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赵国堂:高铁带动装备制造业和信息产业发展

2017/10/30 10:34:00  来源:金融界

 

  10月30日,第四届亚洲制造业年会在北京召开,金融界网站全程直播。铁道部京沪高铁股份公司副总经理、总工程师赵国堂发表了主题演讲。赵国堂介绍了京沪高速铁路建造的八大关键技术:精密测量与精细调整技术;基础技术;结构变形控制技术;深水大坝桥梁的建造技术;材料和结构耐久性的控制技术;无砟轨道规模化应用技术;安全施工技术;绿色施工技术。

  赵国堂表示,中国高铁修建面临着地理环境多样性、地质条件复杂性和标准高的挑战,采取了信息化、工业化、机械化的手段,既带动了装备制造业、信息化产业的快速全面发展,也带来了机遇与挑战。

  以下为赵国堂全部发言实录:

  赵国堂:大家下午好,今天下午我准备的不是特别充分,但是我谈的是高速铁路对我们装备制造业和信息化产业的需求,也是对这两个产业的机遇和挑战。

  我给大家讲一下三个方面的内容,首先是工程概况跟大家介绍一下。大家都知道京沪这条线,在互联网上一点就出来,我们这条铁路全长1318公里,设计速度350公里,线路穿过东部的四省三市,横跨四大水系,穿越三大平原和三个低山丘陵区,跨越通航河流、等级以上公路和既由铁路134处,平原地区深厚软土、松软土分布广、低山丘陵区岩溶发育。

  地质条件的复杂性决定了我们这条线路工程上的特点,所以这条线线下工程以桥梁为主,路基占了18.4%,隧道1.2%,轨道全部是无砟轨道,这是工程的基本概况。

  下面给大家介绍一下京沪高速铁路建造的八大关键技术。首先是精密测量与精细调整技术,中国也是有一句古话,叫做差之毫厘谬之千里。高速铁路最核心的就是高精密,从我们的工程开始到结束,施工都是精密测量的技术。过去基本上很少有国产,原来我们用的都是瑞士的,这一两年我们国内有五、六家企业在做了,这个小车有200多台。那么这些设备满足不满足我现在高速铁路高精度的要求呢?可能还不行。比如我现在要求的精度,基本上都在1/4毫米,但是我现在大概是1个毫米,就是检测设备和要求之间的矛盾依然存在,也为下一步咱们国内在高精尖检测技术的发展提出了新的挑战。第二个关键技术就是基础技术,专业层面的不给大家说了,但是这一条线为了控制我的路基和桥梁的承降,像盖房子一样必须把地基处理好。这个桥梁机组处理用的都是钢机组,所以这条线,路基这块处理的长螺旋的钻机,我初步统计了一下接近4千台。

  这里面我们用的最多的,和过去最大区别的是循环挖钻。上次中央电视台问我,说你们现在工期这么压缩,对指标上面有没有影响?我说你到我的工地看一看,我现在工地上的人工劳动力大幅度减少,现在基本上都是机械化。所以像我跟大家说的,过去打一根桩是需要三到四谈,现在很快。这种效率的提高,对我加快铁路建设意义非常重大。

  所以从现在咱们铁路建设来说,对这些设备的输出是非常大的。还有一点我很高兴的告诉大家,我们国内最大的深度已经达到了110多米,这样的话基本能解决我的施工要求。第三个技术就是结构变形控制技术,中国有一句话叫做上梁不正下梁歪,在结构建设里面就是下梁不正上梁歪。如果我的隧道面积过大,那么我的轨道铺上以后,想保证毫米级的精度是非常不可能实现的。所以我们现在对梁的变形、隧道的变形控制非常严。

  这里面也是给大家提供了一个机会,一个就是我现在京沪线,比如80%的桥梁,图片的左下方通过机械来架设的。全线投入900吨的运梁车54套,我记得原来我在部里的时候,秦皇岛有一个企业已经想研发这个东西,那个时候大家信心都不足。还有一个我这条线是397组,大家右上方的这一部分,这个桥控制的核心,就是控制线形的变化。右下方的线,我设计的时候有一个目标,就是我上午要控制到什么程度,这里面涉及到监测系数和我的一个评估系数。实际上说穿了,结构面积里面最重要的一个技术就是线性化施工控制技术,每次都要关注现场的变化,看它有没有达到我预期的目标。所以我们这条线上面,传感器上用的最多的就是光纤传感器,然后就是无线传输的,所以我现在在家里面基本上也能掌握到这些大桥的变形情况。

