Ⅱ型板式无碴轨道施工成套设备国产化研制.ppt

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1、CRTS型板式无碴轨道施工成套设备国产化研制,陈 叔 史 渡 龚成光 刘连学,论文主要结构及内容,第1章 引言第2章 项目研究的实施方案第3章 课题研究的创新点及成果第4章 下一步CRTS型板式无碴轨道施工成套设备国产化研制的工作计划第5章 结束语,1 引言1.1 研究的背景,工欲善其事、必先利其器。京津城际轨道交通工程是我国第一条设计时速350km/h的客运专线，采用引进德国博格板式无碴轨道系统技术（国内命名为CRTS型板式无碴轨道），是我国铁路跨越式发展的标志性和试范性工程，没有相应的专用施工设备将不可能完成施工任务。因此，必须研制成套国产化的CRTS型板式无碴轨道施工设备，满足京津工程众

2、多特殊需求。这些设备的研制工作要达到以下主要目标：1、设备质量不低于国外产品，生产效率高于国外产品；2、不同于过去简单低标准的施工设备，而是高标准国际一流的设备；3、设备性能更完好、功能更齐全、技术更先进、质量更可靠、效率更快、适应性更强、安全性更高；,1.2 国内外同类技术研究现状：,1、国外有德国及日本研制的适应其本国施工环境的施工设备，但均不能完全适应中国京津工程的特殊需要；2、以前在国内地铁及时速250公里铁路工程中研制了部分施工设备，但因技术标准较低，不能满足高技术、高精度、高标准的时速350km/h的京津城际铁路。因此，铁道部工管中心不允许上述设备使用于京津工程；,1.3 项目研究

3、的必要性和紧迫性,为适应京津工程施工难度大、技术高、标准新、工期紧的特殊需要，为在京津工程施工中不受制于人，为保证公司在CRTS型板式无碴轨道技术及市场竞争中处于领先及有利地位，项目研究已关系到工程项目的成败和企业的生存发展。,2项目研究的实施方案2.1 项目研究的目标,CRTS型板式无碴轨道施工成套设备国产化研制的总目标是：通过京津城际轨道交通工程对博格板式无碴轨道系统铺板、铺岔、铺轨设备及施工技术的有关技术研究，全面总结和掌握博格板式无碴轨道系统的综合施工技术特点、工艺标准、试验检测方法以及成套施工设备的工作思路，依靠技术消化和自主创新提高自己的设备综合技术水平，培育自己的核心技术，形成企

4、业的核心竞争手段，以巩固和扩大铁路客运专线领域的市场份额。具体要达到以下目的：,2.1 项目研究的目标,1、沥青水泥砂浆车的研制。掌握博格沥青水泥砂浆车全套技术，在此基础上实现国产化，且要在生产效率、计量精度、自动化控制以及整车性能等指标上全面超过博格公司原沥青水泥砂浆车，形成自主的核心技术和知识产权。在设备价格上要比博格公司原沥青水泥砂浆车价格低三分之一或以上。同时，根据我们自己的施工组织及流程，配套沥青水泥砂浆原材料供应，沥青水泥砂浆生产、运输、灌注的配套机械设备及工具，满足施工工艺、施工质量和施工进度的要求。,2.1 项目研究的目标,2、CRTS型板精调框的研制。在全面采用博格公司原技术

5、的基础上，自主研发WINDOW界面下的布板调板软件，形成自主的核心技术和知识产权，并完成除全站仪以外的所有部件国产化。同时，在设备价格上要比博格公司原精调框价格低三分之一或以上。,2.1 项目研究的目标,3、铺板龙门吊的研制。在博格公司原铺板龙门吊的基础上有所创新，形成自主的核心技术和知识产权，同时，在设备价格上要比博格公司原铺板龙门吊价格低三分之一或以上。,2.1 项目研究的目标,4、双向运板车的研制。博格公司在德国施工时没有双向运板车，为满足在长桥狭窄桥面，安全运送CRTS型板，自主研制双向运板车，以保证施工工艺及工期的要求。,2.1 项目研究的目标,5、无碴轨道铺轨机的研制。另一家公司在

