中國鐵道科學(xué)研究院2016年度科技成果簡介

在上級領(lǐng)導(dǎo)部門的直接關(guān)懷、支持和路內(nèi)外有關(guān)單位的大力協(xié)作以及全院廣大科技人員的共同努力下，中國鐵道科學(xué)研究院2016年共主持和參加創(chuàng)造了各類科技成果77項，其中通過部級技術(shù)評審(審查)62項，通過院、局級技術(shù)審查15項，國家項目驗收成果3項。

為了做好科技成果的交流推廣及應(yīng)用開發(fā)，使之盡快地為鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)及國家建設(shè)服務(wù)，本刊將以連載的形式從中選擇其中主要的科技成果陸續(xù)簡要介紹。

1　CRH3C型動車組自主化制動系統(tǒng)

在總結(jié)時速為300～350 km動車組運(yùn)用經(jīng)驗及充分分析CRH3C型動車組制動系統(tǒng)功能、性能和配置的基礎(chǔ)上，以自主開發(fā)、對等替代為原則，開展CRH3C型動車組制動系統(tǒng)的系統(tǒng)集成技術(shù)、制動控制技術(shù)、監(jiān)測診斷技術(shù)、高速防滑控制技術(shù)、大功率盤形制動技術(shù)等核心技術(shù)的研究，完成自主創(chuàng)新的CRH3C型動車組制動系統(tǒng)的研制，進(jìn)行制動控制系統(tǒng)、供風(fēng)系統(tǒng)、基礎(chǔ)制動裝置等關(guān)鍵部件的工程化設(shè)計，以及制動系統(tǒng)產(chǎn)品的制造、部件型式試驗、產(chǎn)品出廠檢驗、產(chǎn)品裝車后的組裝調(diào)試和型式試驗及運(yùn)營考核評審等項工作，實現(xiàn)了與原型產(chǎn)品的對等替換。研究成果于2016年10月通過了中國鐵路總公司科技管理部組織的技術(shù)評審。

2　城市區(qū)鐵路工程巖石路塹與淺埋隧道安全控爆技術(shù)

以重慶鐵路樞紐工程為依托，通過理論研究、數(shù)值模擬、現(xiàn)場試驗和工程實踐的方法，對城市區(qū)巖石路塹與淺埋隧道安全控爆技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)研究。在緊鄰營運(yùn)線擴(kuò)塹開挖爆破控制、爆破飛石綜合防護(hù)、鐵路設(shè)施爆破震動控制指標(biāo)、電子雷管微振控制爆破、爆破地震波預(yù)測、淺埋隧道大臨空面綜合開挖技術(shù)等方面取得了豐碩成果，解決了多項復(fù)雜環(huán)境下鐵路工程巖石路塹與淺埋隧道安全控爆的技術(shù)難題。

針對緊鄰營運(yùn)線擴(kuò)塹的控制爆破難題，提出了預(yù)留巖墻深孔和大孔徑、寬孔距淺孔的控制爆破技術(shù)，與空間封閉的多元立體防護(hù)體系相結(jié)合，不但開挖速度快、施工成本低，而且安全可靠。通過現(xiàn)場調(diào)研和試驗監(jiān)測，給出了鐵路沿線既有建筑物、隧道、橋梁、涵洞、邊坡、接觸網(wǎng)支柱、軌道等各種類型建(構(gòu))筑物的振動控制指標(biāo)，為鐵路工程爆破震動控制標(biāo)準(zhǔn)的編制提供了參考依據(jù)。基于波動理論，提出了確定電子雷管干擾降震最佳延時間隔的方法，完善了電子雷管微震控爆技術(shù)及施工工藝。根據(jù)爆破地震波傳播疊加原理，以實測單孔爆破震動波形為基礎(chǔ)，建立了新型爆破震動預(yù)報模型，利用開發(fā)的軟件對信號解析和疊加計算，實現(xiàn)了對不同位置爆破震動波形的預(yù)測。利用機(jī)械在隧道掌子面核心部或上半斷面形成的較大臨空面和減振空間，對掌子面其余部分進(jìn)行爆破，可有效消除掏槽爆破震動，減少爆破的用藥量。采用電子雷管能將抑制震動的效果由采用普通雷管的30%提高到50%。采用機(jī)械掏槽爆破的開挖方法，可減少爆破的用藥量和有效降低整個隧道開挖的振動，爆破震速可控制在1 cm·s-1內(nèi)，避免了對周邊環(huán)境及鄰近居民的影響。

