






2025年7月8日至11日,第十二届世界高速铁路大会在北京举行。中铁四局参与研发的铁路装配式预制构件生产线,预应力钢绞线切割、锚穴凿毛、梁端打磨一体机器人等智能建造装备亮相会议现场,彰显了中国高铁建设的飞速发展。
深耕铁路施工领域七十余载的中铁四局始终跟随着中国高铁从跟跑、并跑到领跑的稳健步伐,参与了“八纵八横”所有高铁干线的建设,从北国冰城至南疆热土,从东海之滨到西陲边疆,从(北)京(天)津城际时速350公里的新突破,到疾驰华南的武(汉)广(州)高铁、横贯西北的兰(州)新(乌鲁木齐)高铁,树立世界高铁标准的(北)京沪(上海)高铁,再到首条海外高铁——雅(加达)万(隆)高铁,这支唯一入选“中国建造”铁路工程品牌的施工企业在中国高铁建设史上书写了浓墨重彩的篇章。
高铁轨道板承载追风时速
在中铁四局企业展览馆内,一条用透明玻璃板遮罩的数十米铁路线呈现了不同时期道砟、木枕再到无砟轨道板、钢轨铺成的铁路轨道。尤其是高铁时代 CRTS 各个型号的无砟轨道板更是吸引着来访客人的目光。
十几年来,中国高铁串珠成线、连线成网,每天往来穿梭的和谐号、复兴号就是依靠着内实外美的高铁无砟轨道板实现陆地高速平稳“飞行”。
高铁无砟轨道板是一块长约 5.6 米、宽约 2.5 米的混凝土板,看上去普普通通,有点像盖房子用的“预制板”。但是有了它,时速 300 多公里的高速动车上,一枚硬币可以平稳竖立而不会倒。
时间拨回到 2006 年 5 月末的北京,中铁四局技术使用和设备安装谈判组与提供雷达2000型双块式轨枕生产线的德国厂方专家们进行了艰难的洽谈,达成厂房布局国产化、设备安装和生产技术由德方现场指导的合作初步意向。同年7月,湖南省汨罗市国内首家高铁雷达 2000 型双块式轨枕场拔地而起,建成投产。
这座轨枕场生产的雷达 2000 型双块式轨枕主要用于武广高铁,是用钢筋桁架构成的骨架。试生产时,由于经验不足,第一批试验轨枕在双块式轨枕桁架生产设备生产线上,桁架钢筋焊接位置“跑偏”,造成钢筋桁架不合格。中铁四局技术人员围着生产线琢磨了一整天,记录了一百多次加工记录,对比误差点,绘制出简易的桁架钢筋定位器图纸。按图制作投入运用后,生产出的试验轨枕经检测,钢筋桁架合格率比设计要求高出 4.2%。在现场的德国专家竖起了大拇指,连连夸赞中国人好样的。2009 年,双块式轨枕桁架加工定位装置被国家知识产权局授予了实用新型专利证书。
2009 年 2 月,位于河南省新郑市的中铁四局石(家庄)武(汉)高铁新型无砟轨道板生产场开始建设,生产的是雷达 2000 型双块式轨枕的升级版——CRTSⅡ型无砟轨道板。2009 年 6 月 5 日,第一块 CRTSⅡ型轨道板试制完成。电子信息化记录数据显示机械设备性能稳定。但是对轨道板试制品进行质量检测时,发现两个质量通病,板侧拉毛裂纹多、横隔板气泡鼓胀多。为解决这个难题,技术人员们泡在车间里,记录每一组试产品的各个工序环节的温控、机控及电子检测数据,缜密分析影响轨道板质量的原因,不断修正工序。经过 30 天的精雕细琢,车间生产的轨道板各项指标全部合格。石武高铁第三方 PEC+S 咨询公司外方质量代表彼得·施耐德和乌韦·斯托弗在新郑轨板场钢筋网片及成品板进行现场绝缘测试后,惊叹道:这是一个质的飞跃。
2016 年 7 月 15 日,复兴号动车组在郑(州)徐(州)高铁商丘市民权县境内跑出了 420 公里的时速交会试验,创造了当时动车交会速度的世界最高纪录。承载着追风时速的 CRTSⅢ型板无砟轨道板是中国研发的具有完全自主知识产权的产品。与以往从国外引进的 CRTSⅡ型无砟轨道板相比具有性能稳定、施工便捷、少维护、低粉尘、造价低廉等优点,是“中国制造”的典范。
