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新建30吨轴重重载铁路线桥隧关键技术研究及应用

发布时间:2020-08-03 【字体:

  

       重载运输可大幅度提高铁路运输能力,显著降低运输成本,大大提高劳动生产率和经济效益,是世界铁路主要发展方向之一。本项目针对我国重载铁路运量大、密度高、地形地质复杂等难题,以发展大轴重为主攻方向,结合我国首条30吨轴重重载铁路——瓦日铁路工程建设,系统开展了新建重载铁路线桥隧基础设施关键技术及应用研究,取得了系列创新成果。项目建立了30吨轴重重载铁路线桥隧设计理论和设计方法,提出了线桥隧关键技术参数与指标,为我国重载铁路建设奠定了理论基础和技术支撑;研发了适用于30吨轴重的线桥隧新结构与关键部件,制订了一系列技术标准,建立了新建30吨轴重重载铁路线桥隧技术体系。项目研究成果已在瓦日铁路成功应用,并于20147~20151月开展了30吨轴重重载列车综合试验,系统验证了重载铁路线桥隧关键技术的可靠性和适用性。瓦日铁路四年多的应用表明,线桥隧使用状态良好,经济和社会效益显著。主要创新成果如下:

  1)系统开展了重载铁路轮轨关系、车线桥耦合动力学理论和试验研究,揭示了重载列车对线桥隧的作用机理,建立了大轴重重载铁路线桥隧设计理论和方法,制订了一系列技术标准,形成了完善的30吨轴重重载铁路线桥隧技术体系。

  2)建立了30吨轴重重载铁路轨道荷载谱,提出了重载铁路轨道结构设计方法及关键技术参数,研发了重载75N新廓形钢轨、重载轨枕与配套扣件、隧道内无砟轨道及配套扣件等轨道关键部件。

  3)发明了面阵动态应力传感测试技术,实现了路基应力空间分布的三维立体云图测量,揭示了重载铁路路基基床的应力三维传递和衰减规律;建立了基于三向应力和土体应变强化状态控制的重载铁路路基基床设计方法,研发了适用于30吨轴重的重载铁路基床结构型式。

  4)提出了30吨轴重重载铁路桥梁结构设计荷载等关键技术参数;揭示了长大重载列车作用下线路与桥梁的纵向相互作用规律和小跨度桥涵的疲劳特征;研发了重载铁路多片式T梁和球型支座。

  5)揭示了大轴重荷载与环境因素耦合作用下隧底围岩与结构的劣化机理,建立了30吨轴重重载铁路隧道基底设计理论和方法;提出了重载铁路隧道设计关键控制参数,研发了重载铁路隧道结构型式及新型防排水体系。

   本项目获发明专利7项,授权的其他常识产权21项,编制标准及技术条件22项,发表论文41篇。项目构建了新建重载铁路线桥隧技术体系,成果已纳入《重载铁路设计规范》,为重载铁路设计和建设提供了重要的技术支撑。研究成果总体达到国际先进水平,在30吨轴重重载铁路无砟轨道技术、路基基床设计方法、隧道基底设计方法等方面达到国际领先水平。研究成果在蒙华、张唐等重载铁路推广应用,近三年获得经济效益1.23亿元,经济和社会效益显著。

  本项目获2019年度中国铁道学会科学技术奖特等奖。

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