高速鐵路標(biāo)準(zhǔn)梁橋技術(shù)與應(yīng)用
(一)主要技術(shù)內(nèi)容
中國高速鐵路建設(shè)規(guī)模之大、范圍之廣、速度之快堪稱世界奇跡。截至2015年底,我國高速鐵路運營總里程已達(dá)19000公里,廣泛分布于國內(nèi)廣大地區(qū)及高寒、高原、亞熱帶沿海、艱險山區(qū)等特殊地區(qū),不同線路橋梁平均占比約55%,其中標(biāo)準(zhǔn)梁橋占全部橋梁長度的98%以上,應(yīng)用總量達(dá)30余萬孔、總長超過10000公里,直接建設(shè)投資近3000億元。標(biāo)準(zhǔn)梁橋的設(shè)計理論、建造模式及運營性能控制是我國高速鐵路建設(shè)過程中面臨的重大科學(xué)問題之一,其技術(shù)性能、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、施工速度與運營性能等是影響我國高速鐵路建設(shè)成敗的關(guān)鍵因素,成為保障高速鐵路線路高平順性與高速列車長期平穩(wěn)運行的關(guān)鍵控制環(huán)節(jié)。為此,依托“九五”國家重點科技攻關(guān)計劃,原鐵道部持續(xù)立項,課題組系統(tǒng)開展了近20年的理論、設(shè)計與試驗研究工作,先后完成了20余項科研課題,系統(tǒng)開展了箱梁“制造、運輸、架設(shè)”工藝、使用性能和極限承載能力試驗,以及各類標(biāo)準(zhǔn)梁橋的長期變形觀測試驗等研究工作。課題組以滿足高速列車安全與舒適、橋上軌道高平順性、高穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性及少維修為目標(biāo),建立了中國特有的、以跨度32米整孔簡支箱梁橋為主的標(biāo)準(zhǔn)梁橋設(shè)計、建造、驗收、運營維護(hù)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)體系。項目主要創(chuàng)新成果有:
1. 發(fā)展了中國高速鐵路標(biāo)準(zhǔn)梁橋設(shè)計理論。創(chuàng)新了高速鐵路“橋梁-軌道”靜力學(xué)相互作用的計算方法;創(chuàng)新了高速鐵路“列車-橋梁”動力學(xué)分析方法;建立了高速鐵路列車荷載圖式,構(gòu)建了基于“剛度控制”的高速鐵路標(biāo)準(zhǔn)梁橋成套技術(shù)參數(shù)體系;系列成果成功應(yīng)用于高速鐵路橋梁建設(shè)。
2. 創(chuàng)新了高速鐵路標(biāo)準(zhǔn)梁橋設(shè)計。提出了我國高速鐵路標(biāo)準(zhǔn)梁橋的主型橋式;創(chuàng)新了高速鐵路標(biāo)準(zhǔn)梁橋變形控制設(shè)計方法,實現(xiàn)了鐵路標(biāo)準(zhǔn)梁橋結(jié)構(gòu)長期變形“厘米級”至“毫米級”的技術(shù)突破;系統(tǒng)設(shè)計了跨度24m、32m簡支箱梁和主跨48m~100m連續(xù)梁系列標(biāo)準(zhǔn)圖。
3. 構(gòu)建了高速鐵路32m標(biāo)準(zhǔn)梁“制造、運輸、架設(shè)”快速施工成套技術(shù)。提出高速鐵路簡支標(biāo)準(zhǔn)梁橋快速建設(shè)模式;創(chuàng)新高速鐵路整孔簡支箱梁建造技術(shù);創(chuàng)新整孔箱梁運架工藝控制技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn);建立了標(biāo)準(zhǔn)梁橋變形過程控制與評估技術(shù),形成了高速鐵路標(biāo)準(zhǔn)梁橋“先架后鋪”的建造模式。
(二)研究成果及知識產(chǎn)權(quán)情況
本項目獲得發(fā)明專利12項、實用新型專利16項,國家級工法2項,專著1部,論文76篇(6篇SCI、8篇EI)。
(三)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、應(yīng)用推廣及效益情況
高速鐵路標(biāo)準(zhǔn)梁橋技術(shù)已在全部時速250公里及以上高速鐵路中應(yīng)用,并得到了長期的運營檢驗,最高運營速度350公里/小時,最高試驗速度達(dá)486.1公里/小時。近三年銷售額1094.9億,新增利潤21.0億元。由三位院士等八位專家組成的專家組認(rèn)為項目構(gòu)建的高速鐵路標(biāo)準(zhǔn)梁橋建造技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

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