鐵路軌道施工技術(shù)進展及智能建造技術(shù)難點畢業(yè)論文

1、畢業(yè)設(shè)計（論文）報告題 目 學(xué) 院 學(xué) 院 專 業(yè) 學(xué)生姓名 學(xué) 號 年級 級 指導(dǎo)教師 畢業(yè)教務(wù)處制表畢業(yè)學(xué)生姓名： xx填寫 學(xué)號： xx填寫 專業(yè)： xx填寫 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 指導(dǎo)教師意見：（請對論文的學(xué)術(shù)水平做出簡要評述。包括選題意義；文獻資料的掌握；所用資料、實驗結(jié)果和計算數(shù)據(jù)的可靠性；寫作規(guī)范和邏輯性；文獻引用的規(guī)范性等。還須明確指出論文中存在的問題和不足之處。） 指導(dǎo)教師結(jié)論： （合格、不合格）指導(dǎo)教師姓名所在單位指導(dǎo)時間畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱教師評閱意見表 學(xué)生姓名： xx填寫 學(xué)號： xx填寫 專業(yè)： xx填寫 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 農(nóng)村宅基地測量技術(shù)研究 評閱意見：

2、（請對論文的學(xué)術(shù)水平做出簡要評述。包括選題意義；文獻資料的掌握；所用資料、實驗結(jié)果和計算數(shù)據(jù)的可靠性；寫作規(guī)范和邏輯性；文獻引用的規(guī)范性等。還須明確指出論文中存在的問題和不足之處。）修改意見：（針對上面提出的問題和不足之處提出具體修改意見。評閱成績合格，并可不用修改直接參加答辯的不必填此意見。）畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱成績 （百分制）： 評閱結(jié)論： （同意答辯、不同意答辯、修改后答辯）評閱人姓名所在單位評閱時間論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：本人所呈交的本科畢業(yè)論文農(nóng)村宅基地測量技術(shù)研究，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究工作所取得的成果。論文中引用他人的文獻、資料均已明確注出，論文中的結(jié)論和結(jié)果為本人

3、獨立完成，不包含他人成果及使用過的材料。對論文的完成提供過幫助的有關(guān)人員已在文中說明并致以謝意。本人所呈交的本科畢業(yè)論文沒有違反學(xué)術(shù)道德和學(xué)術(shù)規(guī)范，沒有侵權(quán)行為，并愿意承擔(dān)由此而產(chǎn)生的法律責(zé)任和法律后果。 論文作者（簽字）： xx填寫日期：xx填寫年月日題目：鐵路軌道施工技術(shù)進展及智能建造技術(shù)難點崔成中國鐵路工程的建設(shè)經(jīng)歷了從數(shù)量、規(guī)模到質(zhì)量、效益的發(fā)展轉(zhuǎn)變，且當前施工技術(shù)正在從傳統(tǒng)施工方式向智能建造方式轉(zhuǎn)變。隨著自動化、智能化技術(shù)在各領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，智能建造技術(shù)在鐵路軌道工程領(lǐng)域的應(yīng)用也開始了相關(guān)研究并取得了階段性成果，但是其深入研究和全面推廣仍有很多技術(shù)難點需要突破?；诖耍疚暮喴榻B了

4、國內(nèi)軌枕、軌道板預(yù)制和有砟、無砟軌道鐵路鋪軌方面智能建造技術(shù)的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀，根據(jù)現(xiàn)場反饋的信息和對智能化建造技術(shù)的認知，就鐵路軌道智能建造技術(shù)研究的技術(shù)路線、技術(shù)難點、應(yīng)用前景等提出了一定的建議，以期推動鐵路智能建造技術(shù)的發(fā)展。智能建造;鐵路軌道;軌枕、軌道板預(yù)制;有砟、無砟軌道;鐵路鋪軌、技術(shù)難點鐵路是我國交通的大動脈，其規(guī)模和技術(shù)體現(xiàn)了國家經(jīng)濟的實力和科技的水平。我國現(xiàn)已成為世界上高鐵運營里程最多、運行時速最高、在建項目最多的國家。中國高鐵已成為一張亮麗的名片，充分體現(xiàn)了習(xí)近平總書記“推動中國制造向中國創(chuàng)造轉(zhuǎn)變、中國速度向中國質(zhì)量轉(zhuǎn)變、中國產(chǎn)品向中國品牌轉(zhuǎn)變”的重要指示精神，同時為推動鐵

