非对称“一对五”滑动道岔
活动栈桥特殊机械连接构件与支座
新技术的采用让火车上下船的效率大大提升。
2011年度国家科学技术奖励大会引起了人们对中国科技力量的关注，而对大连市民来说，其中一项科技成果离我们的生活很近，那就是获得国家科学技术进步二等奖的“烟大铁路轮渡系统集成技术及应用”。
此项目为何能获奖？普通市民能否感受到该项目带来的方便？主管该项目技术工作的全国工程设计大师王俊峰在接受本报记者采访时表示，之所以能获奖是因为四个创新点，在同等条件下，烟大铁路轮渡的火车上下船时间是世界上最短的。
采访专家 王俊峰
铁道第三勘察设计院集团有限公司副总工程师
全国工程设计大师
主管“烟大铁路轮渡系统集成技术及应用”项目技术工作工程简介：烟大铁路轮渡工程
我国铁路网“八纵八横”东部沿海铁路通道的重要组成部分，“十五”国家重点工程。自大连至烟台跨越渤海海峡，铁路引线长34.511公里，海上运输距离约159.8公里（86.28海里），是我国最长的跨海铁路轮渡，以渡运火车为主兼办汽车和旅客运输，是集铁路、港口、渡船系统工程于一体，涉及铁路、港口、船舶、航运等多学科、多专业的综合性系统工程。 2003年8月开工建设，2006年9月通过验收，2006年11月开通运营。获奖项目 烟大铁路轮渡系统集成技术及应用
推荐部门：铁道部
主要完成单位：铁道第三勘察设计院集团有限公司，铁道部工程设计鉴定中心，中国铁路建设投资公司，中铁渤海铁路轮渡有限责任公司，中交第四航务工程勘察设计院有限公司，上海船舶研究设计院，合肥中铁钢结构有限公司工程成就 多项指标创造世界第一
烟大铁路轮渡是我国最长的跨海铁路轮渡工程，也是世界为数不多的海上运输距离超过100公里的大型工程。这一工程的成功建设，标志中国铁路轮渡工程达到国际先进水平。烟大铁路轮渡的开通，让经济总量占全国1/3的东北、环渤海以及长三角地区三大经济圈贯通成为一线。经过几年成功运营，工程经受住考验，多项指标创造了中国乃至世界第一。项目应用 旅客感受到舒适，火车上下船效率提高
由铁道第三勘察设计院集团有限公司牵头的“烟大铁路轮渡系统集成技术及应用”项目，为烟大铁路轮渡工程的成功运营奠定了坚实基础。
对普通旅客来说，他们可以直观地感受到该项目应用带来的舒适性。“船的稳性、噪音等方面都是比较好的。 ”王俊峰说，“而最直接的感受要体现在火车上下船的过程中，与国际上比，我们的效率是比较高的，同等条件下装卸时间要短得多。 ”
该项目先后获得2008年度中国铁道学会科学技术特等奖、2008年度詹天佑土木工程科学技术一等奖等20多个奖项。该项目的技术成果也在中韩铁路轮渡、台湾海峡铁路轮渡规划等项目中推广应用。数字
烟大铁路轮渡创新技术减少铺轨、陆域填海和征地费用3958万元，采用电力推进系统减少港口资金2000万元，同时累计节省燃油费2203万元；
采用“一对五”滑动道岔技术，节省栈桥提升设备资金1312万元，同时每列车节省走行时间19.2分钟；
港口技术创新节省国家建设资金2000万元，同时每年增加运营收入3679万元；
缩短运输距离489公里，累计节省运营费2.39亿元；
其他项目推广应用节省资金670万元。获奖原因四大创新，节省资金数亿元
主管该项目技术工作的王俊峰说，之所以能获国家科技进步二等奖，是因为该项目创新了设计方法和建设运营管理模式，运用系统集成方法，在船、桥、港等方面取得了多项创新成果。“该项目研究总体达到了国际先进水平，其中两桥一坡与船随动技术、厚钢板焊接技术、渡船电力推进系统应用技术达到了国际领先水平。 ”王俊峰说，“我们有四个主要创新点。 ” 1.突破两桥一坡与船随动自动调节技术不用中断火车上下船就能调节桥的位置
“第一个创新点是突破两桥一坡与船随动自动调节技术，实现栈桥升降控制的几何直线动态追踪调整与船随动。 ”王俊峰说，国内外跨海铁路轮渡的多跨栈桥桥跨间的升降装置不能在火车上下船的过程中对桥体坡度作出调整，只能用跳板梁与渡船随动来适应渡船升降，在装卸过程中经常会出现因调整栈桥坡度而使作业中断的情况，降低了装卸效率。
该项目对渡船作业过程进行仿真模拟，结合栈桥结构，分析液压控制系统的控制逻辑流程，实现了栈桥升降控制的几何直线动态追踪调整。在装卸车过程中，根据水域高低、潮位及渡船尾部的升沉变化，采用液压控制系统，利用升降液压缸行程测量比较并调节变量柱塞泵的输出流量，保持中心升降液压缸跟踪同侧的船区升降液压缸按比例进行调节，使桥跨间的升降装置在装卸车过程中始终处于使栈桥桥形为几何直线的动态追随调整状态，避免了多跨栈桥中断作业进行中间调桥的情况发生。
