“科学技术奖”一等奖项目
一、基本情况
(1)获奖项目名称:长联大跨无砟轨道连续钢桁梁桥关键技术
(2)主要完成单位:中铁工程设计咨询集团有限公司、中南大学、中铁大桥局集团有限公司、中铁大桥局集团第一工程有限公司。
(3)主要完成人:徐升桥、金令、魏峰、余志武、丁静波、任为东、殷晓波、冉蕾、彭岚平、马涛、赵汗青、高静青、杨永明、孙井林、冯祁
二、项目背景
钢桥对温度变形比较敏感,无砟轨道对桥面的冲击作用大,无砟轨道与钢桥的相互作用机理有待探索,在长大钢桥上采用无砟轨道成为铁路桥梁的禁区,国内外均无此类工程的建设和运营经验。
京广、京沪高铁跨越黄河、长江的大桥由于采用有砟轨道,运营速度均控制在时速250公里,这大大限制了高速铁路重要桥梁的列车运营速度。在建设京福高铁铜陵长江大桥时,由中国铁路总公司工管中心总工程师盛黎明牵头开展了无砟轨道钢桥技术研究,结论是无砟轨道结构与桥梁跨度无关,与桥梁长度(温度跨)、梁端变形密切相关,在该桥上采用无砟轨道结构是可行的;由于当时国内外尚无运营经验,为了万无一失,决策层仍决定采用有砟轨道,同时制定了长大无砟轨道钢桥技术攻关路线,先在中等大跨度(200m级长大钢桥—济郑高铁郑州万滩黄河公铁大桥、300m级大跨度—京九高铁赣江特大桥)桥梁上开展深入研究与示范应用,积累经验后再逐步扩大应用范围。
《长联大跨无砟轨道连续钢桁梁桥关键技术研究》工作就是在这样的背景下立项、开展的。
三、创新成果
1.揭示了双层桥面无砟轨道钢桁梁不同部位杆件温度场分布规律,建立了多动力源作用下长联无砟轨道连续钢桁梁桥系统随机振动响应分析模型,创新了无缝线路纵向力计算方法,发展了高速铁路无砟轨道桥梁设计理论。
2.创新设计了新型双层组合桥面无砟轨道钢桁梁结构,研制了多线铁路桥梁梁端横向位移协调装置,研发了铆接式无砟轨道结构及减振隔离技术,解决了在温度跨度616m长联大跨钢桁梁桥上连续铺设无砟轨道的技术难题。
3.提出了钢桁梁桥无砟轨道结构刚度修正与轨道板定位测量方法,形成了长联大跨无砟轨道连续钢桁梁桥的施工控制技术,实现了350km/h长联大跨钢桁梁桥无砟轨道线形的高精度控制。
本项目在钢桥无砟轨道连续铺设总长度(2016m),无砟轨道钢桥联长(1232m)、温度跨长(616m),均领先于国内外同类技术。
四、推广应用
本课题形成了350km/h高速铁路无砟轨道长大钢桥成套技术,共获发明专利6项,工法1项,发表论文8篇,中国中铁组织专家评审认为项目成果达到国际领先水平。
相关技术已在济郑高铁郑州万滩黄河公铁大桥、成达万高铁涪江特大桥项目得到应用。其中万滩黄河公铁大桥联调联试速度达373km/h,是目前世界上联长最长、速度最高的公铁两用大桥,实现了跨越大江大河高速铁路长大钢桥上铺设无砟轨道的技术突破,提升了高铁线路的整体运行效率,经济和社会效益良好,将支撑我国高速铁路的高质量发展。
五、项目图片
大桥鸟瞰
动车组行驶在郑州万滩黄河公铁大桥上
大桥倒影
万滩黄河公铁大桥铁路桥面——CRTS I型无砟轨道
梁端横向位移协调装置与监控系统,该装置确保了多线无砟轨道钢桥梁端位置横向位移差不超过1mm
通车前的调试