  第四个关键技术,就是深水大坝桥梁的建造技术,深水大坝桥梁建造技术的核心,一个就是我水中的基础施工,另外一个就是大跨度桥梁的线性控制和合拢技术。先说第一个给大家展示的,是我这条线上跨度最大的长江大桥,中间最大跨度336米。这个桥设计300公里,是一个六线桥,上面有六条铁路。一个是京沪高速铁路,另外一个是呼哈铁路,还有一个南京的轻轨。这个桥最大的一个特点,新材料、新装备、新工艺都用上了。

 新材料,这几年开发了新的钢,上午首钢集团的总经理也介绍了,他们在钢铁方面对我们高铁做的贡献。那么这一座桥实际上是武钢,在我们桥梁用钢上面有了很大的用处。我现在的用钢量是7.8万吨,如果用这种新的钢种,这个桥的用钢量有可能突破9万吨以上。

  另外一个新的装备,这也是世界上目前最大的桥梁支柱,它的支撑达到了18000吨,这也是我们设计制造的。另外一个就是调节器、伸缩装置这些东西,伸缩量都达到了1米。这座桥跨度这么大,热胀冷缩变形量也是非常大的,所以我们这些装置要适应它在温度作用下一米的变化跨度。

  还有一个是新工艺,给大家看看右下角的图片,是施工在水中间的围堰的东西,大概81米长,36米宽,相当于7个标准篮球场那么大。这个围堰怎么下水,怎么精确定位,在工艺上提出了很高的要求。

  第二个桥体量比长江大桥小一点,最大跨度318米,但是结构是刚性的,主要是靠下面这个梁来受力。结构上跟长江大桥不一样的,但是施工上面技术上没有很大的差别。

  第三个案例就是白河大桥,这里面谈到了悬挂施工问题,悬挂法施工就是大家左下手的照片,这个梁是搭积木式的一节一节往上走,最后形成了一整座桥。

  另外我在京沪线上面的一个技术创新,就是我在这里面采用了新的材料,高铁技术仅仅是对装备制造业和信息化产业的带头,在新材料方面,他的影响,带来的促进也是比较大的。过去我拼装了一节,这一节大概是1.5米到2米,拼装一节最少需要7天的时间。采用新的工艺以后,拼装一节大概需要3到4天的时间,这样的话我们可以节省1/3的时间。这样对加快我们的建设意义是非常重大的。

  第五个关键技术就是材料和结构耐久性的控制技术,这里面说到这条线用量最大的材料,就是钢筋混凝土,钢筋混凝土用量是6千万吨,水泥是2700多万吨,沙石料1.2亿吨,先不说材料,大家可以想象,材料背后生产材料的装备,他的需求有多少。然后我有了材料以后,我要把它拌成混凝土。我全线加起来,拌合炉大概是200个。所以这条线的建设,除了我们材料供应商,对我们各种和混凝土有关的各个厂家也提出了更高的要求。

  另外钢筋这一块,因为现在随着对抗震、耐久性的要求越来越提高了,我们的技术也在逐步的提高。我们过去用的比较多的是300斤以上的,现在我们是500斤。

  为了控制材料和结构的耐久性,我们对全线的环境分析比较多,这和今天在座的大家关系不是特别大,为了解决这一块的问题,我们可能在涂层保护方面做的比较多。

  还有一个,就是这么大的工程,一旦涉及到要用料,那量都是惊人的。这个膜说实在的,现在国内的生产厂家有一些做起来还是比较难的,在防水方面还是有缺陷的。

  所以从我这两年的经验,很多东西原来在实验室是做的很好的,一规模化应用就不行了。因为大家物流上面、供应上面提供的保障体系还是不太够的。

  第六个方面的关键技术,无砟轨道规模化应用技术,沪宁、沪杭都用的无砟轨道,但是因为它的用量太大,所以现在不能普及。这一条线是40万块,我从北京到上海这40万块,一块一块的拉进去。首先为了保证规模化应用,生产效应的问题,涉及到我的轨道生产线上的问题,对于我这一条线上最大的创新,就是我研究的这120米的生产线。过去用的是75米的生产线,当然,这里面有关键技术在里面,我不细说了。

