國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)鋼軌運(yùn)輸技術(shù)介紹

丁文贏，李善坡，殷 濤，馬玉坤，楊廣全

（中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 運(yùn)輸及經(jīng)濟(jì)研究所，北京 100081）

根據(jù)我國(guó)《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃(2008年調(diào)整)》和鐵路“十一五”發(fā)展規(guī)劃，到2012年我國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程達(dá)到11萬(wàn)km以上，新建高速鐵路達(dá)到1.3萬(wàn)km；到2020年全國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程達(dá)到12萬(wàn)km以上，建設(shè)客運(yùn)專線1.6萬(wàn)km以上。在國(guó)內(nèi)加大鐵路建設(shè)規(guī)模的同時(shí)，國(guó)際上許多國(guó)家也在加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資規(guī)模，除非洲、中東、東南亞等發(fā)展中國(guó)家外，歐美一些發(fā)達(dá)國(guó)家也在積極醞釀修建安全、清潔、高效的高速鐵路?？梢钥闯觯F路行業(yè)正處于難得的歷史性發(fā)展機(jī)遇期。

隨著鐵路技術(shù)的發(fā)展，對(duì)鐵路鋼軌定尺長(zhǎng)度、規(guī)格的需求發(fā)生變化。長(zhǎng)鋼軌運(yùn)輸成為鐵路運(yùn)輸?shù)囊淮箅y題，也成為鐵路貨物運(yùn)輸?shù)闹匾芯款I(lǐng)域。鐵路鋼軌可以被認(rèn)為是一種彈性梁，由于其材質(zhì)力學(xué)性能好，強(qiáng)度高，保證了鋼軌在產(chǎn)生較大彎曲變形的條件下不會(huì)損壞[1]。這些特性為鐵路鋼軌裝卸、運(yùn)輸創(chuàng)造了基本技術(shù)條件。

目前，國(guó)內(nèi)外現(xiàn)行鋼軌運(yùn)輸方式主要有2種：專用車運(yùn)輸和普通平車連掛運(yùn)輸[2]。美國(guó)、德國(guó)、日本等國(guó)家采用專用車運(yùn)輸鋼軌，而奧地利、新西蘭等國(guó)家采用多輛普通平車連掛運(yùn)輸鋼軌。我國(guó)既有專用車運(yùn)輸長(zhǎng)鋼軌，又有普通平車連掛運(yùn)輸長(zhǎng)鋼軌。

1 國(guó)外長(zhǎng)鋼軌運(yùn)輸技術(shù)

1.1 美國(guó)長(zhǎng)鋼軌運(yùn)輸技術(shù)

美國(guó)自20世紀(jì)50年代便開(kāi)始了連續(xù)焊接鋼軌的使用，已建立起了一套關(guān)于長(zhǎng)鋼軌裝、運(yùn)、卸的完整系統(tǒng)，最長(zhǎng)可裝運(yùn)440 m長(zhǎng)鋼軌。目前，美國(guó)鐵路正線里程約22萬(wàn)km，由于一般不修建新線路，因此長(zhǎng)鋼軌多用于替換既有線路上的舊軌。長(zhǎng)鋼軌專用車的作業(yè)一般是把新軌運(yùn)到工地，然后將替換下來(lái)的舊軌裝車，運(yùn)回焊軌廠進(jìn)行處理。

美國(guó)長(zhǎng)鋼軌運(yùn)輸專用車由33輛車組成，包括鋼軌裝載車、焊軌車、裝卸車、乘務(wù)車等組成，每列最多可裝載54根焊接長(zhǎng)鋼軌，如圖1所示。

1.2 德國(guó)長(zhǎng)鋼軌運(yùn)輸技術(shù)

由于德國(guó)鐵路線路質(zhì)量普遍較好，運(yùn)輸?shù)匿撥夐L(zhǎng)度較短[3]，因此德國(guó)長(zhǎng)鋼軌運(yùn)輸專用車的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，最長(zhǎng)裝運(yùn)180 m長(zhǎng)鋼軌。德國(guó)長(zhǎng)鋼軌運(yùn)輸專用車配有專門(mén)的卸軌裝置，可將鋼軌卸至道心；列車中部配有鎖緊裝置，分層裝載，最多可裝載4層，共32根，如圖2所示。

