高速鐵路40m預應力混凝土簡支箱梁成套施工設備研制
該項目屬于高速鐵路建設技術領域。為了適應新時代高鐵和交通強國建設需求,我國研制了經濟性好、跨越性強的40m簡支箱梁,與時速350km甚至400km高鐵匹配性更佳,正在大力推廣應用。本成果研究前,架橋裝備僅滿足900t級32米簡支箱梁架設,無法滿足千噸級40m簡支箱梁架設要求,且40m簡支箱梁除跨度、重量增加外,高度也增加200mm,在高鐵隧道斷面不變的情況下,采用原有運梁車技術無法過隧,同時要滿足2000m小曲線和30‰大坡道的要求,既有運架裝備技術性能落后制約了我國高速鐵路發展,高鐵千噸級40m簡支箱梁運架裝備研發刻不容緩且面臨巨大技術挑戰。項目組依托北京市科技項目開展了創新性研究,成功研制出自主知識產權的高鐵40m簡支箱梁運架裝備并推廣應用。主要創新內容如下:
1.首次研制了高鐵40m簡支箱梁三支腿架橋機。構建了自穩支腿受力模型及主梁與自穩式支腿受力體系,創新的設計了可移動自穩式前支腿及可旋轉折疊輔助中支腿結構,攻克了隧道口架高鐵40m簡支箱梁的技術難題,實現了高鐵24~40m簡支箱梁的架設。
2.發明并研制了高鐵40m簡支箱梁低位過隧運梁車。建立了運梁車橫、縱梁協同受力模型,發明了超低位U型外包式總體結構,攻克了大承載、超低位的運梁技術難題,融合了自動駕駛技術,突破了運輸整孔40m簡支箱梁直接通過250km/h隧道的瓶頸。
3.形成了創新的架梁模式,發明了架橋機精準落梁及信息化管理系統。架橋機在后腿支撐的情況下通過中部折疊輔助腿旋轉換撐,實現架橋機快速過孔和變跨,滿足24~40m任意跨度高鐵箱梁的架設,融合北斗定位、攝影測量和物聯網等技術,實現了高效率、高精度、高可靠性架梁。
項目獲得發明專利6項,實用新型22項,軟件著作權1項,發表論文13篇,研制了高鐵千噸級40m簡支箱梁架橋機、運梁車以及精準落梁裝置,成功應用于南沿江、杭衢、昌景黃、滬蘇湖等高速鐵路,裝備已銷售11臺,直接和間接經濟效益近10億元,國內市場占有率超過70%。
專家鑒定認為,成果整體技術達到國際領先水平。在快速、低碳、安全的目標下,實現了高鐵箱梁運架裝備從32m到40m的跨越,為時速400km輪軌式交通建設提供了技術支撐。該項目得到人民網、央廣網、中央電視臺等多家主流媒體廣泛傳播。該成果將加快以北京為中心的交通圈建設,助力北京市在時速400km輪軌交通領域的核心地位,提升北京在時速400km高鐵技術的國際影響力。
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