1、项目名称：先张法预应力混凝土轨道板生产线张拉系统申报单位：中铁九局集团有限公司2021年7月目录/Contents01020304立项背景和总体思路关键技术与主要创新成果指标先进性和实施效果知识产权和第三方评价05经济社会效益以及对企业技术进步的影响3一立项背景和总体思路CRTS CRTS 型板式无砟轨道CRTS CRTS 型轨道板 为响应“中国制造2025”及“建设交通强国”战略，中铁九局开展轨道板智能化生产线关键技术研究，从根本上解决轨道板制造布局散、成本高、自动化程度低、质量不稳定等问题，并推动我国高铁向智能建造转型升级。在CRTS型轨道板流水机组法生产线研发基础上，继续研发了先张法预应
2、力混凝土轨道板生产线张拉系统，解决原张拉劳动强度大、占地面积大、精度低等技术难点。4一立项背景和总体思路 中国铁路总公司印发的企业标准高速铁路CRTSIII型板式无砟轨道先张法预应力混凝土轨道板(Q/CR567-2017)中3.3.4对预应力筋张拉的要求为“应采用自动张拉设备，横纵向预应力筋应采用单端单根同步张拉方式，并以单根张拉力值进行控制；张拉应均匀，加载速率不应大于4KN/S，至设计张拉力时应持荷1min，单根张拉力与设计张拉力偏差不应大于3.0，并锁紧”。对张拉机构及工艺提出了严格要求。若控制精度低，达不到轨道预应力施工的质量要求，智能化程度低，无法实现轨道板预应力施工的流水线式作业。
3、其核心问题是需要研制出能适应智能化生产线运行的且能够完成预应力整体单根同步张拉的自动化张拉机构。5一立项背景和总体思路效率低检测难工作强度大质量不稳定预应力张拉人工作业预应力张拉智能作业自动化智能化数字化信息化6二关键技术与主要创新成果 （1）单根单端同步张拉技术 首创的“单根单端同步张拉技术”采用液压驱动、PLC控制的整体技术思路，将不同轨道板型的预应力体系分解成若干个独立的张拉单元，一端设为张拉端，一端设为固定端，通过独立设置的力值传感器实时反馈张拉数据至张拉控制系统，实现单根单端同步张拉。该技术彻底革新了传统轨道板张拉工艺需要批量建设张拉矩阵反力台座的整体张拉模式，使张拉工艺更为简捷，同
4、步性差值由2KN提升至0.5KN。本专利单根单端同步张拉技术本专利单根单端同步张拉技术 传统张拉工艺整体张拉传统张拉工艺整体张拉7 （2）液压驱动机械锁紧螺母技术 首创的“液压驱动机械锁紧螺母技术”对张拉杆锁紧六棱螺母及锚固电机锚头进行了精确的匹配性设计，使其对位速率在5s以内，对位精度达到100。在张拉工艺持荷阶段结束后，液压马达驱动六棱锁紧螺母快速锁紧张拉力，相比其他张拉工艺的机械锁顶、皮带锁紧、楔形块锁紧等模式，有效张拉力更精准，损失值控制在3以内，离散值更小，控制在2.38以内。二关键技术与主要创新成果 本专利液压驱动机械锁紧螺母技术本专利液压驱动机械锁紧螺母技术 传统张拉工艺机械锁定
5、传统张拉工艺机械锁定8 （3）轨道板平面度得到有效控制 本系统对比原张拉方式的轨道板平面度得到了有效的控制，平面度设计偏差为不大于2mm，通过本系统技术将轨道板平面度的最大值控制在1.3mm，大大提高了轨道板平面度质量。二关键技术与主要创新成果 轨道板平面度环形图轨道板平面度环形图 不同不同f f值随龄期变化曲线值随龄期变化曲线9 （4）自动检测功能1、张拉横梁位置检测功能横、纵向张拉横梁收拢位移传感器，实现张拉工位可实时自动监控、调整横纵向横梁位置，并结合液压传感器检测横梁出、回压力，判断横梁在运动过程中发生卡顿，避免横梁倾斜。2、张拉千斤顶与连接器实时检测功能在每个张拉千斤顶上设计位移工装
6、和位移传感器，保证张拉系统可实时监控、调整张拉千斤顶位置，并可判断出由于预应力筋过长或旋拧张拉杆不到位的情况，导致张拉千斤顶以到出顶极限，且张拉力值无法达标情况。在每个张拉连接器上设计检测工装和光电开关传感器，保证张拉系统可实时监控、调整张拉连接器位置，提高工作效率。二关键技术与主要创新成果 张拉杆位移传感器张拉杆位移传感器 张拉连接器自动判断张拉连接器自动判断10 （4）自动检测功能3、工装下降与模具结合自动判断装置在工装下降完成对位后，进行定位锥与模具安全检测，增加四点定面系统，判断升降工装的定位销与模具相对位置的定位孔是否吻合。4、张拉杆位置检测装置在横、纵张拉横梁四周增加安全光栅系统，