1.3日本長(zhǎng)鋼軌運(yùn)輸技術(shù)

日本主要采用25 m長(zhǎng)鋼軌，焊接鋼軌長(zhǎng)度為150 m或200 m。25 m長(zhǎng)鋼軌運(yùn)輸專用車由2輛97型運(yùn)輸車組成，其動(dòng)力裝置為電子燃油噴射控制式柴油機(jī)，采用電氣指令式空氣制動(dòng)裝置，空車最高速度110 km/h，重車最高速度為95 km/h。25 m鋼軌運(yùn)輸專用車采用下壓式鎖緊裝置，正反扣裝載，每組運(yùn)輸車最多可裝載46根，如圖3所示。200 m長(zhǎng)鋼軌運(yùn)輸專用車由5輛拖車、6輛97型運(yùn)輸車組成，分層裝載，最多可裝載2層，共16根。

1.4 奧地利長(zhǎng)鋼軌運(yùn)輸技術(shù)

25 m長(zhǎng)鋼軌運(yùn)輸列車由1輛22.4 m普通平車和2輛游車組成，分層裝載，最多可裝載40根鋼軌。平車上擺放4根墊木支撐鋼軌，并采用隔木進(jìn)行分層，使用鋼帶逐層及整體捆扎加固，如圖4所示。為限制鋼軌橫向移動(dòng)，墊木及隔木被加工成“凹”形。

60 m和120 m長(zhǎng)鋼軌采用座架支撐方式進(jìn)行裝載加固，鎖定座架位于列車中部，其余支撐位置擺放滑動(dòng)座架，利用鋼隔梁對(duì)鋼軌分層，并用鋼帶對(duì)鋼軌整體捆綁，用鏈條拉緊座架上部，采用整體下壓方式加固。

60 m長(zhǎng)鋼軌運(yùn)輸列車由3輛普通平車連掛組成，分層裝載，最多可裝載3層，共36根，如圖5所示。120 m長(zhǎng)鋼軌運(yùn)輸列車由6輛普通平車連掛組成，分層裝載，最多可裝載2層，共20根。當(dāng)上層鋼軌不能裝滿時(shí)，鋼軌對(duì)稱裝載于最外側(cè)，并用墊木在中間頂緊。

1.5 新西蘭長(zhǎng)鋼軌運(yùn)輸技術(shù)

新西蘭長(zhǎng)鋼軌運(yùn)輸列車是采用多輛普通平車連掛，并在平車上加裝鋼支墊和隔梁，分層裝載運(yùn)輸。每輛平車上固定3根鋼支墊支撐最下層鋼軌，其余各層采用搬卸式鋼隔梁支撐。鋼隔梁兩端焊接擋鐵，既可以固定鋼隔梁，又可以限制鋼軌橫向移動(dòng)。另外，采用鏈條進(jìn)行整體捆綁加固，如圖6所示。

2 我國(guó)長(zhǎng)鋼軌運(yùn)輸技術(shù)

自新中國(guó)成立以來(lái)，鐵路科研人員一直在不斷研究和完善長(zhǎng)鋼軌運(yùn)輸技術(shù)，研發(fā)制造長(zhǎng)鋼軌專用車，制定鋼軌運(yùn)輸裝載加固方案，為我國(guó)鐵路建設(shè)做出了重要貢獻(xiàn)。

2.1 長(zhǎng)鋼軌專用車運(yùn)輸技術(shù)

長(zhǎng)鋼軌運(yùn)輸專用車自產(chǎn)生以來(lái)，先后有T11型、T11A型、T11B型、T11BK型等產(chǎn)品。T11型車組于1988年8月在北京鐵路局首先投入運(yùn)用，經(jīng)過(guò)修改設(shè)計(jì)后成為T(mén)11A型。T11B型是在T11A型的基礎(chǔ)上對(duì)車組進(jìn)行了局部改進(jìn)設(shè)計(jì)、增加1輛作業(yè)車形成的。T11BK型長(zhǎng)鋼軌列車在車體結(jié)構(gòu)、車上設(shè)施等方面進(jìn)行了全面改進(jìn)，采用了K2型轉(zhuǎn)向架等技術(shù)。