这块“争气板”在中铁四局承建的(北)京沈(阳)高铁、合(肥)安(庆)高铁等轨道板场投产后,技术人员持续完善生产工艺,为了照顾好刚浇筑完成的 CRTSⅢ型板无砟轨道板,用“娇养”来形容一点也不过分。浇筑完成时,轨道板的蒸汽养护系统便开始工作。整个养生过程分为静养、升温、恒温、降温四个阶段,通过温控系统调节蒸汽量进行控制,并自动生成温度曲线图。
由于蒸养过程中产生的温度应力对轨道板平整度有影响,在联合铁科院进行试验论证后,技术人员采取了蒸养分段补水措施,使每块轨道板表面始终保持湿润状态,解决了预制过程中轨道板翘曲变形问题,确保轨道板四角高差控制在 1 毫米以内。待轨道板蒸养至设定强度后,释放张拉预应力并开始脱模及封锚作业,一块 CRTSⅢ型无砟轨道板就完美“出炉”了。如今,成熟的 CRTSⅢ型无砟轨道板生产工艺已走出国门应用于印尼雅万高铁。
铺架先锋擎起高铁脊梁
铁轨为笔、大地为卷。祖国的大江南北一条条正在建设的高铁工地,长轨运输车的鸣笛声与铺设轨道时的轰鸣声交织成铿锵的进行曲,新铺设的轨道如银练般向地平线延伸着,这里就是铺架先锋大显身手的舞台。
中铁四局作为高铁铺架施工的王牌军,深耕高铁铺架领域十余载,截至目前已累计完成全国高铁通车里程四分之一的铺架任务。
工欲善其事必先利其器,众多先进的铺架设备成为中铁四局建设铺轨架桥最好的帮手。2006年,在国内首条250公里客运专线——合(肥)宁(南京)铁路开始施工,中铁四局迅速组建由10多名高级工程师、工程师组成的研究小组,开展客运专线有砟轨道施工一系列技术攻关,与株洲桥梁厂共同研制开发了“CPG500型无缝线路长轨条铺轨机组”,可实现自动化完成有砟轨道铺设功能,满足一次性铺设 500 米长钢轨无缝线路需要,填补了国内空白。
最美高铁——杭(州)黄(山)高铁施工中存在有砟轨道、无砟轨道相互交替,依托安徽省轨道施工技术及配套设备工程研究中心、中国长三角地区劳模工匠创新工作室等创新平台,主持研发“铁路有砟、无砟轨道铺设一体式长钢轨牵引车”,集成了履带与轮胎两种走行方式,同时具有有砟、无砟线路500米长钢轨牵引铺设作业及轨道转场能力,实现了一机多用,经济高效,在杭黄铁路应用效果良好,解决了轨道铺设设备频繁转换、施工效率低的难题。
2021 年 5 月 8 日,在张(家界)吉(首)怀(化)铁路施工现场,由中铁四局主持研发的WPZ-500型无砟轨道智能铺轨机组,顺利将一对 500 米长钢轨铺设到位,标志着国内首套无砟轨道智能铺轨机组成功落地。
传统的铺轨施工现场,机声隆隆、人声鼎沸,需要多个作业班组的紧密配合。如今中铁四局研发的无砟轨道智能铺轨机组,橙黄色的铺轨机组集轮胎、轮轨和履带走行于一体,由长钢轨智能分拣车、长钢轨智能推送车、长钢轨智能滚筒回收车和长钢轨智能牵引车等四个设备组成。只需操作人员操控遥控按钮就能够完成长钢轨的精准牵引和推送、滚筒的精确布放以及滚筒的自动回收、堆码、倒运等系列工序,在广袤大地上穿针引线编织着钢铁经纬。目前,该组设备已先后在张吉怀铁路、渝昆高铁成功运用,并获得中国专利优秀奖,能够节约辅助作业人员 63%,机械化程度提高到 90%,在劳动力缺乏、高寒、高海拔等特殊地区,推广意义重大。
从 CPG500 型无缝线路长轨条铺轨机组在合(肥)宁(南京)铁路的研发运用,到铁路有砟、无砟轨道铺设一体式长钢轨牵引车,再到深度融入人工智能及信息化技术的无砟轨道智能铺轨机,中铁四局已实现了高铁铺轨施工从“人工辅助机械”向“智能化”的根本性转变。
2022年9月5日,在巢(湖)马(鞍山)城际铁路马鞍山江心洲引桥施工现场,随着施工人员操控JQBS1100型架桥机,将长40.6米、重927.3吨的箱梁稳稳架设至桥墩上,标志着由中铁四局主持研发的 1100 吨架桥机在巢马城际铁路成功完成首秀。这是当时国内铁路施工领域吨位最大、最先进的架桥机,再加上配备有160个大轮胎的运梁车……通过这些架桥重器,两个半小时就可以架设好一片高铁箱梁,大幅提升了架桥的速度,擎起巢马城际铁路跨越山海、飞架南北。