5、路技術(shù)轉(zhuǎn)向升級，打造中國品牌指明了方向。中國鐵路建造技術(shù)已經(jīng)從原始的人工方式發(fā)展為機械化、自動化施工，并正在向自動化、智能化技術(shù)邁進。我國早期的鐵路軌道施工技術(shù)落后，以人力為主，輔以少量的小型機具設(shè)備。鐵路鋪軌時需要人工抬擺枕木、鋼軌，人工釘?shù)阑虬惭b扣件，部分道砟也需要人力補充，因此勞動強度大、安全風(fēng)險高、施工進度慢。七十年代，開始應(yīng)用鋪軌機，實現(xiàn)了鐵路鋪軌施工的半機械化作業(yè)，但軌排生產(chǎn)、上砟養(yǎng)路等環(huán)節(jié)仍以人工為主，機械化程度低;大范圍應(yīng)用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土軌枕及配套的定型鋼軌扣配件，軌枕在工廠內(nèi)預(yù)制生產(chǎn)，隸屬于鐵路局管理，通過鐵路運輸，（如圖1-3）。八十年代至九十年代，鐵路鋪軌普遍使用，還研

6、發(fā)了集T梁架設(shè)和鋪軌功能的鋪架機，鐵路鋪軌施工的綜合進度指標明顯提升，應(yīng)用往復(fù)式軌排生產(chǎn)線使軌排生產(chǎn)的勞動強度進一步降低，線路采用K車補砟、人工小型內(nèi)燃搗鼓機作業(yè)，人員勞動強度得到降低，除了道岔及特殊工況外，鐵路鋪軌作業(yè)基本實現(xiàn)了初步的機械化。軌枕仍在軌枕廠生產(chǎn)，鐵路運輸為主，軌枕定型產(chǎn)品種類少，生產(chǎn)工藝有所改進，（如圖4-6）。新線建設(shè)中無砟軌道和無縫線路很少應(yīng)用，相應(yīng)的施工技術(shù)仍處于空白狀態(tài)。進入二十一世紀，以秦沈客運專線為標志，我國的鐵路軌道施工技術(shù)進入新階段。秦沈客專首次采用新線一次性鋪設(shè)無縫線路新技術(shù)并按設(shè)計時速開通，徹底顛覆了以往先鋪設(shè)有縫線路，開通運營臨管運輸，工程交驗正式運營、

7、線路穩(wěn)定后既有線換鋪無縫線路等傳統(tǒng)的軌道施工觀念。引進了當時世界上先進的單枕連續(xù)法鋪軌機組、大型機械化養(yǎng)路機組，建設(shè)了工地焊軌廠，首次鋪設(shè)大號碼高速鐵路道岔，試鋪了長枕埋入式和單元板式無砟軌道，采用緊密流水法施工工藝，順利實現(xiàn)了按設(shè)計時速開通的目標，為中國鐵路建設(shè)樹立了新標桿，（如圖7-9）我國真正意義上的高速鐵路建設(shè)是以有砟軌道為主的石太客專、無砟軌道為代表的京津城際為開端，鐵路軌道施工技術(shù)在秦沈客?；A(chǔ)上得到新的提升。武廣客專、鄭西客專、京滬高鐵等先后建設(shè)，軌道結(jié)構(gòu)形式也從單一的有砟軌道拓展到多種形式的無砟軌道，高速鐵路軌道施工技術(shù)也從引進成套技術(shù)與設(shè)備，經(jīng)過消化吸收和科技創(chuàng)新，逐步形成了

8、軌道結(jié)構(gòu)種類最多、環(huán)境適應(yīng)性最廣、建造技術(shù)配套最全、施工成本相對最低的中國特色建造技術(shù)。有砟軌道施工以換鋪法和單枕法為主，在國外單枕法鋪軌設(shè)備的基礎(chǔ)上，為適應(yīng)我國500m長鋼軌的技術(shù)標準，自主研發(fā)了CPG500型鋪軌機組，搗固車、穩(wěn)定車、配砟車、道岔搗固車等大型養(yǎng)路機械以及移動式焊軌機實現(xiàn)了國產(chǎn)化并有砟軌道施工中普遍應(yīng)用，高鐵有砟軌道精調(diào)整理中普遍使用新一代的DWL（搗固與穩(wěn)定聯(lián)合作業(yè)）機組，線路軌道在開通前使用鋼軌打磨列車實現(xiàn)了預(yù)打磨，有砟軌道線路施工技術(shù)與裝備水平達到了世界先進水平，（如圖10-13）。有砟軌道的道岔仍采取原位鋪設(shè)為主的工藝，道岔精調(diào)以人工調(diào)整為主，個別鐵路局曾引進國外的道

