國家科技支撐計劃重要項目之一的重載鐵路30噸大軸重實車綜合試驗，在神華集團朔黃鐵路公司管內(nèi)北大牛站—回鳳站區(qū)間，歷經(jīng)數(shù)月的前期準備和22天的現(xiàn)場試驗最終取得圓滿成功，這在我國既有鐵路運營線上尚屬首次。

 

　　本次試驗選定測試點35個（橋涵14個、軌道11個、路基8個、隧道2個），試驗列車由18輛C96和KM96車輛、10輛C80車輛、10輛C70車輛、8輛C64車輛編組而成。主要測試了試驗列車在25t、27t、30t以上不同荷載重量下的車輛運行狀態(tài)，以及試驗區(qū)段線路等基礎(chǔ)設(shè)施的承載情況，通過試驗，獲得了大量、詳實、可靠的數(shù)據(jù)。

 

　　綜合試驗結(jié)果表明，相同軸重條件下，貨車鄰軸距與車長對橋涵結(jié)構(gòu)的加載影響與理論分析吻合一致。30噸軸重列車荷載作用下，測力輪對、地面各監(jiān)測點處所測安全參數(shù)均在限值以內(nèi)，行車安全有保證。橋涵結(jié)構(gòu)、軌道結(jié)構(gòu)、路基基床、隧道基底垂向受力與列車軸重關(guān)系明顯，橫向受力在直線區(qū)段受軸重影響較小、小半徑曲線區(qū)段橫向受力隨軸重增大呈增大趨勢。各項控制參數(shù)均在安全限度內(nèi)，線路設(shè)備安全狀態(tài)有保障。據(jù)此可以證明，在既有線路上，采取增加車輛軸重，提高牽引質(zhì)量，開行2萬噸及以上重載列車，可使鐵路運能在較短時間內(nèi)獲得大幅度提升。

 

　　依據(jù)世界重載鐵路協(xié)會2005年修訂的重載鐵路標準，重載鐵路至少應滿足以下三個指標中的兩個：重載列車牽引質(zhì)量至少達到8000噸；軸重（或計劃軸重）為27噸及以上；在至少150公里線路區(qū)段上年運量超過4000萬噸。

 

　　從目前來看，我國重載鐵路運輸?shù)牧熊嚑恳|(zhì)量和年運量均已大大超過上述標準，但列車軸重成為我國重載鐵路發(fā)展的短板。由于我國鐵路在重載運輸方面起步較晚，已開展的25噸軸重條件下重載鐵路軌道結(jié)構(gòu)、橋梁和路基狀態(tài)評估與強化技術(shù)研究，雖積累了一定的實踐經(jīng)驗，但尚未形成適合國情的技術(shù)體系，30噸及以上大軸重的重載鐵路運輸技術(shù)難度大，涉及面廣，在我國尚屬空白。雖然國外大軸重重載運輸技術(shù)相對成熟，但其應用條件與我國重載鐵路年運量大、列車開行密度高、運輸組織模式多樣化的國情有較大差異，不可能直接套用。因此，為適應我國能源需求的強勁增長、緩解煤炭運輸壓力、保障國家能源安全，必須攻克重載鐵路運輸發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，建立適合我國國情的重載運輸技術(shù)體系。

 

　　2012年，神華集團立項進行大軸重重載運輸條件下基礎(chǔ)設(shè)施強化改造技術(shù)研究課題，著力研究解決朔黃鐵路既有基礎(chǔ)設(shè)施在大軸重下面臨的技術(shù)問題，通過基礎(chǔ)設(shè)施的評估和強化改造，使基礎(chǔ)設(shè)施能滿足大軸重、大運量的運輸要求。

 

