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2010-07

工人日报:[轻松说科技]高铁轨道板是这样“炼”成的

新闻来源: 《工人日报》 浏览次数:时间:2010-07-29

 
  一块长6米多、宽2米多的混凝土板,看上去普普通通,就像盖房子用的“预制板”一样简单。但在铁路人眼中,它却是保证中国高铁动车实现“陆上飞行”必不可少的重要组成部分。

  有了它,时速380多公里的高速动车上,一支香烟可以平稳地竖立在茶几上而不会倒;有了它,以前火车行进中“哐啷哐啷”的噪音,在乘坐高铁动车时几乎消弭无踪……

  这个支撑中国高铁快速冲进世界铁路顶峰的,就是CRTSⅡ型轨道板。

  不要小看这块貌不惊人的混凝土板,它在一定程度上,决定着高铁动车能否“飞”的平稳、“飞”得安全。

  在它朴实无华的外表下,又隐藏着哪些不为人知的秘密呢?

  “穿”上绝缘外衣

  长6.45米、宽2.55米、重约9吨、由10对承轨台组成一块整体轨道板……这些高速铁路轨道板的各项参数,在曾经担任中铁四局五公司武广高铁湖南段轨枕场场长陈昌万的嘴中,犹如一串美妙的音符。

  重要之处不仅在于外形,还有其内部的“绝缘衣”。

  因为中外铁路制式的不同,在中国所有列车的运行状态和信号都是通过铁轨传输的。无砟轨道板内有大量的钢筋,列车运行时,钢筋会产生磁场和电感,干扰信号传输。

  陈昌万说,解决这个难题,最“简单”的办法,就是给这种轨道板内的钢筋骨架穿上一件绝缘的“外衣”――在轨道板浇注前,根据每一根钢筋的加工尺寸,做好防静电、绝缘处理:“传统的有砟轨枕预制,骨架使用的都是普通钢筋。高铁轨道板使用的钢筋叫环氧树脂涂层钢筋,主要作用就是能绝缘。”

  办法看似简单,做起来却不容易:每一块轨道板内布局有上下两层钢筋网片,需要绑扎1300多个交叉点,要确保每一个点的绝缘性都达到要求,施工中工人们就必须用绝缘丝逐一进行绑扎。

  简单中更蕴含着大学问,陈昌万说,动车运行速度快,遇到紧急情况,处理起来更刻不容缓。钢筋网的绑扎采用横向纵向全部绝缘,能提高信号的反应与处理能力,让动车自动对前方信号反馈回来的情况进行紧急制动,从而大大提升动车的安全性。

  “磨”出高精模具

  时速380多公里的动车,拿起一根香烟,倒立在茶几上却不会倾倒――这种高铁的平稳性,在中铁四局五公司石(家庄)武(汉)高铁建设者这里,与一个数据息息相关:正负零点3毫米――不要以为这只是现代化高精尖仪器中才允许的精度,如今它已经成为对高铁轨道板模具平整度的要求。

  高速铁路建设,没有传统的道砟和枕木,而是采用无砟轨道板,以确保轨道铺设的高度平顺。而要生产出标准化的轨道板,与模具精度控制大有关系。

  针尖般的精度,需要建设者一点点“磨”出来。根据工期任务量,中铁四局五公司石武项目部配置了6个预制台座。每个台座由27套模具组合在一起,而这27个模具的平整度全部要求为正负零点3毫米,难度可想而知。

  要调整出如此的精度,技术人员没少吃苦头。每套模具有8个点要调整到正负零点3毫米的精度范围,27套模具就需要调整216个点。正常情况下一个台座调整下来,需要24个小时,6个台座,就得整整6天。而刚开始摸索的阶段,往往3天才能精调出一个台座。

  但也正是这样高精度的模具,保证了预制轨道板的精度。而这个精度,则决定了钢轨铺设的平顺性、稳定性,高速动车才能“飞”得更稳定。

  除了平整度外,轨道板混凝土的养护,是保证工程建设质量的一道关键工序。

  而高精度、高质量的轨道板是怎样养护的呢?

  用“娇贵”来形容一点也不过分。由于轨道板板芯(轨道板内部温度)温度不允许超过55摄氏度,不得低于10摄氏度,整个养生过程分为静养、升温、恒温、降温四个阶段进行,仅仅按照一年四季变化的自然温度来养生,肯定达不到质量要求的。

  技术人员想了一招儿,用循环热水系统来对轨道板进行养护,即在模具底下均匀布置循环热水管,热水管上装有散热翅片,通过热水循环散热养护。通俗地讲,就好比给轨道板下面铺有暖气片一样,通过散发热量,实现养护。

  “绣”有专用名字

  轨道板在预制车间“静养”24小时后,会运输到毛坯板存放区存放28天,然后送进打磨车间开始“精耕细作”。

  这个过程其实大有讲究的,在位于河南新郑市郊外的中铁四局五公司石武高铁轨板场打磨车间,技术负责人黄杰说,用在钢筋混凝土上“绣花”来形容一点不为过。

  “设计院对每一块轨道板都有规定的参数,然后再依设计放到高铁线路上的指定位置。”黄杰说,给定的参数有时是一个坡度,有时是一条直线,有时是曲线,有时是平行线,参数不同,几乎每块板都要按特定的参数打磨。

  轨道板从打磨场出去后送到高铁铺轨工地时,每块板都有自己专用的“姓名”(编号),代表着它在高铁线路的哪一段、哪个位置,同时又能确保每块轨道板质量控制的可追溯性。

  “一块轨道板在高铁线路上需要铺设成什么状态,在场里就通过先进的数控磨床‘绣’好了,到线上直接铺设精调,既减小了铺板难度,也提高了铺轨精度与铺设周期。”黄杰说,不仅如此,其实每一块混凝土轨道板上的20个用于固定钢轨的扣件基座,都是用造价千余万元的精密数控磨床精加工,确保标高误差不超过0.2毫米。

  目前,CRTSⅡ型高铁轨道板由于其良好的结构连续性、平顺性、稳定性、耐久性和少维修性能等优点,对动车运行的安全性、平稳性、旅客的舒适性具有重要的决定性作用,已成为世界客运专线、高速铁路建设的发展方向。我国新建的京沪、石武、沪昆客运专线,均采用了CRTSⅡ型轨道板。

  我国建造第一条城际铁路――京津城际铁路时,轨道板制造技术全部从国外引进;到了京沪高铁建设时,则引进与国产化并重、国产为主,而在中铁四局五公司承建的石武高铁上,则实现了完全国产化。由该公司自主开发的高铁轨道板制造工法,已经通过中国中铁集团的评审,正上报铁道部部级工法――“我们现在要做的,不仅是让高速铁路轨道板技术有了中国标准,而且还要走向世界。( 彭华 李茂)


 

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