6、德国施工时使用的是100米钢轨铺轨机。由于京津城际轨道交通工程需要铺设500米钢轨，且要在长桥上克服侧向挡块的干扰，因此研制的无碴轨道铺轨机将是一个全新的设备和技术。,2.2 项目研究的主要内容,CRTS型板式无碴轨道施工成套设备国产化研制的主要内容：(1)博格板施工技术及成套施工设备的研究。首先通过博格公司的培训和技术资料，了解掌握博格板施工技术的精髓，消化博格公司现有成套施工设备的原理，研究博格板施工技术的核心思想。（2）结合京津城际轨道交通工程具体设计情况和施工组织的相关要求，确定需要研制设备的种类、设备应该具备的功能、工效以及必须达到的技术水平。（3）考察国内相关生产厂家的研发能力、生

7、产水平及能力、管理及服务体系等资质状况，最终选择每项设备的联合开发厂家，并与他们一道共同进行CRTS型板式无碴轨道施工成套设备国产化研制工作。（4）将研制的CRTS型板式无碴轨道施工成套设备样机，在京津城际轨道交通工程中运用，不断优化完善。（5）在总结CRTS型板式无碴轨道施工成套设备国产化研制的基础上，进行CRTS型板式无碴轨道施工成套设备国产化研制。,2.3 项目研究的技术路线,以京津城际轨道交通工程CRTS型板式无碴轨道系统的施工为基础，利用博格公司技术转让和技术负总责的有利条件，加强与铁科院、设计院、各设备（材料）供应商的合作，通过对博格技术的消化和吸收、对国内外无碴轨道技术和相关技术

8、的总结和创新，通过各层次的科研创新活动，总结和掌握CRTS型板式无碴轨道系统在铺板、铺岔、铺轨等各个项目的综合施工技术、施工材料、技术装备配置、工艺标准及试验检测方法，实现京津城际轨道交通工程建设目标和科研目标。,2.3 项目研究的技术路线,1、CRTS型板式无碴轨道板运输及铺放设备研制的技术路线。通过对博格公司博格板铺板龙门吊及公路用运板汽车的研究，结合京津城际轨道交通工程长桥施工组织的物流方案，确定了铺板龙门吊、公路运板车、桥上双向运板车的基本思路。考察选择具有研制高速铁路施工设备经验并与公司有长期合作关系的中铁工机院作为合作单位，研制CRTS型板式无碴轨道板铺板龙门吊及双向运板车。桥下公

9、路运板车采用一般汽车运输。轮胎式铺板龙门吊和双向运板车的开发，依据铺板期间桥面结构物布局及几何尺寸，以及京津城际轨道交通工程技术总负责博格公司对设备的一些特殊要求，兼顾设备的通用性，确定设备的主要功能及技术参数。要求铺板龙门吊具有变跨、变高、倾斜起吊功能；双向运板车具有双向行驶、车体自动调平功能。两种设备均要求PLC自动化控制、全液压驱动。,2.3 项目研究的技术路线,2、CRTS型板式无碴轨道板精调框研制的技术路线。通过考察选择南方测绘仪器公司为联合开发单位，由该公司实行软硬件开发的总负责，采取引进核心设备莱卡2003全站仪，其它硬件由是在研究博格公司原有测量系统基础按照国内现行标准进行开发

10、研制的。该系统保持了博格测量系统的原有功能和特点，由测量标架、测量三角架、精调测量控制系统、配套莱卡TCA2003全站仪组成。其中，精调控制系统硬件部分包括带触摸屏的工业控制电脑、显示器、数传电台、温度传感器、倾斜传感器、电源等部分，所有接插件按满足防潮防水的要求实施；其软件系统是在研究博格公司原有的软件系统基础上自主开发的，同时要求与博格板布板软件和结果分析软件的数据对接。,2.3 项目研究的技术路线,3、CRTS型板式无碴轨道沥青水泥砂浆车研制的技术路线。通过考察选择处于中国混凝土搅拌泵送设备行业领先地位的三一重工为联合开发单位，该公司曾与日本CA砂浆车制作厂家有过合作。为实现在较短工期研

