中國(guó)鐵道科學(xué)研究院2016年度科技成果簡(jiǎn)介(續(xù)一)

5　新建貨運(yùn)鐵路設(shè)計(jì)列車荷載標(biāo)準(zhǔn)研究

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外鐵路(包括重載鐵路)設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)制定過(guò)程及修訂情況的調(diào)研，掌握各國(guó)鐵路列車荷載圖式及其之間的差異以及國(guó)際上對(duì)于重載運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定、重載列車的軸重、編組方式和發(fā)展方向；通過(guò)對(duì)我國(guó)鐵路機(jī)車和貨車裝備發(fā)展現(xiàn)狀的分析，結(jié)合國(guó)外重載鐵路發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，提出定位我國(guó)新建貨運(yùn)鐵路機(jī)車車輛合理軸重的建議。比對(duì)分析鐵路列車荷載圖式不同選型方案，確定適應(yīng)于新型運(yùn)輸模式的列車荷載圖式選型方案，制定貨運(yùn)鐵路列車荷載圖式；對(duì)鐵路列車荷載標(biāo)準(zhǔn)合理發(fā)展儲(chǔ)備系數(shù)進(jìn)行研究，提出合理的取值建議，并基于合理發(fā)展儲(chǔ)備系數(shù)，針對(duì)30 t軸重級(jí)貨運(yùn)鐵路提出相應(yīng)的荷載系數(shù)取值建議。為研究采用不同列車荷載圖式對(duì)鐵路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程量、概算的影響，選擇典型工點(diǎn)橋涵結(jié)構(gòu)進(jìn)行試設(shè)計(jì)，對(duì)不同設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)條件下工程概算進(jìn)行比較分析，掌握了荷載圖式對(duì)于橋涵設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性的影響，同時(shí)驗(yàn)證了貨運(yùn)鐵路列車荷載圖式的合理性。研究成果總體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，并于2016年8月通過(guò)了中國(guó)鐵路總公司科技管理部組織的技術(shù)評(píng)審。

6　JJC型車車距離監(jiān)測(cè)裝置與QSFB型清篩機(jī)污土帶輔助避障系統(tǒng)

為避免全斷面道床清篩機(jī)、道岔清篩機(jī)作業(yè)時(shí)與電氣化接觸網(wǎng)設(shè)備等鐵路設(shè)施發(fā)生碰撞，根據(jù)清篩機(jī)工作裝置及施工作業(yè)的特點(diǎn)，研究適用的防碰撞報(bào)警及避讓技術(shù)及其裝置。根據(jù)不同機(jī)型的作業(yè)特點(diǎn)，在充分研究可能發(fā)生碰撞的基礎(chǔ)上，建立車—車間防碰撞的安全模型，根據(jù)該安全模型判斷大機(jī)作業(yè)是否有碰撞風(fēng)險(xiǎn)；在大型養(yǎng)路機(jī)械的位置和狀態(tài)不滿足安全模型的情況下，根據(jù)可能發(fā)生碰撞的類型或級(jí)別，進(jìn)行實(shí)時(shí)防撞預(yù)警。

采用無(wú)線測(cè)距技術(shù)實(shí)現(xiàn)清篩機(jī)污土帶與接觸網(wǎng)支柱等鐵路設(shè)施間距的測(cè)量，利用人工標(biāo)識(shí)進(jìn)行輔助定位，準(zhǔn)確定位目標(biāo)障礙物的位置，可有效避免誤測(cè)問(wèn)題。采用無(wú)線測(cè)距技術(shù)為主、衛(wèi)星定位為輔的測(cè)量原理，解決了在山區(qū)、隧道、惡劣天氣等極端條件下，無(wú)法準(zhǔn)確判斷相對(duì)距離的問(wèn)題。研制了JJC型車車距離監(jiān)測(cè)裝置和QSFB型清篩機(jī)污土帶避障系統(tǒng)。其中，車—車距離監(jiān)測(cè)裝置采用無(wú)線測(cè)距技術(shù)與衛(wèi)星定位技術(shù)相結(jié)合的技術(shù)方案，可準(zhǔn)確測(cè)量前后車輛與本車之間的端部距離；采用合理的邏輯判斷和防撞算法，可提供有效的距離顯示和語(yǔ)聲報(bào)警；清篩機(jī)污土帶避障系統(tǒng)采用無(wú)線測(cè)距與無(wú)線遙控技術(shù)為主的技術(shù)方案，通過(guò)檢測(cè)污土帶的位置和接觸網(wǎng)支柱等鐵路設(shè)施與車頭的距離，實(shí)現(xiàn)對(duì)清篩機(jī)污土帶與鐵路設(shè)施間的防撞預(yù)警，可發(fā)出報(bào)警信號(hào)和停車信號(hào)。研究成果為我國(guó)大型養(yǎng)路機(jī)械的安全施工提供有力的技術(shù)保障，于2016年10月通過(guò)了中國(guó)鐵路總公司科技管理部組織的技術(shù)評(píng)審。