T11BK型長(zhǎng)鋼軌運(yùn)輸專用車由發(fā)電車、安全車、運(yùn)軌車、鎖定車、作業(yè)車、作業(yè)尾車等13種車型共43輛車組成，設(shè)計(jì)最小曲線半徑重載時(shí)300 m，空載時(shí)為145 m，運(yùn)行速度120 km/h。每輛鋼軌運(yùn)輸車上縱向安裝3組裝軌架，裝軌架隔梁上安裝有滾筒，保證車輛順利通過(guò)彎道，列車中部設(shè)置了1組4層的鎖定裝置。鋼軌分層裝載，逐根鎖緊加固，最多可裝載4層，共56根，總質(zhì)量約1 680 t，如圖7所示。

長(zhǎng)鋼軌運(yùn)輸專用車配有作業(yè)車，可卸鋪鋼軌和回收廢舊鋼軌，操作方便，除用于線路大修外，還用于大規(guī)?？瓦\(yùn)專線建設(shè)。然而其保有量較少，運(yùn)能不足，存在空車回送、運(yùn)輸成本高等問(wèn)題。

2.2 長(zhǎng)鋼軌普通平車連掛運(yùn)輸技術(shù)

隨著我國(guó)高速鐵路和客運(yùn)專線的大規(guī)模建設(shè)，長(zhǎng)鋼軌運(yùn)輸專用車運(yùn)能不足的問(wèn)題尤為突出。2002年開(kāi)始，經(jīng)鐵道部組織、科研人員不懈努力，最終研發(fā)出長(zhǎng)鋼軌普通平車連掛運(yùn)輸技術(shù)，并先后制定了50 m、100 m、500 m等一系列長(zhǎng)鋼軌普通平車運(yùn)輸裝載加固方案，如圖8、圖9和表1所示。

表1 長(zhǎng)鋼軌普通平車連掛運(yùn)輸方案

普通平車連掛運(yùn)輸可有效利用車輛資源，而且在鐵路客運(yùn)專線建設(shè)完成后，普通平車仍可復(fù)原，解決了專用車難以再利用的問(wèn)題，避免了運(yùn)力的浪費(fèi)，為高速鐵路、客運(yùn)專線建設(shè)和發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。其特點(diǎn)主要體現(xiàn)在：

（1）車組通過(guò)曲線時(shí)，利用座架限位促使長(zhǎng)鋼軌發(fā)生自然彎曲，不影響車輛的運(yùn)行安全性[4]。

（2）采用隔梁分層裝載方式，各層鋼軌相對(duì)獨(dú)立，鋼軌重量通過(guò)隔梁和座架傳遞到車地板，力值分布合理。

（3）使用專用緊固裝置將鋼軌逐層橫向緊固[5]，方法新穎、科學(xué)、簡(jiǎn)便、實(shí)用，保證了鋼軌的縱向穩(wěn)定性，屬國(guó)內(nèi)外獨(dú)創(chuàng)。

（4）鋼軌支承面使用耐磨減摩聚甲醛塑料板材料或滾筒，調(diào)整鋼軌與座架、隔梁間的摩擦系數(shù)。不因摩擦過(guò)大影響車組通過(guò)曲線，也不因摩擦過(guò)小造成鋼軌縱向不穩(wěn)定。其中，500 m 長(zhǎng)鋼軌普通平車運(yùn)輸方案，創(chuàng)造了我國(guó)鐵路普通平車連掛數(shù)量最多和運(yùn)輸貨物最長(zhǎng)的紀(jì)錄，為高速鐵路及客運(yùn)專線建設(shè)提供了堅(jiān)實(shí)可靠的技術(shù)支撐。

3 結(jié)束語(yǔ)

長(zhǎng)鋼軌運(yùn)輸方案設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜、工程應(yīng)用性很強(qiáng)的工作，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮鋼軌的特點(diǎn)及運(yùn)輸要求，綜合分析各種因素，最終確定出經(jīng)濟(jì)合理的運(yùn)輸方案。本文系統(tǒng)介紹了國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)鋼軌現(xiàn)行運(yùn)輸技術(shù)，主要目的在于為今后長(zhǎng)鋼軌運(yùn)輸方案設(shè)計(jì)提供相應(yīng)參考，為推動(dòng)鐵路長(zhǎng)鋼軌運(yùn)輸科學(xué)化提供借鑒。

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