中國(guó)鐵路Ⅱ型軌道板助力高速鐵路建設(shè)
強(qiáng)力技術(shù)攻關(guān) 把外國(guó)數(shù)控磨床變成“中國(guó)制造”
京津城際軌道交通工程無(wú)碴軌道系統(tǒng)是在引進(jìn)德國(guó)博格公司的工藝技術(shù)后，經(jīng)過(guò)吸收、消化和創(chuàng)新而形成的國(guó)產(chǎn)化產(chǎn)品，稱之為：CRTSII型軌道板技術(shù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由防凍層、混凝土支承層和軌道板組成，具有高精度、高平順性，高穩(wěn)定性、少維修的技術(shù)特點(diǎn)。說(shuō)起它的研制就要先說(shuō)說(shuō)生產(chǎn)它的數(shù)控磨床，只有生產(chǎn)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，才能生產(chǎn)出國(guó)產(chǎn)化的產(chǎn)品來(lái)。
2005年深秋，中鐵六局中標(biāo)北京段，同時(shí)承擔(dān)了97.58公里的軌道板生產(chǎn)任務(wù)。更為艱巨和具有歷史意義的任務(wù)是將德國(guó)技術(shù)、設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，為中國(guó)高速鐵路積累具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，為優(yōu)質(zhì)高效地完成軌道板的制造和鋪裝，中鐵六局于平谷區(qū)馬坊鎮(zhèn)工業(yè)開(kāi)發(fā)園籌建了占地面積約124畝的軌道生產(chǎn)廠。
當(dāng)時(shí)全世界只有德國(guó)有一臺(tái)數(shù)控磨床試生產(chǎn)過(guò)30多米高速鐵路所需要的軌道板。首先要將數(shù)控磨床國(guó)產(chǎn)化。數(shù)控磨床什么樣子？如何生產(chǎn)制造？在中國(guó)誰(shuí)也沒(méi)見(jiàn)過(guò)，誰(shuí)也沒(méi)做過(guò)。為了做到心中有數(shù)，在德國(guó)專家到來(lái)之前獲得第一手資料，中鐵六局科技人員反復(fù)閱讀“博格”公司提供的資料，翻閱大量圖書(shū)，反復(fù)研究，搜索有關(guān)數(shù)控磨床的相關(guān)資料，走訪北京數(shù)控協(xié)會(huì)專家，初步確定了大連、威海、杭州、上海等5家國(guó)內(nèi)公司。全國(guó)最大也是最有可能承擔(dān)生產(chǎn)數(shù)控磨床的廠家首先放棄了合作。原因是：技術(shù)復(fù)雜程度高、制作難度大、設(shè)備周期長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)沒(méi)有先例。但德國(guó)專家不僅不給出考察意見(jiàn)，反而在巧妙地介紹德國(guó)的數(shù)控磨床。中鐵六局科技人員沒(méi)有放棄，決心將把德國(guó)博格板變成中國(guó)制造。他們一邊征求德國(guó)專家的協(xié)作指導(dǎo)，一邊加緊科技攻關(guān)，最后中鐵六局和威海華東數(shù)控公司簽訂的制作研發(fā)協(xié)議，中鐵六局提供研發(fā)技術(shù)支持，翻譯德國(guó)的有關(guān)技術(shù)參數(shù)，然后威海廠家根據(jù)這些參數(shù)進(jìn)行制作磨床，從而實(shí)現(xiàn)了數(shù)控磨床國(guó)產(chǎn)化。幾個(gè)月后，中國(guó)第一、世界第二的高速鐵路軌道板數(shù)控磨床誕生了，打磨精度誤差高度0.1毫米，整個(gè)打磨過(guò)程全部實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。
數(shù)控磨床安裝后，又對(duì)磨床進(jìn)行了十幾項(xiàng)適應(yīng)“本地水土”的技術(shù)革新。德國(guó)高速鐵路信號(hào)傳輸專門(mén)敷設(shè)電纜，中國(guó)的鐵路信號(hào)傳輸是依靠?jī)筛撥?，因此軌道板?nèi)鋼筋骨架形成的磁場(chǎng)會(huì)干擾行車信號(hào)。為了“中國(guó)化”，科技人員又發(fā)明了紅藍(lán)相間的絕緣卡，確保了每一個(gè)交叉處達(dá)到絕緣標(biāo)準(zhǔn)，德國(guó)博格公司提供的混凝土養(yǎng)護(hù)的溫控儀是人工控制的溫控儀，看過(guò)溫控儀圖紙后，科技人員對(duì)溫控儀進(jìn)行革新改造，采用電腦進(jìn)行溫度自動(dòng)化控制，保證了軌道板的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。