11、制成功CRTS型板式无碴轨道的关键设备沥青水泥砂浆车，中铁二局与三一重工的主要技术人员专程赴德国，对博格公司BZM砂浆车进行了考察研究，双方商议在中铁二局的需求基础上，由三一重工总负责，广泛吸收日本CA砂浆车和其它搅拌机的优点，研制出性能及技术水平超过原装BZM砂浆车的CRTS型板式无碴轨道沥青水泥砂浆车。重点针对中国施工便道等级较低的现状，攻克设备自动调平系统；针对过去中国沥青水泥砂浆质量不高的问题，攻克高计量精度、高效低泡搅拌机及合理搅拌工艺的称量搅拌核心系统；针对以前沥青水泥砂浆搅拌设备过程控制不严的弱点，攻克整车实现工作环境及过程全自动控制的工厂化系统。,2.3 项目研究的技术路线,4

12、、CRTS型板式无碴轨道铺轨机研制的技术路线。通过考察选择株洲长远铁路建机有限公司为联合开发单位，由该公司实行总负责，采取吸收德国纽伦堡至英戈尔施塔特无碴轨道铺轨机的特点，综合中国有碴长钢轨铺轨机的经验，研制出满足适应京津城际轨道交通工程各种特殊工况的铺轨机。主要解决在CRTS型板式无碴轨道板边缘行走、导向、智能化避让长桥侧向挡块及500米长钢轨分轨及拖拉等技术难题。,3项目研究的创新点及成果3.1京津城际轨道交通工程CRTS型板式无碴轨道总体施工方案,京津城际轨道交通工程CRTS型板式无碴轨道系统主要由底座、轨道板、长钢轨组成。底座是CRTS型轨道板的支撑基础和结构元件，长为整段工程连续，路

13、基上是一种无配筋宽3.25米的C20素混凝土，长桥上是一种配了非预应力钢筋通常宽2.95m的钢筋混凝土板带浇筑在两布一膜上，无碴轨道的超高通过底座设置。长桥上底座的钢筋是采用一般的钢筋加工机械在桥下加工成型后再调至桥面绑扎，底座混凝土采用混凝土泵车泵送，稍加改装的一般四辊摊铺机摊铺。CRTS型轨道板通过一般运板汽车运至固定的上板站点，由吊机装放在双向运板车上，再由双向运板车运至铺设点，交铺板龙门吊粗放在底座上。CRTS型轨道板由精调框精调至设计的坐标，然后再用沥青水泥砂浆车搅拌、中转仓送到待灌注板处灌注砂浆，通过高性能沥青水泥砂浆实现底座和轨道板连接。底座设置C型及D型侧向挡块，防止底座与CR

14、TS型板的侧向变形。500米长钢轨利用长钢轨输送列车输送到位，再通过铺轨机铺设在CRTS型轨道板上。,3.2 CRTS型板双向运板车的研制,321 方案比选双向运板车的行走方式是采用轮轨式还是轮胎式，主要取决于施工单位的习惯、综合成本、以及施工方案及施工组织安排。京津城际轨道交通工程考虑到虽然轮胎式双向运板车的设备成本要高于轮轨式双向运板车，但轮轨式双向运板车需要铺设临时钢轨，总体成本基本持平，但铺设钢轨易损坏桥面防水层，且对其它施工设备造成干扰，而轮胎式双向运板车在运输距离较长、运输地点不断变化的情况下，体现了方便、总体成本较低的特点，故最终京津城际轨道交通工程施工方案及施工组织安排采用了轮