7　聚氨酯固化道床成套技術(shù)及應(yīng)用研究

通過(guò)建立車輛—軌道(固化道床)—橋梁(路基)的耦合動(dòng)力學(xué)分析模型，進(jìn)行固化道床的動(dòng)態(tài)響應(yīng)理論仿真研究，提出了適宜的固化道床結(jié)構(gòu)形式以及固化道床的最佳縱、橫斷面尺寸，確定了適用于高速和重載鐵路軌道結(jié)構(gòu)要求的聚氨酯固化材料性能指標(biāo)和聚氨酯固化道床結(jié)構(gòu)力學(xué)特性的試驗(yàn)方法，研發(fā)了聚氨酯固化材料和聚氨酯固化道床的施工工藝及施工裝備，編寫了聚氨酯固化道床的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)發(fā)了用于維修聚氨酯固化道床的彈性聚氨酯維修材料，提出了聚氨酯固化道床的養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)方案。在瓦日重載鐵路、大西高速鐵路分別開(kāi)展了重載鐵路和高速鐵路的聚氨酯固化道床試驗(yàn)?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和長(zhǎng)期觀測(cè)的結(jié)果表明：與普通碎石道床相比，聚氨酯固化道床單根軌枕的縱、橫向阻力提高20%以上，穩(wěn)定以后軌枕的支承剛度變化不超過(guò)30%；與無(wú)砟軌道相比，可減振2.8～7.4 dB，降噪0.9～2.6 dB。聚氨酯固化道床兼?zhèn)淞擞许能壍篮蜔o(wú)砟軌道的優(yōu)點(diǎn)，具有彈性及彈性保持能力好、累積變形小、穩(wěn)定性好、養(yǎng)護(hù)工作量小等優(yōu)點(diǎn)，避免了有砟軌道大機(jī)搗固和清篩作業(yè)，解決了目前有砟軌道橋隧區(qū)段養(yǎng)護(hù)維修困難的技術(shù)難題，同時(shí)具有良好的減振降噪功能，為城市軌道交通提供了1種新的軌道結(jié)構(gòu)形式。研究成果直接指導(dǎo)了聚氨酯固化道床在瓦日鐵路和大西客運(yùn)專線工程的應(yīng)用，鋪設(shè)效果達(dá)到了重載和高速鐵路的驗(yàn)收要求，而且聚氨酯固化道床成套技術(shù)試驗(yàn)研究處于世界先進(jìn)水平，于2016年2月通過(guò)了中國(guó)鐵路總公司科技管理部組織的技術(shù)評(píng)審。

8　高速鐵路CRTSⅡ型板式無(wú)砟軌道傷損機(jī)理與修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)

針對(duì)CRTSⅡ型板式無(wú)砟軌道的傷損機(jī)理、傷損檢測(cè)技術(shù)及傷損修復(fù)技術(shù)開(kāi)展研究。通過(guò)實(shí)尺試驗(yàn)，研究CRTSⅡ型板式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)在溫度荷載作用下的受力變形特點(diǎn)和截面剛度、開(kāi)裂的變化特征，分析縱連結(jié)構(gòu)體系的鎖定溫度及縱向剛度不連續(xù)的成因及影響因素；通過(guò)理論分析及試驗(yàn)驗(yàn)證，研究CRTS Ⅱ型板式無(wú)砟軌道傷損前后的受力變形特征，為CRTS Ⅱ

