鐵路線上換一孔橋梁,需要多長時間?
中國工程師給出答案:4小時。在我國西煤東運第二條大通道——朔黃鐵路上,鐵路橋梁換運架一體機“太行號”首次亮相,從拆舊換新到完成鋪軌,每孔作業(yè)時間穩(wěn)定在4小時,刷新紀錄。近日,完成6孔換梁作業(yè)的“太行號”結束今年任務,朔黃鐵路將更好投入今冬明春保暖保供工作。
“此前,國際上的鐵路換梁技術分為橫移換梁、龍門吊換梁等,但均需要長時間斷線、改線,對鐵路行車組織造成影響。尤其是遇到高墩、復雜地形地貌時,這些技術均無法完成換梁任務。”中鐵第五勘察設計院集團有限公司(以下簡稱“鐵五院”)副院長、總工程師諶啟發(fā)說。
如何做到即換即通車?這得益于“太行號”的收折式設計。整個裝備采用“兩車夾一機”的編組方式,兩側為內燃機車,中間為換梁裝備。
當天窗開啟,內燃機車馱上新梁來到換梁橋位。自動對位、調平設備后,“太行號”伸出門架支腿、平轉90度展開;頂升主梁、放下起重小車,變身超級“大力士”。隨后,起重小車穩(wěn)穩(wěn)夾住舊梁,輕輕吊起,放至馱梁小車。再移動至另一側,吊來新梁,平穩(wěn)落放至換梁橋位。
“是不是看起來覺得挺簡單的?”鐵五院機械公司總經理、“太行號”制造及技術服務負責人周光忠說,每個部件長啥樣、取啥材、有多重都經過精心設計。
最難的是如何確保“太行號”小巧卻有力。為了確保換梁不斷線,“太行號”高不得超過線路接觸網,即6米;寬不得超過線路建筑限界,即4.88米;還得一口氣吊起16米長、160噸重的整孔簡支梁,對結構設計、生產制造都提出了很高要求。
經過2年研發(fā)、3次大方案修改,“太行號”的雛形得以確定,此后又歷經多次升級:加裝攝像頭傳感器與十字標糾錯定位,提高落梁控制精準度,確保箱梁落位準確;配備智控系統(tǒng),確保在全黑隧道內也可準確定位、精準施工。
即使是在曲線、大坡度線路上,“太行號”也能換梁施工。“我們預留了23.7厘米的橫移能力,為馱梁小車配備了3.3度的偏轉能力,可滿足全工況換架梁要求。”研發(fā)設計項目技術主要負責人吳敬蓬說。
要實現4小時成功換梁,還需要訓練有素的換梁隊伍。“在既有鐵路線上施工,不只是設備研發(fā)問題,還是一整套施工組織與管理問題。”“太行號”課題組負責人萬鵬表示,比如此次朔黃鐵路正線換梁,就涉及煤礦生產組織、港口運輸等一系列運營管理。
為此,朔黃鐵路公司專門提供試驗場地,鐵五院組織骨干隊伍進行換梁試驗,針對裝備首次“上線作業(yè)”采取了多項有效措施,制定應急預案,“最終形成了換梁機全套換梁作業(yè)技術與安全管理體系。”萬鵬說。
截至2022年底,我國鐵路營業(yè)里程達15.5萬公里。不少地區(qū)的普速鐵路已歷經半個世紀以上的運營周期。隨著運營里程和使用年限不斷積累,很多鐵路橋梁都有了不同程度的損傷。在朔黃鐵路的成功實踐,驗證了“太行號”的能力,也為鐵路維護保養(yǎng)提供了新方式。
眼下,研發(fā)團隊正摩拳擦掌,沖刺“太行號2.0版”的研發(fā),用于滿足24米、32米全工況、全梁型的換架梁需要,為我國鐵路既有線路快速安全維養(yǎng)與高質量迭代發(fā)展,提供可靠的工程裝備保障。