15、胎式双向运板车。,3.2 CRTS型板双向运板车的研制,322 关键技术,3.2 CRTS型板双向运板车的研制,3.3 CRTS型板铺板龙门吊的研制,331 方案比选对于CRTS型铺板龙门吊是否需要悬臂功能，由于我们在京津进行铺板施工时，施工便道无法实现沿线路走向贯通，因此只能实施板的定点上桥，故而在提出CRTS型铺板龙门吊主要需求时，没有考虑要求CRTS型铺板龙门吊具备悬臂从桥下直接提板的功能，而是采取由汽车吊在桥面定点处将板吊至桥面的双向运板车上，再由双向运板车上在桥面纵向移动至CRTS型铺板龙门吊下进行铺板。该方案提高了效率，降低了铺板龙门吊的配置，但增加了汽车吊及双向运板车，设备总成本

16、约有提高。CRTS型铺板龙门吊的行走方式是采用轮轨式还是轮胎式，也是与双向运板车所考虑的相同，主要取决于施工单位的习惯、综合成本、以及施工方案及施工组织安排。京津城际轨道交通工程施工方案及施工组织安排采用了轮胎式的铺板龙门吊。,3.4 CRTS型板精调框的研制,341 方案比选对于精调框的设计铁道部京津城际公司及博格公司不允许有更多的变化，方案比选主要集中在软硬件的匹配。由于英文DOS操作系统所匹配的硬件，目前在国内太难找到，故我们确定的方案是为保证该精调框在国内的可维修性及今后的技术再创新的可持续发展，首先研发中文Windows XP操作系统及相配的硬件，在此基础寻找与英文DOS操作系统所匹

17、配的硬件，尽量实现一套精调框配备双操作系统。,3.4 CRTS型板精调框的研制,关键技术CRTS型板精调框研制的关键技术有以下几点：研制满足CRTS型板精调理念及高精度的测量标架、棱镜以及特殊装置；在配备目前世界上精度最高的莱卡2003全站仪的基础上，研制与全站仪、测量标架及棱镜配套的触摸屏式工业控制电脑、显示器、数传电台、温度传感器、倾斜传感器、电源以及测量三角架等硬件设施；在博格公司英文DOS操作系统的基础上，研发中文Windows XP操作系统；研制的全套精调框除全站仪外，其他所有的系统组件，均要求实现国产化，便于维修同时也可降低成本主要技术参数：,3.5 CRTS型板高性能沥青水泥砂浆

18、车研制,351 方案比选方案比选主要集中在三个方面：一是设备的行走方式；二是设备的调平方式；三是搅拌机的容量及搅拌方式；四是计量方式及精度。设备行走方式最先我们考虑的是在两底座之间铺轨采取轨行方式，但因为需要不断的变化及铺设钢轨，施工辅助工作太多、干扰大，同时由于博格公司的反对而弃用轨行选用轮胎行走方式；设备的调平方式的原思路是借用混凝土泵车和汽车吊的方案，采用液压支腿方案，但因为该方案必须得每个支腿逐一调整耗时过长，且支腿对地面压强过高，最终选用国内导弹发射车的调平系统。选用的调平系统可自动调平、底盘采用空气悬挂，对设备的保护效果佳，但成本要高于原方案；博格公司原车是采用300升卧轴搅拌机，

19、该搅拌机有两大不足：一是容量太小，灌注一块CRTS型板需要搅拌两锅沥青水泥砂浆；二是搅拌过程要产生较多气泡，需要加注消泡剂，增加材料成本同时又降低了设备生产效率。经过比选选择了750升立式搅拌机，克服了上述两个缺点；计量方式在原减计量的方式改善为复合计量的方式，使计量精度由原来的1%提高到0.5%。,3.5 CRTS型板高性能沥青水泥砂浆车研制,352 关键技术CRTS型板高性能沥青水泥砂浆车研制的关键技术有以下几点：带空气悬挂的自动调平的设备底盘，最大限度地保证了设备在便道行走及工作安全及精度，同时提高了生产效率；750升的立式搅拌机，消除了消泡剂的使用节约了成本，同时提高了生产效率；复合式