　　2013年，在前期研究的基礎(chǔ)上，神華集團所屬朔黃鐵路發(fā)展有限責任公司承擔了國家科技支撐計劃項目“軸重30噸以上煤炭運輸重載鐵路關(guān)鍵技術(shù)與核心裝備研制”。作為項目主持單位，朔黃鐵路公司在掌握國際重載技術(shù)發(fā)展趨勢和技術(shù)成就的基礎(chǔ)上，以朔黃鐵路3。5億噸擴能改造工程為依托，聯(lián)合一批掌握大功率電力機車核心技術(shù)、引領(lǐng)大軸重貨車整車技術(shù)性能提升、掌握鐵路通信系統(tǒng)成套技術(shù)、具有高可靠無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)研究實力以及具有豐富鐵路綜合設(shè)計與強化改造經(jīng)驗的單位，立足自主創(chuàng)新和原始創(chuàng)新，以攻克軸重30噸及以上重載鐵路運輸發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)、研制核心裝備為目標，通過研制自主知識產(chǎn)權(quán)的軸重30噸以上鐵路重載運輸成套裝備和既有基礎(chǔ)設(shè)施改造及強化技術(shù)，形成我國軸重30噸以上鐵路重載運輸技術(shù)體系和創(chuàng)新能力，為我國既有鐵路擴能提供技術(shù)和裝備支撐。

 

　　朔黃鐵路是我國西煤東運的第二大通道。自開通運營之日起，年運量持續(xù)增長。2009年開行萬噸列車以來，年運量以千萬噸級的速度增加。截至2012年12月31日，這條重載煤運通道已累計運煤13。476億噸，實現(xiàn)運輸收入871。48億元，實現(xiàn)總利潤425。58億元，為股東分紅166。44億元，上繳國家稅收148。41 億元，為國家的能源運輸作出了重大貢獻。

 

　　朔黃鐵路公司在優(yōu)化、升級運力的同時，依靠科技創(chuàng)新，持續(xù)開展重載鐵路運輸?shù)难芯颗c實踐。先后開展了對重載鐵路橋梁和路基檢測強化技術(shù)、延長鋼軌使用壽命技術(shù)措施、機車無線重聯(lián)同步控制系統(tǒng)、80噸自卸式煤炭漏斗車等一系列研究，初步形成了具有自身特色的重載鐵路運營管理模式和一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的重載鐵路核心技術(shù)，重載運輸取得了顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。

 

　　朔黃鐵路公司當前承擔的 “軸重30噸以上煤炭運輸重載鐵路關(guān)鍵技術(shù)與核心裝備研制”項目，主要研究內(nèi)容是研制軸重30噸以上煤炭運輸載重100噸級貨車、9600千瓦交流傳動電力機車、重載列車狀態(tài)智能化監(jiān)測系統(tǒng)、重載鐵路新型寬帶移動通信系統(tǒng)、重載列車智能化操控系統(tǒng)；研發(fā)軸重30噸以上條件下重載運輸調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)、線路基礎(chǔ)設(shè)施強化改造措施；通過系統(tǒng)集成，在既有朔黃重載鐵路建成長度不小于50公里示范工程，實現(xiàn)大軸重（載重100噸級）、牽引質(zhì)量2萬噸以上重載試驗列車開行。該項目的實施立足于既有鐵路開展大軸重重載鐵路技術(shù)體系研究，實現(xiàn)大軸重重載鐵路運輸，在大幅度提高運能的同時，避免因運能不足而增建二線、三線，節(jié)省大量投資與用地，有利于環(huán)境保護；同時，大軸重、高牽引質(zhì)量的重載鐵路運輸可提高機車車輛的運轉(zhuǎn)效率，降低牽引能耗和機車車輛的養(yǎng)護維修費用，提高經(jīng)濟效益。

 

　　該項目的研究和成果運用，可以整體提高我國重載鐵路核心裝備和關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)，以及重載鐵路建設(shè)、運營管理水平，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大軸重重載鐵路成套技術(shù)體系，緩解我國西煤東運能力緊張的局面，為國民經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展提供有力的保障。

 

