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“高速鐵路Ⅲ型板式無砟軌道系統技術及應用”項目 獲國家科學技術進步獎二等獎

發布時間:2021-11-30 【字體:

  

  113日,2020年度國家科學技術獎勵大會在北京隆重舉行,國鐵集團主持的高速鐵路型板式無砟軌道系統技術及應用項目獲國家科學技術進步獎二等獎。

  無砟軌道系統是高速鐵路核心技術之一,采用層狀混凝土結構取代傳統散粒體碎石道床,具有高平順、高穩定、少維修等優點。日本、德國曾長期壟斷該項技術。為滿足高鐵初期建設需求,我國引進技術國產化形成了I型、II型板式無砟軌道系統,由于氣候、地質條件差異及技術局限性,陸續出現了高溫上拱和低溫斷裂、結構層離縫失效及壽命不匹配、軌道電路信息傳輸不穩定等問題,顯著影響軌道服役質量,維護成本遠超預期,局部地段不得不降速運行。為全面解決上述問題,打破國外技術壁壘,在國家和部委支持下,項目歷經十余年技術攻關,通過產學研用協同創新,攻克了復雜環境條件下多層結構體系協同工作、穩定可靠、高精高效建造三大技術難題,形成了具有自主知識產權的高速鐵路型板式無砟軌道系統成套技術,我國一舉成為高鐵無砟軌道系統原創國,為高鐵走出去奠定了堅實基礎。項目主要創新點包括:

  1.創立了時速350公里高速鐵路無砟軌道結構體系設計新方法。開展了不同環境條件下足尺模型試驗、實車動力性能及運營狀態長期監測試驗并完成海量數據統計分析,創建了列車高頻動載、溫度荷載、基礎變形等多場耦合作用下無砟軌道靜動力精細化分析模型,揭示了多層結構變形協調機制及振動傳遞規律,提出了無砟軌道全域環境設計方法和參數體系,解決了復雜環境和高速列車共同作用下多層結構體系協同工作難題。

  2.發明了時速350公里高速鐵路無砟軌道結構新體系。首創了垂向雙層復合、縱向應力放散無砟軌道復合結構體系,實現了應力釋放、軌道幾何形位保持及各結構層同壽命;創新了高彈性、高基頻、高疲勞強度無砟軌道扣件技術,攻克了大變形條件下鋼軌扣壓件與墊板適配、高頻共振難題;創新了瞬態交變強磁場和軌道電路持續磁場環境下無砟軌道系統多重絕緣技術;解決了復雜環境和高速列車共同作用下結構體系穩定可靠技術難題。

  3.創新了時速350公里高速鐵路無砟軌道結構體系高精高效建造新技術。首創了基于流水機組法的雙向先張預應力軌道板高精高效智能制造技術,研發了基于慣性導航和軌道精測網的成套鋪設裝備,形成了以設計空間線形為基礎、以軌道高平順為核心的無砟軌道結構體系數字化建造技術,解決了無砟軌道的毫米級高效建造技術難題。

  項目形成標準19項,主持編制國際標準化組織(ISO)無砟軌道系統標準;獲發明專利32項、實用新型66項,其中國際專利8項;軟件著作權3項;出版專著4部,發表論文170余篇;獲省部級特等獎1項、一等獎3項、中國專利優秀獎3項。項目成果目前已在京沈、京雄、商合杭等數十條高鐵線路推廣應用,里程超過1.2萬公里,為鄭徐高鐵成功開展時速420公里交會和重聯綜合試驗等提供了堅實支撐,并在印尼雅萬等高鐵工程得到應用,也是迄今唯一能夠走出去的高鐵無砟軌道系統,成果整體達到國際領先水平。


CRTS Ⅲ型板式無砟軌道

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