20、的计量方式，将计量精度提高到0.5%,提高了工程质量；全自动的数字化控制，整机自动化水平实现了电脑程序化控制,3.6 CRTS型板式无碴轨道铺轨机的研制,361 方案比选CRTS型板式无碴轨道铺轨机的方案比选只有一项，既是铺轨机的钢轨拖拉机在CRTS型板边缘行走，还是在CRTS型板中间行走。选择CRTS型板边缘行走方案，CRTS型板每侧边缘只有8厘米的宽度供铺轨机轮胎走行，该空间是否能提供足够的摩擦力供设备拖拉500米长钢轨，对轮胎与设备重量匹配设计要求很高，且轮距在2.55米左右为非标准底盘，还有侧向挡块的干扰，保证设备在CRTS型板边缘行走时不掉下板是设计必须认真研究的另一个重点；选择CR

21、TS型板中间行走，没有侧向挡块的干扰，板中有2.4米的宽度供设备轮胎行走，摩擦力将不是问题，但随之带来的问题是轮距将缩小到2米左右，设备的稳定性及安全性又是难以保证的。最终安全作为首要因素，促使选择在CRTS型板边缘行走方案。对于铺轨机中的其它设备，过去有碴轨道铺轨机的固定、传送、分轨等方案较为成熟，应用在无碴轨道铺轨机即可。,4 下一步CRTS型板式无碴轨道施工成套设备国产化研制的工作计划,在京津城际客运专线CRTS板式无碴轨道施工技术研究的基础上，通过对CRTS板式无碴轨道成套设备国产化研制项目的研究，将形成一套完整的、技术先进的具有自有知识产权的中国铁路客运专线板式无碴轨道施工技术，为即

22、将进行武广、广珠、哈大、京沪等客运专线板式无碴轨道施工提供技术指导。,5 结束语,CRTS型板式无碴轨道施工成套设备国产化研制，是中铁二局在目前形势下，为适应铁道部高速铁路建设市场需求和满足客户需要，结合自身实际情况所进行的一项符合中国国情的应用性研究，也是铁道部实施无碴轨道技术再创新，推进中国铁路施工技术的一个重要实施步骤。1 CRTS型板式无碴轨道施工成套设备国产化研制成功，以及在中国第一条时速350公里无碴轨道施工中的应用，标志着中国铁路无碴轨道施工技术赶上和超过了世界先进水平。2、CRTS型板式无碴轨道施工成套设备国产化研制成功，以及在中国第一条时速350公里无碴轨道施工中的应用，标志

23、着中铁二局在中国铁路无碴轨道施工技术及设备技术已处于领先地位。3、精调框及砂浆车的研制成功，开创了一种新颖独特的铁道施工专用设备，填补了国内空白。4、CRTS型板式无碴轨道施工成套设备国产化研制成功，以及在中国第一条时速350公里无碴轨道施工中的应用，将促使中铁二局在今后中国板式无碴轨道施工市场上处于领先地位。,5 结束语,在CRTS型板式无碴轨道施工成套设备国产化研制成功的基础上将进行CRTS板式无碴轨道成套设备国产化研制：1 按照此成套设备国产化研制模式，公司首先做到了主要设备研制目的明确、调查工作细致、政策应用合理，在研制模式指导下，研制工作有计划有秩序地进行；利用现在共同合作的方式，为

24、CRTS板式无碴轨道成套设备国产化研制，签订了联合开发的合作框架协议。2根据合作框架协议约定，结合武广、广珠、哈大的施工方案及施工组织，提出设备功能需求、技术标准要求、生产能力等设计输入。3 设计输出后经设计评审后，共同确定价格及样机生产方式、工业性试验及样机评审及验收。CRTS型板式无碴轨道及CRTS板式无碴轨道成套设备国产化研制，作为公司今后工程项目开展特大型设备研制工作的重要研制工作模式，将促进公司技术开发工作水平的进一步提高，也为京津、武广、广珠、哈大等无碴轨道施工提供了强有力的支持和保证。板式无碴轨道成套设备国产化研制工作还需要进一步完善和改进，需要收集积累更多的资料形成详尽的资料数据库，为今后特大型设备研制提供分析和借鉴的依据，逐渐成熟、丰富和优化特大型设备研制的工作方法。,谢 谢,