7、在工装升降过程中形成安全电子围栏，实时判断张拉杆与横梁的安全距离，确保无障碍工装升降，提高工装升降的安全性。二关键技术与主要创新成果 模具自动定位模具自动定位 安全光栅系统安全光栅系统11 （4）自动检测功能5、张拉数据自动采集轨道板模具到位后启动扫码功能，自动获取模具编码、板型，并形成流水编号，向中控系统申请启动命令后自动开始张拉作业。通过电子光栅等传感装置实现工装下降后的定位锥与模具位置、张拉横梁的位移、千斤顶位移、张拉杆连接等功能的智能判断。张拉工位的工作信息（模具编号、轨道板编号、模具到位、张拉启停、张拉过程状态、报警信息）以及张拉数据的工艺信息等全部实时显示并上传。二关键技术与主要创
8、新成果 张拉数据传输至中控室张拉数据传输至中控室12三指标先进性和实施效果 本系统技术自2017年开始设计、调试，2018年于试验线试运行并具备工程应用条件，2019年3月开始正式应用于“朝凌铁路客运专线”、“牡佳客专”、“盐通铁路”及“新建南沿江铁路”的轨道板预制工程中，截止目前以生产轨道板近111470块。单套“先张法预应力混凝土轨道板生产线张拉系统”最大循环使用3.5万次，产品合格率100，故障返修率为0，整体技术经济十分成熟。13苏家屯轨道板厂三指标先进性和实施效果 东台轨道板厂为本企业取得新增利润共计2015万元。14本研究成果已在行业内广泛应用，先后中国铁路设计集团、十二局、十四局
9、等高铁建设单位生产轨道板11.1万块，分别铺设于盐通铁路、牡佳客专、朝凌客专等国内主要高铁干线。三指标先进性和实施效果盐通铁路朝凌客专牡佳客专15四知识产权证明和第三方评价 （一）知识产权证明：2018年取得实用新型专利证书（专利号：ZL2018 2 0015383.3）；液压锁紧张拉螺母的同步张拉技术使有效预应力精度更高，并已经作为关键技术标准在全行业推广。现以就该项目申请发明专利，专利申请已经受理。16（二）第三方评价：多次收到业主表扬信（二）第三方评价：多次收到业主表扬信1 1、京沈客专辽宁公司、京沈客专辽宁公司2 2、京沈客运辽宁朝凌指挥部、京沈客运辽宁朝凌指挥部3 3、中国铁设盐通铁
10、路工程总承包项目部、中国铁设盐通铁路工程总承包项目部4 4、中国铁路上海局苏北指挥部、中国铁路上海局苏北指挥部四知识产权证明和第三方评价17五经济社会效益以及对企业技术进步的影响 本专利技术自2018年授权、具备转化为生产力条件以来，凭借先进的技术含量，促使中铁九局以分包的形式转接中铁建集团等企业中标的铁路工程轨道板制造任务，用技术占领市场，本专利自转化应用以来为企业实现新签合同额 11.59亿元，生产轨道板111470块,单块轨道板新增收益180.8元，取得新增利润共计2015万元。18五经济社会效益以及对企业技术进步的影响 推广应用前景：本系统技术从根本上改变了传统以人工作业为主的轨道板预
11、应力张拉模式，避免了大幅建设矩阵张拉台座的土建工程量。同时其无人值守的作业模式，在节省大量劳动力，提升生产效率、提高产品质量的同时，极大提升了轨道板预制的智能化水平，有助于我国高速铁路向智能建造转型升级。国家新时代交通强国铁路先行规划纲要及国家综合立体交通网规划纲要明确指出到2035年高速铁路包含部分城际铁路，将达到7万公里左右，轨道板市场需求近550万块，本技术推广价值很高。同时该技术可跨行业应用于轨枕、地铁板、道面板等预制构件的生产，实现多专业多产业链协同创效，推广应用前景广阔。CRTSCRTS型先张法预应力轨道板型先张法预应力轨道板 本系统生产的本系统生产的机场道面板机场道面板汇报完毕，谢谢！中铁九局集团有限公司2021年7月