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10個(gè)月 將德國(guó)高速鐵路技術(shù)全面國(guó)產(chǎn)化
軌道板模具馬上就到廠安裝了，符合德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的水泥等原材料還沒(méi)有確定。為了能夠開(kāi)發(fā)出符合軌道板生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的水泥，中鐵六局先后走訪了華北地區(qū)的所有水泥廠家，經(jīng)過(guò)與廠家的再三協(xié)商，終于有三家同意了研制，但由于技術(shù)和工藝要求較高，三個(gè)水泥廠家均以各種借口欲退出試制工作。在此情況下，科技人員毫不氣餒，主動(dòng)與各家水泥廠領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行協(xié)商和洽談，并提出建議，功夫不負(fù)有心人，2006年7月，試制的水泥終于滿足了德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)要求。
由于軌道板生產(chǎn)所用混凝土的復(fù)雜性及國(guó)內(nèi)原材料與德國(guó)之間的差異性，混凝土的試配工作極其重要和困難重重。法國(guó)拉法基這個(gè)在國(guó)際上享有盛名的企業(yè)做了四次試驗(yàn)之后答復(fù)“做不了”。國(guó)內(nèi)最大、最有實(shí)力的廠家在數(shù)十次試驗(yàn)之后同樣宣告失敗。殘酷的事實(shí)面前，中鐵六局集團(tuán)成立了QC攻關(guān)小組。在進(jìn)行砼試配工作中，科技人員制訂了一整套試配措施，對(duì)原材料逐一試驗(yàn)，一個(gè)試驗(yàn)周期要二十四小時(shí)，就要二十四小時(shí)盯在試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)，隨時(shí)解決出現(xiàn)的各種問(wèn)題。經(jīng)過(guò)幾十次的實(shí)驗(yàn)，最終選擇和確定了混凝土最佳配合比，得到了德國(guó)專家的認(rèn)可。上百次試驗(yàn)后，那個(gè)期盼了許久的、很平常的阿拉伯?dāng)?shù)字出現(xiàn)了，然而在大家心中，它的威力不亞于一顆原子彈。它證明了中國(guó)高速鐵路軌道板原材料實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。
軌道板施工從選材到發(fā)運(yùn)，每道工序都實(shí)行嚴(yán)格把關(guān)。主要經(jīng)過(guò)：原材料經(jīng)檢驗(yàn)、毛坯板鋼筋入模、預(yù)應(yīng)力筋張拉、安裝分絲隔板、終張拉、鋪設(shè)上層鋼筋網(wǎng)片、安裝預(yù)埋塑料套管等7道關(guān)口。鋼筋安裝完畢后，檢測(cè)各層鋼筋間的絕緣性能，確保鋼筋間的絕緣。為確保軌道板的外觀質(zhì)量，采取了模板表面噴涂脫模劑、清除表面混凝土殘碴、縫隙密封等措施，并嚴(yán)格控制混凝土的坍落度、含氣量、溫度的指標(biāo)。混凝土布料機(jī)從臺(tái)座的第1套模板到第27套模板，依次將混凝土灌注入模。出模后，切斷預(yù)應(yīng)力筋，其加工精度高達(dá)萬(wàn)分之一，在混凝土刮平并刷毛后將調(diào)高裝置壓入混凝土中。
毛坯板出廠后，要進(jìn)行精細(xì)打磨，高速鐵路軌道板不是普通的混凝土制品，承軌臺(tái)打磨精度保證鋼軌架設(shè)誤差不超過(guò)0.1毫米。打磨后就要開(kāi)始吊裝出模，9噸重的軌道板必須使用真空吊裝。簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)就是我們生活中常用到的吸附在光滑玻璃和瓷磚墻上的橡膠吸盤(pán)原理?？墒且?噸重的軌道板的吸盤(pán)應(yīng)該是什么樣子？國(guó)內(nèi)的廠家都不知道。德國(guó)專家提供的資料是一張照片和幾十個(gè)參數(shù)，這與能“吸”起9噸重的軌道板相差得實(shí)在是太遠(yuǎn)了。科技人員找到生產(chǎn)真空吊具的荷蘭廠商，報(bào)價(jià)9萬(wàn)歐元，折合人民幣約90萬(wàn)元。中鐵六局還是那句話：靠自己！于是組織技術(shù)人員和國(guó)內(nèi)的廠家共同研發(fā)，生產(chǎn)中國(guó)“史無(wú)前例”的真空吊具。由于工期緊張，京津城際工程沒(méi)有時(shí)間去嘗試失敗。中鐵六局領(lǐng)導(dǎo)派人緊緊盯住生產(chǎn)進(jìn)度和質(zhì)量，講“中國(guó)制造”的愛(ài)國(guó)主義，感染和激勵(lì)廠家在最短時(shí)間內(nèi)一次成功。真空吊具生產(chǎn)出來(lái)后，他們專門(mén)灌注了一塊重20多噸的砼試驗(yàn)品試驗(yàn)，一次試“吸”成功。
