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    未来我国高铁建设大量需要二衬台车钢材

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    未来我国高铁建设大量需要二衬台车钢材

    发布日期:2019-02-12 作者: 点击:

    日前,我国“复杂岩溶区高铁综合勘察和减灾防灾”科技成果成功通过鉴定,这意味着我国复杂岩溶区高铁技术跃居国际领先水平。
      岩溶又称喀斯特地质构造,消除岩溶塌陷位移对工程的影响是世界级难题。经过20余年积累拼搏,由中铁二院、成都理工大学、中国地质科学院岩溶地质研究所、中国铁路经济规划研究院共同完成的《高速铁路复杂岩溶勘察成套技术及应用》总体达到国际领先水平。该研究建立了完整的复杂岩溶区高铁综合勘察与减灾防灾的成套技术体系,为复杂岩溶区高铁建设提供了理论技术支撑,已成功推广应用到贵广、沪昆、贵南、渝昆、渝湘等高铁建设勘察设计中,有效规避了岩溶灾害风险,降低了复杂岩溶区高铁工程投资,取得了良好的经济、社会与环境效益,具有应用推广价值。
      据了解,中国喀斯特地貌分布之广泛,类型之多,为世界所罕见,主要集中在云贵高原和四川西南部,据不完全统计,总面积达200万平方公里,其中裸露的碳酸盐类岩石面积约130万平方公里,约占全国总面积的1/7。攻克复杂岩溶区高铁技术难题,意味着我国有能力推动高速铁路建设延伸至地域广大的岩溶地区,也为我国钢材市场带来了巨大的需求。

      全国高铁建设铺就巨大“钢需”
      据测算,设计时速为250公里的客运专线的建设投资成本在0.87亿元/公里左右,预计2017年~2020年我国新增高铁投资规模约为6960亿元;2017年~2025年新增高铁投资规模约为13920亿元;2017年~2030年新增高铁投资规模约为20010亿元。据统计,我国铁路基本建设投资每亿元耗钢量已由前几年的0.32万吨上升到0.333万吨。据此推算,2017年~2030年,由于高铁建设而产生的耗钢量将达6660万吨。
      据了解,目前我国岩溶区高速铁路通车里程约3600公里。同时,我国岩溶区规划待建高速铁路还有约3000公里。
      高铁项目用钢量大,对钢材的级别和质量要求较高。据了解,我国高速铁路建设工程中,基础建设以及机车制造在投资中占比较大,而原材料与零配件的采购环节,又占据了其中的很大部分,如钢轨、铁路弹性元件、铁路扣件、防水材料,以及车轴、车轮。同时,车站、隧道、桥梁等建设也需要大量钢材。
      具体来说,高铁项目用钢主要分类有线路基建用钢、隧道建设用钢、车体用钢、车轮用钢、客运车站用钢等。
      线路基建用钢:无碴轨道的轨枕由混凝土浇筑而成,路基不用碎石,铁轨轨枕直接铺在混凝土上,因此一般工程材料(普通钢筋、低松弛预应力钢绞线等)很难满足高铁路基建设要求,而需用更高强度更大规格低松弛预应力钢绞线、PC钢棒(预应力混凝土用钢棒)、HRB500高强钢筋。同时,目前,我国在轨道建设过程中主要使用60千克/米、75千克/米重轨。此外,高铁建设工程中桥梁占比很大,对钢材性能有更高的要求。
      隧道建设用钢:修建高铁隧道是高速铁路进入复杂岩溶区最关键的环节之一,工作量很大,工程难度极高。例如,修建郑万高铁(河南郑州到重庆万州)上一座小三峡隧道,需要花费5年多时间,预计2022年初可以全面完成小三峡隧道土建工程施工。据介绍,郑万高铁全长818公里,建成通车后,将成为联系中原和西南地区的主要高速客运通道,从重庆坐火车到郑州将由现在8个多小时缩短到4个小时。据了解,建岩溶隧道不仅需用支撑钢,如隧道涵洞用钢波纹涵管、支撑钢管、钢拱架、钢格栅等钢材,还需大量的灌注混凝土用二衬台车、掘进机等大批先进设备。这里的钢需不仅有直接用于建设的各类钢材,还涉及制造各类专用机械设备的钢材。
      车轮用钢:列车运行速度越来越快,对列车车轮的品质要求就更高。这对钢材的洁净度、强韧性、耐磨性及轧制工艺、检测条件等都提出了极高的要求。目前,车轮、轴、轴承箱、弹簧等零部件构成的转向架及其关键部件的国产化和推广是我国高铁用钢自主创新的重点工作。
      客运车站建设用钢:高铁车站广泛应用大跨度钢结构,所用钢材品种中,中厚板(特厚板)约占50%以上,热轧H型钢占15%左右,彩涂板(镀锌板)占12%左右,管材占3.5%左右,其他型钢及冷弯型钢占19%左右,总体要求钢材具备高强度、高韧性、可焊接性,以及抗震、抗层状撕裂、耐火、耐候等性能,因此高强度钢、耐候钢、窄屈服强度钢、轻型薄壁H型钢、TMCP(热机械控制工艺)型高韧性超宽H型钢是重点研发和生产品种。
      要研制适应高铁走上
      国产化之路的钢材
      在国新办2月26日召开的新闻发布会上,中国高铁控制技术领军人物之一、中国工程院院士丁荣军透露:400公里时速的变轨距列车正在开发,600公里时速的下一代磁浮列车也在研究。目前,我国在高铁领域的研究正驶入创新的“无人区”,同时也有了一些新成果。如齿轮箱是驱动“复兴号”动车组高速行驶的核心部件,为满足30年2400万公里的超长使用寿命要求,其零件的材质、密封性、抗老化性都需要经受严格的考验。相关专家表示:“齿轮修型直接关乎着齿轮的咬合能力与磨损寿命要求,为让齿轮箱保证2400万公里的超长寿命,齿轮表面要求达到微米级精度,而这样的精度相当于头发丝的五十分之一。”再如CR400BF型动车组的关键零部件———轴端接地装置。该装置的核心组成部分是碳刷架和摩擦盘,其主要作用是将车体上的电流传递至车轴,再通过车轮和钢轨形成闭合电路,以确保车载设备和乘客的安全。据了解,这个接地装置的实物样件已经可以运行100多万公里,国外的同类产品仅能运行七八万公里。
      为适应“中国造”动车的创新需求,研制开发出特殊材质、满足高标准性能要求的钢材品种,应成为钢铁企业今后的主攻目标。钢铁企业应沿着高铁全车国产化的思路,积极与零件研发相关企业对接,有所承担。


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