9、岔換鋪設(shè)備，但是受既有線施工場地條件和要點施工限制，沒有得到推廣。國內(nèi)道岔施工技術(shù)總體上機械化、自動化、智能化程度低，較國外先進技術(shù)相比仍相對落后（如圖14）。國內(nèi)鐵路無砟軌道結(jié)構(gòu)形式主要有CRTS型雙塊式、板式，CRTS型雙塊式、板式，CRTS型板式等，無砟道岔主要有軌枕埋入式、板式等。不同的軌道結(jié)構(gòu)形式適應(yīng)不同的運營條件和施工條件，采用相對應(yīng)的成套工裝工藝進行施工。相對而言，CRTS型雙塊式無砟軌道施工的機械化、自動化程度最高。目前國內(nèi)無砟軌道采用最多的是CRTS型雙塊式和CRTS型板式兩種無砟軌道結(jié)構(gòu)形式，道岔以軌枕埋入式為主，（如圖15-17）。為了適應(yīng)大規(guī)模的鐵路建設(shè)需要，軌枕的預(yù)制

10、已不再局限于鐵路局的生產(chǎn)廠供應(yīng)，通過在現(xiàn)場新建軌枕廠、軌道板廠等大臨設(shè)施，軌枕、軌道板預(yù)制實現(xiàn)了工廠化生產(chǎn)，機械化程度和信息化水平持續(xù)提升，正在向智能工廠邁進，（如圖18-21）。根據(jù)鐵路中長期發(fā)展規(guī)劃，國內(nèi)鐵路建設(shè)將繼續(xù)維持在一定的規(guī)模，市域鐵路、城際鐵路近期將爆發(fā)式增長，高速鐵路向中西部地區(qū)延伸，鐵路之間的聯(lián)絡(luò)線、鐵水聯(lián)運鐵路等提上日程，路網(wǎng)結(jié)構(gòu)日臻完善，以川藏鐵路為代表的高難度鐵路開工建設(shè)，伴隨著人口老齡化和人工成本的快速增長，能保證施工安全、作業(yè)高效、工程優(yōu)質(zhì)的鐵路智能建造技術(shù)的研究應(yīng)用和施工技術(shù)再創(chuàng)新已刻不容緩，國內(nèi)部分相關(guān)的科研院所、施工企業(yè)、裝備制造廠商已開展相關(guān)工作。鐵路軌道施

11、工技術(shù)的總體發(fā)展趨勢有以下幾個方面： （5）鐵路軌道施工管理標準化、智能化提升。當前國內(nèi)鐵路施工項目的管理基本實現(xiàn)了信息化，但各種管理軟件平臺五花八門，各種管理方面的信息和施工過程中的數(shù)據(jù)無法完全貫通，因此需要整合現(xiàn)有管理軟件平臺或開發(fā)適應(yīng)于模塊化管理的專業(yè)軟件平臺。軌枕預(yù)制國內(nèi)早已實現(xiàn)了工廠化，其以環(huán)形流水生產(chǎn)線為主。以中鐵三局為例，在智能化軌枕廠的發(fā)展歷程中，通過對原有軌枕生產(chǎn)工藝、裝備的多次升級改造，打造了黃黃鐵路蘄春智能化軌枕生產(chǎn)車間，達到了國內(nèi)領(lǐng)先水平。蘄春軌枕廠采用流水機組法生產(chǎn)，軌枕養(yǎng)護改進為坑式養(yǎng)護窯分倉智能養(yǎng)護，12道主要生產(chǎn)工序全部機械化、自動化，螺旋筋套管安裝、桁架箍筋安

12、裝、混凝土精準布料、軌枕出入窯、軌枕外形與幾何尺寸檢測、注油蓋、軌枕緩存等工序應(yīng)用了視覺識別、激光掃描、算法分析等智能控制技術(shù)。生產(chǎn)管理中，在建設(shè)單位要求的管理平臺基礎(chǔ)上，引進了MES、SCADA、PHM等先進的管理系統(tǒng)。目前軌枕預(yù)制智能建造技術(shù)研究的難點在于部分智能設(shè)備工作的穩(wěn)定性、技術(shù)參數(shù)的可靠性有待進一步改善，噴砂工藝清模能耗過大需要改進，軌枕緩存沒有分倉養(yǎng)護，軌枕的物流智能管理水平低。軌枕裂紋檢測單純依靠視覺識別技術(shù)，對裂紋判別的可信度偏低，應(yīng)研究基于超聲波探測技術(shù)的專用檢測設(shè)備，（如圖22）。當前軌道板預(yù)制正在逐步推廣流水機組法。采用流水機組法后部分工序?qū)崿F(xiàn)了智能化，如CRTS型板生