研究成果已在重慶北站鄰近既有線站場石方爆破開挖、渝涪二線路塹爆破開挖、沙坪壩火車站改建、火風(fēng)山隧道建設(shè)、新紅巖隧道建設(shè)、人和場隧道建設(shè)、成渝客專引入線聯(lián)絡(luò)通道建設(shè)、新中梁山隧道建設(shè)、大連市南山隧道建設(shè)、北京地鐵16號線建設(shè)等工程中應(yīng)用，節(jié)約成本和縮短工期的效果顯著。研究成果于2016年通過了中國鐵路總公司科技管理部組織的技術(shù)評審。

3　大西客專曲線調(diào)超高扣件

在總結(jié)和分析國內(nèi)外曲線欠超高允許值的基礎(chǔ)上，研究曲線地段最大欠超高值及與增大曲線超高對應(yīng)的緩和曲線調(diào)整參數(shù)；針對我國高速鐵路WJ—8型扣件系統(tǒng)，研究通過扣件調(diào)整無砟軌道曲線超高的技術(shù)措施，以及扣件超高調(diào)整后的強(qiáng)度、穩(wěn)定性及其他性能的影響，進(jìn)行曲線調(diào)超高扣件設(shè)計。研究的無砟軌道曲線調(diào)超高扣件不需要調(diào)整無砟軌道板的高程即可實現(xiàn)曲線調(diào)超高量的調(diào)整，最大調(diào)超高量為60 mm，最大允許欠超高120 mm，滿足了列車通過曲線時速度提高的需要，而且扣件系統(tǒng)的組裝靜剛度和組裝疲勞性能滿足要求，相關(guān)成果在大西客專高速綜合試驗段上應(yīng)用，現(xiàn)場使用效果良好，并具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。大西客專曲線調(diào)超高扣件填補(bǔ)了我國高速鐵路無砟軌道提高速度調(diào)整超高的空白，同時為我國高速鐵路無砟軌道曲線地段已設(shè)定超高情況下進(jìn)行更高速度的試驗提供了技術(shù)支撐。研究成果于2016年7月通過了中國鐵路總公司科技管理部組織的技術(shù)評審。

4　鐵路橋梁預(yù)應(yīng)力自動張拉系統(tǒng)

針對鐵路橋梁基本采用后張法施工的工藝存在人工操控過程復(fù)雜、測量精度低、缺乏有效質(zhì)量控制手段、張拉設(shè)備需頻繁送檢校正而增加生產(chǎn)成本且又影響生產(chǎn)進(jìn)度等弊端，研究適用于我國鐵路混凝土橋梁的預(yù)應(yīng)力自動張拉系統(tǒng)，以實現(xiàn)預(yù)應(yīng)力施工的智能化以及預(yù)施應(yīng)力的精確控制，提高工作效率，確保預(yù)應(yīng)力張拉施工安全和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠。通過搜集國內(nèi)外相關(guān)資料、調(diào)研分析市場及應(yīng)用情況，構(gòu)架了系統(tǒng)的組成和功能，確定了關(guān)鍵技術(shù)及參數(shù)，研發(fā)了預(yù)應(yīng)力自動張拉系統(tǒng)并提出了鐵路橋梁預(yù)應(yīng)力自動張拉系統(tǒng)的技術(shù)條件。鐵路橋梁預(yù)應(yīng)力自動張拉系統(tǒng)由動力子系統(tǒng)、控制子系統(tǒng)、傳感子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)子系統(tǒng)和輔助子系統(tǒng)等5部分組成，可實現(xiàn)預(yù)應(yīng)力張拉全過程的自動控制和施工數(shù)據(jù)的信息化管理，節(jié)約人力成本和管理成本，提高工效和管理效率。經(jīng)室內(nèi)驗證試驗和在京沈客專和鄭徐客專等應(yīng)用，現(xiàn)場反映良好，于2016年4月通過了中國鐵路總公司科技管理部組織的技術(shù)評審。