優良、溫度適應能力最強的高速無縫道岔制造國。促使我國由原來幾公里的區間無縫線路,發展成為上千公里的跨區間無縫線路。

        2、創立了長大橋無縫線路及高架站無縫道岔復雜結構系統的力學分析理論與成套設計技術,研發了協同仿真動力學分析平臺FORSYS以及多種錨固結構,大大減少或避免了伸縮調節器的設置,突破了無縫線路與復雜線下基礎協調性這一國際公認的重大難題。成功應用于舉世矚目多座跨越長江、黃河等長大橋無縫線路以及多座高架站無縫道岔群的設計中。首次系統提出了適用于長大橋梁/高架站無縫線路的檢算、評估體系。成果促使橋長達數百公里,跨度達上千米的橋梁都可全部鋪設無縫線路。

        3、提出了復雜環境下高速鐵路無縫線路服役狀態高敏性表征和監測指標體系,通過研制成套高精度傳感器,提出了光纖光柵測內力、視頻感知測外部損傷、修正應變測高頻振動等系統監測技術,實現了無縫線路—下部基礎由內部到外部、從低頻到高頻的全天候監測。首次研發了高鐵無縫線路狀態監測、預測、預警技術及健康管理系統。成果被武廣、哈大、京滬、滬昆等數十個典型區段應用,成功指導了科學維護。

        項目形成《鐵路無縫線路設計規范》及其他標準7項,獲發明專利10項、其他知識產權25項;論文200余篇,三大檢索論文110篇;著作6部;成果獲中國鐵道學會科技特等獎、教育部科技進步一等獎、中國專利獎優秀獎,并入選中國高等學校十大科技進展。成果應用于國內幾乎所有高速鐵路及土耳其、泰國等國鐵路,還將應用到俄羅斯、印尼高鐵中。僅近三年直接產值42億元,利潤6.9億多元。運營表明,“無縫線路技術先進、安全可靠”。經教育部鑒定“該成果系統性、創新性強,整體達到了國際領先水平”。項目踐行了“政、產、學、研、用”協同創新模式,為我國高鐵的快速發展及走出去戰略提供了重要支撐。

        該項目榮獲2017年度國家科學技術進步獎一等獎,主要完成單位有北京交通大學、中鐵第四勘察設計院集團有限公司、中國鐵路設計集團有限公司(原鐵道第三勘察設計院集團有限公司)、西南交通大學、中鐵寶橋集團有限公司。主要完成人有高亮、陳峰、曾憲海、尹輝、蔡小培、肖宏、魏強、李秋義、閆紅亮、董彥錄、彭華、辛濤、白明洲、侯博文、張艷榮。

       
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