型板式無(wú)砟軌道的檢測(cè)和修復(fù)提供理論支撐。針對(duì)無(wú)砟軌道維修“夜間作業(yè)”以及“隱蔽工程”兩大特性，根據(jù)底座板和砂漿層的傷損特征，研究適合于夜間進(jìn)行無(wú)砟軌道底座板和砂漿層傷損檢測(cè)的智能化無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，并通過(guò)模型試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)驗(yàn)證檢測(cè)技術(shù)的有效性和精確性。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)傷損實(shí)測(cè)結(jié)果和理論分析結(jié)果，研究傷損檢測(cè)評(píng)價(jià)等級(jí)的判定標(biāo)準(zhǔn)。以“天窗時(shí)間”內(nèi)完成修復(fù)作業(yè)為目標(biāo)，針對(duì)底座板和砂漿層的傷損，研究適合的修復(fù)方式和對(duì)修復(fù)材料的技術(shù)要求；根據(jù)修復(fù)材料的性能并結(jié)合高速鐵路無(wú)砟軌道的修復(fù)特點(diǎn)，研究提出與之相適應(yīng)的修復(fù)施工工藝及配套裝備；選擇典型底座板與砂漿層傷損地段，開(kāi)展修復(fù)技術(shù)工程應(yīng)用研究。研究成果填補(bǔ)了無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)檢測(cè)、維修技術(shù)的空白，總體達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，并成功應(yīng)用于京滬、滬杭、寧杭、杭甬等高鐵線路，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，于2016年12月通過(guò)了中國(guó)鐵路總公司科技管理部組織的技術(shù)評(píng)審。

9　城際鐵路CTCS2+ATO列控系統(tǒng)補(bǔ)充測(cè)試報(bào)告

依據(jù)《中國(guó)鐵路總公司科技管理部關(guān)于印發(fā)〈城際鐵路CTCS2+ATO列控系統(tǒng)測(cè)試報(bào)告評(píng)審意見(jiàn)〉的通知》(科技運(yùn)函[2015]163號(hào))，針對(duì)評(píng)審意見(jiàn)中各廠家的遺留問(wèn)題，中國(guó)鐵道科學(xué)研究院高速鐵路系統(tǒng)試驗(yàn)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室組織專家組分別在北京和利時(shí)公司、通號(hào)設(shè)計(jì)院、北京華鐵公司和卡斯柯公司的城際鐵路CTCS2+ATO列控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室以及莞惠城際鐵路和佛肇城際鐵路現(xiàn)場(chǎng)完成了4個(gè)廠家的城際鐵路CTCS2+ATO列控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)充測(cè)試，形成了《城際鐵路CTCS2+ATO列控系統(tǒng)補(bǔ)充測(cè)試報(bào)告》。中國(guó)鐵路總公司科技管理部會(huì)同運(yùn)輸局電務(wù)部在北京組織召開(kāi)了城際鐵路CTCS2+ATO 列控系統(tǒng)補(bǔ)充測(cè)試報(bào)告評(píng)審會(huì)。中國(guó)鐵路總公司工管中心、鑒定中心、廣鐵集團(tuán)、珠三角城際公司、鐵科院、鐵一院、鐵三院、通號(hào)設(shè)計(jì)院、中鐵咨詢公司、北京交通大學(xué)、北京通信技術(shù)中心、卡斯柯公司、北京和利時(shí)公司等單位的代表和專家參加了會(huì)議，聽(tīng)取了測(cè)試組對(duì)《城際鐵路莞惠試驗(yàn)段CTCS2+ATO 列控系統(tǒng)測(cè)試報(bào)告》的匯報(bào)，以前遺留的問(wèn)題和差異項(xiàng)在測(cè)試中均驗(yàn)證通過(guò)，經(jīng)專家認(rèn)真討論，形成評(píng)審意見(jiàn)，并于2016年1月25日，中國(guó)鐵路總公司以科技運(yùn)函[2016]9號(hào)文件進(jìn)行了公布。城際鐵路CTCS2+ATO列控系統(tǒng)在莞惠城際鐵路和廣佛肇城際鐵路投入使用，成為全球首條采用ATO控車且時(shí)速為200 km的線路。