2005年12月建廠；2006年7月設(shè)備進(jìn)場(chǎng)；2006年9月軌道板投產(chǎn)。中鐵六局用短短的10個(gè)月建設(shè)了中國(guó)第一條高速鐵路軌道板生產(chǎn)線，生產(chǎn)了中國(guó)高速鐵路第一塊國(guó)產(chǎn)化軌道板。
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9噸重軌道板 鋪裝必須要“對(duì)號(hào)入座”
中國(guó)鐵路二型軌道板的鋪裝是京津城際工程施工的關(guān)鍵一環(huán)，具有技術(shù)工藝新、質(zhì)量要求高，工期非常短的特點(diǎn)和難點(diǎn)。中鐵六局專門(mén)購(gòu)置了4臺(tái)龍門(mén)吊、4臺(tái)BZ砂漿攪拌車、8套軌道板精調(diào)設(shè)備投入到鋪裝施工中。于2007年 月正式開(kāi)始鋪設(shè)工作。CRTSII型板每塊長(zhǎng)6.45米，寬2.55米，厚0.2米。重約9.6噸，均有獨(dú)立編號(hào)，鋪裝必須要“對(duì)號(hào)入座”，在鋪裝前還要制作承載軌道板的底座板作為基礎(chǔ)。底座板施工必須在路基和橋梁的沉降、變形基本穩(wěn)定后才能進(jìn)行。主要工序有鋪設(shè)兩布一膜、硬泡沫塑料板、縱橫向鋼筋間用塑料絕緣卡連接、底座板模板安裝、鋼筋絕緣檢測(cè)、混凝土澆注。CRTSII型板整個(gè)鋪裝過(guò)程要經(jīng)過(guò)粗放、精調(diào)、灌漿、張拉及連接等幾道工序后方可完成。為了肩負(fù)的使命、為了六局的榮譽(yù)，全體員工以頑強(qiáng)拼搏、勇于進(jìn)取的精神，實(shí)行人歇機(jī)器不停，24小時(shí)輪班運(yùn)轉(zhuǎn)。他們頂風(fēng)冒寒、不辭辛苦、晝夜鏖戰(zhàn)，終于按期完成了CRTSII型板鋪裝施工任務(wù)。
據(jù)了解，在每小塊中國(guó)鐵路二型軌道板兩端略微隆起的部分都預(yù)先安裝了扣件和螺栓，中國(guó)鐵路二型軌道板全部鋪設(shè)完成后，鋼軌就被直接固定在中國(guó)鐵路二型軌道板上。與普通有道碴的線路相比，京津城軌的鋼軌由于鋪設(shè)在全線連成一體的巨大軌道板上，線路平順性、穩(wěn)定性、安全性都大大提高，從而滿足列車高速行駛的需要，同時(shí)還能明顯降低列車行駛產(chǎn)生的噪音。
中國(guó)Ⅱ型軌道板 實(shí)現(xiàn)七大自主創(chuàng)新
據(jù)介紹，CRTSⅡ型無(wú)砟軌道板在制造工藝上有七大自主創(chuàng)新：首先軌道板絕緣處理，中鐵六局研制了強(qiáng)度指標(biāo)及絕緣指標(biāo)合格的塑料絕緣卡子和熱縮管，實(shí)現(xiàn)鋼筋節(jié)點(diǎn)間的絕緣。
其次，軌道板同步張拉、放張，中鐵六局研制液壓自動(dòng)張拉系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)同步張拉、放張。
再次，軌道板的跟蹤養(yǎng)護(hù)，在深入理解博格公司養(yǎng)護(hù)工藝的基礎(chǔ)上，中鐵六局自行研制了軌道板養(yǎng)護(hù)溫度控制設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了軌道板實(shí)時(shí)跟蹤養(yǎng)護(hù)要求。
第四是高精度模板工程，模板承軌槽部分的平面度及直線度是保證毛坯板質(zhì)量的關(guān)鍵之一；中鐵六局科技人員利用高精度測(cè)量?jī)x器對(duì)模型及毛坯板實(shí)現(xiàn)定期監(jiān)測(cè)并實(shí)時(shí)調(diào)整。
第五是砼灌注及高頻振動(dòng)，中鐵六局研制出可調(diào)速度的混凝土灌注車，實(shí)現(xiàn)混凝土灌注的均勻性，通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，每套模型配置9臺(tái)變頻振動(dòng)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)了振動(dòng)效果與混凝土和易性的匹配。