13、產(chǎn)中，脫模、清模、套管螺旋筋安裝、預(yù)應(yīng)力鋼筋預(yù)緊和張拉、鋼筋絕緣檢測、蒸養(yǎng)等智能化水平已較高，混凝土精準布料和振搗工位有待提升。但鋼筋籠綁扎工序仍以人工為主，實現(xiàn)機械化、自動化還很難，（如圖23）。有砟軌道智能建造技術(shù)長期以來發(fā)展緩慢，主要原因是軌道結(jié)構(gòu)形式、扣件類型固化，機械鋪軌時自下而上、自始至終的順序施工方式，決定了其施工工藝很難有大的突破。只能在鋪軌機械設(shè)備、線路大機整道等方面做一些減少作業(yè)人員、提高作業(yè)精度、保證工程質(zhì)量的改進。目前國內(nèi)有些施工單位正在聯(lián)合相關(guān)科研院所、設(shè)備廠商做相關(guān)研究，難度較大的課題有： 有砟、無砟通用智能牽引車，解決山區(qū)鐵路隧道外有砟、隧道內(nèi)無砟相互交替的工況下

14、作業(yè)精度和效率問題。研究中存在的問題是設(shè)備擬附加自主巡航走行、鋼軌自動抓取、自動投放與回收滾輪等功能，設(shè)備結(jié)構(gòu)尺寸較大、自重較大，與現(xiàn)場的作業(yè)條件要求有差距，實際效果有待驗證。該項研究雖然可以提升智能化水平，但是造價較高，性價比較差，（如圖24-25）。 目前國內(nèi)無砟軌道智能建造技術(shù)的研究以雙塊式、CRTS型板式無砟軌道為主攻方向，兼顧無砟道岔智能精調(diào)等技術(shù)的研究。 雙塊式無砟軌道。在以往雙塊式無砟軌道軌排框架法、軌排架法的基礎(chǔ)上，重點在成套的施工技術(shù)裝備，在機械化、自動化及智能化等方面做提升。在軌排組裝、軌排運輸、軌排粗鋪、軌排智能精調(diào)、混凝土智能澆筑振搗、自動找平抹面、工地智能養(yǎng)護等方面，

15、以中國中鐵為代表的建筑央企聯(lián)合相關(guān)院所、廠商做了系統(tǒng)的研究與開發(fā)，研制了成套的施工裝備，在高鐵項目進行了試用和驗證。部分功能還需要完善，如軌排智能精調(diào)、混凝土智能澆筑振搗等環(huán)節(jié)，在精度、效率、質(zhì)量等方面未達到預(yù)期目標。在有效工期短，進度要求高，作業(yè)環(huán)境差異大的情況下，現(xiàn)有的智能建造技術(shù)還不能很好的適應(yīng)，相關(guān)單位仍在繼續(xù)探索。 鋼軌焊接。鐵路項目的500m長鋼軌焊接在國鐵集團的焊軌基地完成，各焊軌基地一直在不斷地進行技術(shù)改造與升級。施工單位完成現(xiàn)場的鋼軌焊接，道岔內(nèi)采用鋁熱焊工藝，焊頭數(shù)量較少，對智能化升級沒有強勁的需求。線路采用移動焊軌機閃光接觸焊工藝，配套使用工地上打磨、矯直、正火、探傷等設(shè)

16、備。目前國內(nèi)各單位在信息化方面做了許多研究工作，但需要在鋼軌焊接、鋼軌正火、自動打磨、焊頭探傷與檢測等方面繼續(xù)深化智能化技術(shù)的研究。市域、城際鐵路的施工條件苛刻，部分城市在軌道施工期間仍不具備與既有線接軌的條件，必須采用在現(xiàn)場設(shè)小型焊軌基地，將短定尺軌焊接成非標準長度長軌的方式解決。對現(xiàn)場小型焊軌基地建設(shè)及小型焊軌生產(chǎn)線生產(chǎn)技術(shù)與裝備的適應(yīng)性改造升級將是下一步研究工作的重點。 中鐵大橋院秦順全院士提出的“無應(yīng)力狀態(tài)法”在橋梁設(shè)計與施工監(jiān)控中發(fā)揮了重要作用，借鑒“無應(yīng)力狀態(tài)法”的理念，結(jié)合鐵科院研發(fā)的應(yīng)力放散鎖定監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，采用智能化的長度測量、鋼軌長度標定、鋼軌應(yīng)力應(yīng)變測量、鋼軌位移監(jiān)測等