  但是这里面我最大的体会,就是我们现在国内确确实实在模板这一块进步非常大,非常感谢大家。没有这个模板不可能生产出来高质量的轨道,所以我希望一些模板厂家还要下功夫,争取咱们在模板制作上面能够达到很高的精度,这样我就没有必要再用磨床了。这个磨床是放钢轨的地方要打磨的,打磨精度是多少呢?0.3毫米。今天在座如果哪位厂家生产出来,保证0.3毫米的模板,那你就做了很大的贡献了。

  还有一个铺设技术,刚才是生产,下面是铺设。铺设里面第一个是轨道板的信条,还有沙浆罐,轨道板的信条是我们自己设计出来的。这个东西好处很大的,原来这一块是人工做的,是不坚固的,大家可以想想,拧螺栓的时候也是受力气的制约的。现在好,这个里面是一个机器人(300024),他在中间就定好位了。另外一个就是沙浆车,这个沙浆车大家在媒体上可能也听到过,沙浆车对我们的系统是至关重要的,没有这个沙浆车,它的在温度、湿度上没有效防控,搅拌出来的沙浆是满足不了我的要求的。所以它的好坏直接关系到我们轨道的好坏。

  第七个是安全施工技术,不管什么工程,安全永远是第一位的,所以我这里面重点还是讲隧道,因为隧道这一块我们这条线是用了成套的机械化的一个东西的,首先是我的施工机,然后是下面的架桥。这里面涉及到的机械化、信息化的工艺比较多,特别是这一条线,每一个人每天在隧道里进去,朝三晚四,我外面的显示屏上是可以显示出来的,他是几点进去的,几点出来的,我们用这个手段确保整个施工的安全。

  第八个关键技术就是绿色施工技术,因为我是感觉高速铁路建设都地处经济发达地区,大家的环保意识非常强,如果不采取绿色施工技术,以后大家反对的就越来越多。所以我这条线挖很多的泥浆,另外也涉及到很多排放的问题。所以我们研发了一个泥浆处理机,泥浆出来直接进入这个处理设备里面,出来就是干净的东西了,你就可以直接运走了。另外的泥浆是循环利用的,这样的话我可以大大节省泥浆石的面积。我们下一步的目标,就是一个管子接到处理设备里面,另外一个管子就是到循环设备里面。

  另外一个,有了泥浆池肯定就得有泥浆,所以我们也研究了一些泥浆的处理手段,首先我们用絮凝剂,通过这种设备,这个设备是浮在泥浆池里面,自动的添加化学药品,自动搅拌,搅拌了以后固液分离,上面的沉下去水就上来了,这个水要达到污水排放标准,这个设备把这个水再派送出去。下面的泥我们还是做了试验,种了小麦玉米什么的,它要配合农作物没有污染。

  另外一个我们这条线受到环保部高度评价的,就是阳澄湖的施工,因为我是七跨阳澄湖,在这个湖上有接近6公里。这个湖是苏州市的水源地,如果用原来的方法,施工肯定要受到污染,所以我们采取了技术,把湖里的泥挖出来沉到这里面,把水上施工变为陆地施工,把垃圾清理完,泥再放回进去,对我们的水没有一点影响。

  刚才说的比较快,把整个京沪建设的关键技术做了介绍。总得来说,我觉得咱们地理环境多样性、地质条件复杂性,标准高。我们是采取了信息化、工业化、机械化的手段,既带动了装备制造业,信息化产业的快速全面发展,也带来了机遇与挑战。所以我觉得高速铁路对大家来说机遇和挑战并存。最后我可以很欣慰的告诉大家,这条线从2008年4月18号开工以来,现在进展顺利,到今年11月底,我们基本上铺通,届时欢迎大家对我们这条线提出意见,有利于我们促进高铁技术的发展,谢谢大家!

 

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