第六是真空吸盤(pán)脫模，研制真空吊具，保證了近9噸重的軌道板平穩(wěn)從模型中脫出。軌道板承軌面磨削（高精度）——研制高精度數(shù)控磨床，實(shí)現(xiàn)軌道板承軌面磨削加工工序的自動(dòng)化，保證軌道板幾何尺寸的精度。
最后在軌道板半成品、成品的存放上設(shè)計(jì)了專用存板基礎(chǔ)，確保其穩(wěn)固且控制三個(gè)支點(diǎn)的高度差。并配置可以調(diào)速的起重設(shè)備并設(shè)計(jì)專用的吊具，確保軌道板存放平穩(wěn)而不變形。
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填補(bǔ)技術(shù)領(lǐng)域空白 京滬高鐵全線將采用
2005年12月建廠；2006年7月設(shè)備進(jìn)場(chǎng)；2006年9月軌道板投產(chǎn)；2007年8月，毛坯板下線；2007年9月，軌道板成品完成。中鐵六局集全員之智，在消化吸收德國(guó)博格公司高難度無(wú)砟軌道技術(shù)的基礎(chǔ)上，攻堅(jiān)克難，靠?jī)H有的幾張照片、部分圖紙和數(shù)據(jù)，短時(shí)間內(nèi)將全部設(shè)備及生產(chǎn)流程國(guó)產(chǎn)化，將“博格板”變成了“中國(guó)Ⅱ型軌道板”，不僅為京津城際鐵路提供了14841塊優(yōu)質(zhì)Ⅱ型軌道板，同時(shí)，軌道板預(yù)制工程建場(chǎng)總體設(shè)計(jì)、生產(chǎn)線專用設(shè)備和軌道板模型全部國(guó)產(chǎn)化、軌道板建場(chǎng)基本原則和軌道板制造工藝原理、軌道板用超細(xì)水泥、非國(guó)標(biāo)鋼筋等技術(shù)，也為我國(guó)已經(jīng)開(kāi)工建設(shè)的京滬高速鐵路軌道板制造積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)和參考數(shù)據(jù)。
他們還組織編制了適應(yīng)我國(guó)軌道板生產(chǎn)的《京津城際CRTSⅡ型軌道板制造技術(shù)》工藝規(guī)程等，建設(shè)了集生產(chǎn)區(qū)、存放區(qū)、生活區(qū)為一體的全國(guó)首個(gè)軌道板生產(chǎn)基地。據(jù)統(tǒng)計(jì)，科技人員先后將60多臺(tái)（套）設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，還對(duì)其他小型儀器、工藝進(jìn)行革新。他們發(fā)明了絕緣卡；改進(jìn)鋼筋編架臺(tái)座工藝，軌道板翻轉(zhuǎn)機(jī)夾腳由鋼結(jié)構(gòu)改為橡膠，防止磕損軌道板。一項(xiàng)項(xiàng)、一件件，他們對(duì)38項(xiàng)技術(shù)管理規(guī)程實(shí)施了改進(jìn)創(chuàng)新，各類工序改進(jìn)、設(shè)備改進(jìn)、工法創(chuàng)新。同時(shí)先后進(jìn)行重大技術(shù)攻關(guān)10余項(xiàng)，開(kāi)發(fā)出多項(xiàng)新技術(shù)、新工藝。2007年，中鐵六局平谷軌道板場(chǎng)被鐵道部科學(xué)技術(shù)信息研究所認(rèn)可為7個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)之一，其生產(chǎn)的中國(guó)鐵路二型軌道板被認(rèn)定為“國(guó)際先進(jìn)”，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在該技術(shù)領(lǐng)域的空白，可以說(shuō)是中國(guó)鐵路的“第一板”。
日前，鐵道部確定京滬高鐵全線將采用CRTSⅡ型無(wú)砟軌道，并明確了由中鐵六局負(fù)責(zé)京滬高速鐵路CRTSⅡ型無(wú)砟軌道板生產(chǎn)的培訓(xùn)工作。并要在全國(guó)推廣中鐵六局生產(chǎn)的CRTSⅡ型無(wú)砟軌道板工藝流程、機(jī)械設(shè)備配置及軌道板場(chǎng)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)?？梢灶A(yù)見(jiàn)，不久以后CRTSⅡ型無(wú)砟軌道板將隨著京滬高鐵的全線使用將會(huì)在中國(guó)大地各處展現(xiàn)它中國(guó)鐵路的“第一板”的雄偉身姿。
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