另外，铁路栈桥铰支座的芯板和叉形构件、油缸吊耳构件以及陆区桥与陆地连接构件均为特殊的铰接构件，由厚度为50毫米～120毫米的14MnNbq桥梁结构钢焊接而成，国内尚无成熟的厚板焊接工艺。该项目经大量焊接性能实验，解决了厚钢板焊接和叉形构件热处理技术难题，创造了超厚钢板焊接的新纪录。 2.装备第三代吊舱式电力推进系统节约靠泊时间，节省租用拖船费用
“第二个创新点是我们成功研制了吊舱舵桨电力推进的铁路渡船。这是世界上第一艘装备第三代吊舱式电力推进系统的滚装渡船。 ”王俊峰说，铁路渡船是在客滚船的基础上增加了运载铁路列车的功能，属于附加值较高的高技术船型，全世界范围内都很少建造。虽然吊舱舵桨电力推进技术从上世纪90年代开始在船舶行业逐步得到应用，但国内的应用经验几乎为零。“这个技术在铁路渡船上还是第一次应用。我们通过自主研发，攻克诸多难关，掌握了关键技术，首次建造就获得成功，渡船的经济性和安全性各项指标达到世界先进水平，不但屡获国内外各项大奖，而且被权威的英国皇家造船师协会评为世界50大名船，入选《SIGNIFICANT SHIPS OF 2006（2006年精英船舶）》。 ”
王俊峰介绍说，通过这一工程，我国在世界上首次将吊舱舵桨电力推进系统用于铁路渡船，成功地解决了机桨匹配、系统控制和系统稳定性等技术难题，经过几年的实船检验，运行高效平稳。采用吊舱舵桨电力推进后，渡船在港区靠泊时可轻松实现原地回转、横移等常规船舶无法实现的操纵手段，不需借助拖船，自行频繁尾靠码头，彻底解决了常规船舶低速倒车时操纵性差、容易失控碰撞的问题。既节约了靠泊时间，又节省了租用拖船的费用。 3.应用非对称的“一对五”滑动道岔大大减少栈桥长度节省资金 “在我国铁路首次应用了"一对五"滑动道岔技术，通过桥上的转辙器实现渡船五股道与陆上一股道的衔接。这是我们的第三个主要创新点。 ”王俊峰说。
烟大铁路轮渡陆上为1股道，渡船上为5股道，需要在栈桥上设置道岔连接。如果采用传统方式需设计为四跨，长度将达到135.8m，并需配备四套提升设备，会增加大量投资。“国外部分铁路轮渡采用了滑动道岔，但由于采用对称布置，列车通过时一对车轮将同时处于辙岔的有害空间内，存在安全隐患。 ”王俊峰说：“我们采用非对称布置，解决了这个难题。 ”
烟大轮渡“一对五”滑动道岔通过设在桥上的滑动块横向移动，实现1股道对5股道不同线路间转换。滑动块上布置5股道，钢轨与滑动块整体焊接，由安装在栈桥上的液压油缸牵引横向滑动，计算机自动控制液压油缸的行程，实现不同股道的对接，滑动道岔控制简单，作业安全。道岔区全长49.477米，其中滑动块长11.054米，平面布置紧凑，辙岔群地带全部位于桥上，有效减少了栈桥长度和宽度。道岔结构新颖，可以适应上下船作业繁忙的要求。此外，滑动道岔与渡轮上各股道都能实现顺畅连接，不产生折角，滑动噪音小。“道岔区设计在栈桥上，使栈桥长度从135.8米缩短到53.93米，节省了资金投入。同时咽喉区缩短，减少了车辆走行距离和时间，节省巨额运营成本。 ”王俊峰说。 4.实现路、船、桥、港几个行业的最佳匹配为编制相关行业规范提供借鉴
“项目第四个主要创新点就是创建了铁路、渡船、栈桥、港口的系统集成技术。渡船和栈桥、港口分属不同行业，栈桥是铁路行业，渡船是海运行业，港口也自成一个行业。 ”王俊峰介绍说，本项目首次采用系统集成技术，实现对包含路、桥、港、船等子系统的综合性大型工程的集成设计与施工建造，提出了全新的设计理念，创建了铁路轮渡系统集成模糊性层次分析模型，提出了铁路轮渡系统集成模式评价指标体系，确定了合理的铁路轮渡系统集成关键技术体系，并指导各子系统的技术开发和总体技术集成。在路、桥、船、港等方面取得了多项创新成果，形成了跨海铁路轮渡成套技术。
王俊峰解释说：“其实就是解决路、船、桥、港几个方面的接口难题。在集成中，把几个行业的不同标准集成在一起，使其达到最佳匹配。 ”
铁路渡船的靠岸方式和速度直接影响到铁路轮渡安全正点运行和年可作业天数。此前，我国港工界一般直接采用英国标准，但难以准确掌握渡船靠泊码头时撞击能量的真实情况，也难以确保护舷选型的合理性及码头结构安全。
王俊峰说，通过几年的运营，运行情况证明烟大铁路渡船正点运行是安全可靠的。该研究方法和研究成果为交通运输部最终编制完成并颁布实施的《滚装码头设计规范》提供了技术支撑和借鉴。
| 
发表于 2012-3-6 11:05
提升卡
变色卡