中铁四局巢马城际铁路项目负责人介绍道,传统的900吨架桥机只能架设最大跨度 32 米箱梁,千吨架桥机能够实现 40米箱梁架设作业,相比传统架桥机架梁工效提高 1 倍,还大大降低施工成本。
“智能建造”助力高铁建设
智能建造是新一代信息技术与先进制造技术的深度融合,是交通强国和网络强国建设的“连接点”和“新引擎”。2019 年12 月,采用工厂化预制、智能化建造和装配式施工的(北)京张(家口)高铁正式通车运营,这既是世界首条时速 350 公里的智能高铁,又是中国建成的第一条智能高铁示范线。
时任中铁四局京张高铁崇礼支线项目部项目经理的程多金回忆京张高铁崇礼铁路的施工历程时,对项目的智能化管理中心仍记忆犹新。2017 年 8 月 5 日 7 时 30 分,中铁四局京张高铁崇礼支线项目部智能化管理中心内一派繁忙景象。负责实时监控和上传信息的李泽宁打开电脑,将电子施工日志上传至中国铁路总公司管理平台;他的同事任航利用隧道沉降观测数据分析隧道围岩稳定状况后,将分析结果直接发送至一线管理人员手机上。
这座工地的“智慧大脑”占地约半个篮球场大小,围绕“精品工程、智能京张”目标,集成视频监控系统、可视化生产系统和车辆智能管理系统、隧道人员出入管理系统和智能工地统一管理平台、隧道施工安全管控等多个软件系统。程多金每天都会定期走进智能化管理中心,逐个查看中心监控大屏上显示的现场施工画面,并不时调整部分生产区域的人员和设备配置,将繁琐的生产调度程序化为了简单的几句指令,大大提高了工作效率。
随着高铁智能建造技术的不断完善成熟,还走出国门为千里之外的印尼雅万高铁建设赋能提质。雅万高铁是共建“一带一路”的标志性工程和崭新名片,也是中国高铁首次全系统、全要素、全产业链落地海外。
2018年6月印尼雅万高铁4号梁场开始建设,这座梁场承担了雅万高铁 1066 榀箱梁预制和架设任务,为雅万高铁全线智能化程度最高、箱梁预制架设榀数最多、标准化程度最高的梁场。同时,还是中国高铁“走出去”的首座海外“智慧梁场”。时任梁场副总工程师胡长星带领团队在企业现有信息化系统的基础上,结合梁场实际需求,打破系统人机交互的障碍,融合了可视化、计划管理预警、智能张拉压浆等新系统,建设了信息化、智能化系统的信息化管控中心。在梁场信息化管控中心,轻点鼠标就能通过可视化系统实时监控制梁、运梁与架梁全过程,智能张拉压浆系统自动上传数据到后方信息平台,“云”上完成评估工程进度、检查产品质量等各项工作。2022 年 9 月,4 号梁场完成了全部的箱梁预制和架设任务,时任梁场场长曾卫贤曾评价他的同事所做出的努力,“他们在梁场实现了信息化管控,加快了箱梁预制施工速度,生产 1066 榀箱梁节约了 10793 工时,展现了中国‘基建狂魔’的硬实力。”
推动高铁“智能建造”,既是实现智能高铁 V2.0 发展目标的必要条件,也是高铁建设加快科技创新,培育大交通“新质生产力”的重要领域。中铁四局仍在持续全方位推动智能建造各项关键技术、重大装备、基础软件系统研究,分区域、分专业打造着中国高铁智能建造的“示范线”和“样板段”。走进目前亚洲最大的高铁制梁场——中铁四局沪渝蓉高铁宝慧制梁场智控中心,巨大的屏幕上显示着一个数字孪生的虚拟制梁场,就像是现实中的场景被“搬”到了“云上”。可以全面感知梁场生产信息,实现预制梁制、存、运、架等工序的全生命周期管理,自动采集约 90%的生产数据,并与 BIM 模型关联,数据采集与录入实现了少人化,有效提高数据的真实性、准确性。同时,打通制运架施工信息的孤岛,实现一体化指挥调度及全流程智能化管理。
当前,中国高铁的发展取得了举世瞩目的成就,成为中国式现代化的精彩缩影:中国高铁营业总里程达 4.8 万公里,占世界高铁总里程的 70%以上,覆盖全国 97%的 50 万人口以上城市。此次召开的世界高速铁路大会谋划了未来高铁的发展前景与主要方向,中铁四局将继续勇当高铁建设的开路先锋,用智慧和汗水助力高铁加速飞奔,跑向更加美好的未来。(文良诚)