让既有铁路线桥梁“即换即通车”

6月20日，朔黄铁路黄骅南站，晨光熹微。

一列全长87米、自带4条“收折”支腿、宛如钢铁长龙的工程装备，由机车牵引，沿着铁路线前行，同时置换着线路上的混凝土桥T梁，“换、运、架”全部作业一气呵成，整体换梁效率较传统工法提升3倍以上。

这是世界首台换、运、架一体机——“太行号”，由中铁第五勘察设计院集团有限公司（以下简称铁五院）和国能朔黄铁路发展有限责任公司（以下简称朔黄铁路公司）联合研制。

对既有铁路线老旧、病害箱梁进行换梁作业，以往主要使用的台架横移换梁、龙门吊换梁等方式，需长时间断线、改线进行施工。“太行号”仅用4小时“天窗期”（指列车运行图中不铺画列车运行线或调整、抽减列车运行线，为施工和维修作业预留的时间）便完成了全部作业，在世界范围内首次实现既有铁路线“即换即通车”。

从2019年开始，在中国铁建《运营条件下铁路简支T梁更换装备研制及示范应用》重大科研专项支撑下，研发团队历经4年，终于研制出“太行号”。

我国铁路桥梁更换需求迫切

截至2022年底，全国铁路营业里程已达到15.5万公里。

我国既有运营铁路线最早要追溯到清朝末年，很多普速铁路运营周期已超半个世纪。40%的铁路桥梁使用年限在30年以上，桥梁更换需求十分迫切。

“未来10年至20年内，围绕我国既有铁路线桥梁更新与快速迭代，未雨绸缪做好营业线的高质量维养，是实现‘交通强国’战略的重要一环。”铁五院总工程师谌启发说。

为应对未来既有铁路线改造和抢修，自2019年开始，铁五院研发团队承担了中国铁建《运营条件下铁路简支T梁更换装备研制及示范应用》重大科研专项。

研发快速更换铁路桥梁装备的构想，最早诞生于2012年。

那时，新中国成立之初的“老三线”——成昆、成渝、湘黔陆续出现老旧、病害等问题。

“这些既有铁路线都地处崇山峻岭，按已有方法更换桥梁，作业牵动面广，影响运营，而且安全保障任务艰巨。”“太行号”总设计师梁志新说。

“传统换梁施工方法，需要长时间断线、改线，给铁路运营造成很大影响；同时，面对目前普遍存在的高墩、复杂地形，现有换梁设备及技术均无法满足需求。”梁志新说。

尽快研发出全新工程装备，提升既有铁路线桥梁“换、运、架”技术，刻不容缓。

实现4小时“天窗期”内快速换梁

产生研发换梁机构想之初，技术人员就一直在思索，希望找到一种更好、更快、更高效、更安全的换梁技术。

“关键难题是如何缩短施工时间。铁路施工‘天窗期’一次只有4小时，而现有铁路换梁技术根本无法在4小时内完成换梁。”梁志新说。

没有技术参照与案例依据，研发团队的思路一直囿于如何改进以往架桥机架桥的工艺。

既然架梁是一片片架，换梁也应该是一片片换。

但模拟中技术人员发现，一片片换梁效率太低，时间长、工序多、受限条件增多，而且运营线上的安全性更难保障……

没有好的经验和点子，研发团队不断总结已完成的其他科研项目和铺架技术经验。彼时，研发团队一边研制其他装备，一边构思换梁方案。“完成其他项目的空闲时间里，各专业的技术人员都会一起讨论，在实践中摸索总结，探索新的换梁思路。”梁志新说。

单片换梁行不通，整孔换梁行不行？

2019年，在一次技术讨论会中，“昆仑号”项目总设计师梁志新提出了这个设想。“昆仑号”是世界首台千吨级高铁桥梁运架一体机。

研发团队在研发“昆仑号”的过程中，积累了更多的实践经验，也有了敢于突破、敢于尝试的底气。

随后，研发团队大胆提出方案设想，决定使用整孔换梁方式来简化工序，打破时间限制，完成4小时“天窗期”内快速换梁。