17、儀器設(shè)備和先進的監(jiān)控手段，研究500m長鋼軌直接放散鎖定的施工工藝和作業(yè)標準，完全有可能達到原來放散鎖定工藝要求的“無縫線路的實際鎖定軌溫準確、均勻”的技術(shù)要求?？v覽國內(nèi)鐵路軌道施工技術(shù)的發(fā)展歷程，分析鐵路軌道智能建造技術(shù)的現(xiàn)狀和面臨的挑戰(zhàn)，智能建造技術(shù)的研究、應(yīng)用任重道遠、勢在必行。 做好頂層設(shè)計，科學(xué)整合資源，加強統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，主攻關(guān)鍵技術(shù)。國內(nèi)鐵路軌道智能建造技術(shù)的研究中，國鐵集團、鐵路科研院所、設(shè)計院、施工企業(yè)、裝備制造廠商及高等院校等均有參與，但是頂層設(shè)計缺失，研究路線模糊，研究團隊各自為戰(zhàn)力量分散，研究方向及內(nèi)容雷同或低端重復(fù)，核心技術(shù)缺失，知識產(chǎn)權(quán)界定不清，研究成果或新的施工技術(shù)與裝

18、備缺乏應(yīng)用驗證。 1 王平主編，郭福安主審.鐵路軌道施工M.北京：中國鐵道出版社，2010.2 劉學(xué)毅主編，羅國偉主審.鐵路工務(wù)檢測技術(shù)M.北京：中國鐵道出版社，2011.3 盧朋，劉新社主編，吳啟新，劉慶凡主審.鐵路工程鋪架技術(shù)與管理M.北京：中國鐵道出版社，2007.5 岳祖潤主編.高速鐵路施工技術(shù)與管理M.北京：中國鐵道出版社，2017.6 【荷】Coenraad? Esveld著，王平，陳嶸，井國慶譯.現(xiàn)代鐵路軌道M.北京：中國鐵道出版社，2014.7 中鐵三局集團編著.秦沈客運專線施工技術(shù)M.北京：中國鐵道出版社，2003.8 余祖俊，史紅梅，朱力強，等編著.高速鐵路無縫線路服役狀態(tài)

19、監(jiān)測理論與實踐M.北京：科學(xué)出版社，2016.9 中國鐵路總公司.中國高速鐵路工務(wù)技術(shù)M.北京：中國鐵道出版社，2017.10 鐵道部工程管理中心.客運專線鐵路無砟軌道施工手冊M.北京：中國鐵道出版社，2010.11 中鐵二局股份有限公司，卿三惠等編著.高速鐵路施工技術(shù)（軌道工程分冊）M.北京：中國鐵道出版社，2013.12 王峰.我國高速鐵路智能建造技術(shù)發(fā)展實踐與展望J.中國鐵路，2019（04）：1-8.13 王可飛，郝蕊，盧文龍，等.智能建造技術(shù)在鐵路工程建設(shè)中的研究與應(yīng)用J.中國鐵路，2019（11）：45-50.14 馬建軍，李平，邵賽，等.智能高速鐵路關(guān)鍵技術(shù)研究及發(fā)展路線圖探討J

20、.中國鐵路，2020（7）：1-8.15 李擁政.智能建造技術(shù)在鐵路工程建設(shè)管理中的應(yīng)用A.中國智慧工程研究會智能學(xué)習(xí)與創(chuàng)新研究工作委員會.2020年智慧工程建造設(shè)計座談會（一）論文集C.中國智慧工程研究會智能學(xué)習(xí)與創(chuàng)新研究工作委員會，2020：7.The construction of railway projects in China has undergone development and transformation from quantity， scale to quality and efficiency， and the current construction technol

21、ogy is changing from traditional construction methods to intelligent construction methods. With the promotion and application of automation and intelligent technology in various fields， the application of intelligent construction technology in the field of railway track engineering has also begun relevant research and achieved phased results， but its in-depth research and comprehensive