　　由于重載鐵路技術(shù)體系研究是一個系統(tǒng)工程，涵蓋機車車輛、工務(wù)工程、通信信號、運輸組織、系統(tǒng)集成等多專業(yè)，涉及新材料、新工藝、電力電子、自動控制、信息技術(shù)等高新技術(shù)的應用。通過大軸重鐵路運輸技術(shù)體系的研究，還將帶動我國相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新能力的提升，促進信息通信、電力電子、材料化工、機械制造、自動控制等學科的發(fā)展，成果實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，形成完備的產(chǎn)業(yè)鏈，提升我國高端裝備制造、電力電子、軟件技術(shù)、安全防護等行業(yè)的水平。

 

　　根據(jù)國家科技支撐計劃項目研究的總體規(guī)劃，本次“30噸大軸重實車綜合試驗”的目的是通過大軸重試驗列車與運營列車對既有基礎(chǔ)設(shè)施的動態(tài)和靜態(tài)作用測試，掌握大軸重下基礎(chǔ)設(shè)施的受力狀態(tài)和荷載特性，為既有基礎(chǔ)設(shè)施對大軸重的適應性評估提供技術(shù)支持，同時為朔黃鐵路基礎(chǔ)設(shè)施的強化改造提供依據(jù)。

 

　　綜合試驗選擇北大牛—回鳳區(qū)間為綜合示范段，該區(qū)間涵蓋了朔黃鐵路的主要橋涵結(jié)構(gòu)、隧道襯砌和基底結(jié)構(gòu)、主要路基結(jié)構(gòu)、小半徑以及長大坡道等，具有較強的代表性。

 

　　綜合試驗采用4000～5000噸編組大軸重試驗列車實車試驗，貨車軸重從25噸開始，逐級加載直至達到30噸。列車編組方案為，SS4機車（黃驊港側(cè)）+ 客車（工作車）+ 10節(jié)C80 + 10節(jié)30噸軸重C100 + 6節(jié)30噸軸重KM96B（不銹鋼） + 2節(jié)30噸軸重KM96（鋁合金）+ 10節(jié)C70 + 8節(jié)C64K（K2轉(zhuǎn)向架）+ SS4機車（神池南側(cè)）。整列車編組46輛（不含機車和工作車），牽引質(zhì)量約4392～4720噸，列車長度690。4。

 

　　綜合試驗內(nèi)容共分為四大板塊：（1）橋涵結(jié)構(gòu)測試，選擇各種類型的涵洞結(jié)構(gòu)、跨度12～15米鋼筋混泥土框架橋、跨度16～32米范圍預應力混泥土梁、跨度24米和32米超低高度預應力混泥土梁、雙線整體和分離式橋墩、擴大基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)、鋼支座和盆式橡膠支座等14個工點。（2）路基結(jié)構(gòu)測試，選擇不同路基狀態(tài)及不同病害整治措施地段進行路基基本狀態(tài)及原位試驗，測試工點8個。（3）隧道結(jié)構(gòu)測試，選擇示范段內(nèi)三家村與石河口隧道Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級圍巖區(qū)段進行隧道靜態(tài)試驗，2個測試工點共6個斷面。（4）軌道結(jié)構(gòu)與部件測試，在示范段范圍內(nèi)選擇小半徑曲線區(qū)段、橋梁區(qū)段、過渡段、直線段、12號固定轍叉道岔等11個工點進行測試。

 

　　經(jīng)過22天的現(xiàn)場試驗，重載試驗列車共在北大牛—回鳳區(qū)間運行22個往返，累計安全運行里程約1892公里，北大牛—原平南區(qū)間運行13個往返，累計安全運行里程約520公里。對照相關(guān)評判標準，通過對試驗區(qū)間35個測試點的線路狀況進行實時的全面檢查和分析，得出的結(jié)論是：30噸軸重列車荷載作用下，測力輪對、地面各監(jiān)測點處所測安全參數(shù)均在限值以內(nèi)，試驗取得圓滿成功。

 

　　除朔黃鐵路公司外，中國鐵道科學研究院、西南交通大學、美國鐵路運輸技術(shù)中心等機構(gòu)參與了試驗全過程，神華集團副總經(jīng)理、朔黃鐵路公司董事長、總經(jīng)理薛繼連對試驗進行了技術(shù)考察。