三一重工高铁专用设备砂浆车的研发

吴相省 邵满元

（三一重工股份有限公司，湖南 长沙 410100）

前言

沥青水泥砂浆车简称砂浆车，是高速铁路无砟轨道施工建设的专用关键设备，主要用于高速铁路无砟轨道轨道板垫层砂浆的制备及灌注。目前，世界上拥有砂浆车开发制造技术的国家有德国、日本和中国。由于德国和日本的高速铁路早在20世纪70～80年代已完成建设施工，因此其砂浆车技术一直停留在上世纪70～80年代的水平，而且由于这两个国家国土面积均相对狭小、地形相对单一，因此其砂浆车的种类及技术特点相对来说都比较单一；然而我们国家就大为不同，我国国土面积较大、地形又复杂多样、气候等情况也都不尽相同，一条铁路可能要经过平原、山地、丘陵、河流等不同地形，也可能要经过高寒、低热等不同气候条件地区，因此对砂浆车的技术特点需求就相对更加多样化，对砂浆车的功能要求就更高。针对这样的情况，我们国家如果要修建高速铁路，照搬德国或日本的砂浆车技术是绝对不行的，必须开发适合我国自己的砂浆车技术。三一重工于2005年着手进入砂浆车技术的开发，第一台砂浆车样车于2006年年底下线，是国内进行砂浆车技术开发最早的厂家，也是国内样车下线最早的厂家。截至2010年底，三一重工已经成功完成高弹模砂浆车、低弹模砂浆车、工业造型砂浆车、通用型砂浆车、跨轨道板自行走砂浆车共计五个大系列的开发。

1、高弹模砂浆车

图1 高弹模砂浆车

2006年底，三一重工与中铁二局联合开发的第一台高弹模砂浆车成功下线，并一次性成功通过权威的德国博格公司100多项指标苛刻检验，该车世界首创了微泡砂浆生产技术、车辆自动快速调平技术、高精度抗震计量技术等世界领先技术，引领着我国砂浆车产业从一开始就以世界领先的高姿态起步。该车开创性地采用了立式行星搅拌技术，微泡砂浆生产使得在不添加昂贵的消泡剂的情况下也可生产出合格的优质砂浆；调平技术的开发过程中，虽然走过一段采用支腿调平的弯路，但凭着三一人的智慧和勤奋，最终还是成功开发出了四油缸式自动快速调平技术，整个调平过程可以在10秒内自动完成，调平角度可达±7°，精度可达±0.5°；由于高铁施工的特殊性，对砂浆配方的要求非常高，尤其是部分用量很小的外加剂，多几克或少几克就可能会对砂浆质量有决定性的影响，因此砂浆车原材料的计量精度就显得尤其重要，该车得到德国博格公司的高度认可，高精度的抗震计量技术绝对是至关重要的一环。该型号高弹模车参加了世界首条运营时速超过350km/h的京津城际客运专线的施工建设，整个京津高铁共使用三一重工的该型号高弹模砂浆车10台。

2、低弹模砂浆车

图2 低弹模砂浆车

2007年底，三一重工第一台低弹模砂浆车成功下线，该车型是应铁道部无砟轨道施工的配方需求，专门用于低弹模（即CRTSI型板）无砟轨道板施工，为满足配方的要求，对原材料储送料装置进行了优化和重新设计，沥青箱容积及外加机箱容积均进行了大幅度提升，在底盘上增加了两个1方的悬挂式水箱，充分地利用了设备空间，干粉计量采用二次减计量，大大提高了干粉计量的精度，搅拌主机创新采用了弹性减震设计，解决了原来无法提升转速的瓶颈问题（原来转速超过120rpm时整车晃动严重），使最大转速可提升至200rpm以上，同时对搅拌机构进行了优化，采用了强制对流式搅拌机构，大大提高了砂浆搅拌效率和搅拌质量。该型号砂浆车后来参加了创造当时时速394km/h的世界纪录的武广高铁客运专线的施工建设。

3、工业造型砂浆车

图3 工业造型砂浆车

2008年，三一重工与湖南大学合作开发的“流线型”工业造型车成功下线，并获得了当年长沙“芙蓉杯”国际工业设计企业创新奖，该车采用整体“流线型”设计理念，涂装采用三一“红色之星”的整体风格，以三一“简洁自信，张扬个性”的工业造型设计理念为宗旨，该车成功参加了BaumaChina2008中国上海国际工程机械博览会（简称“宝马展”）。

4、通用型砂浆车

图4 通用型砂浆车

2009年，三一重工成功推出通用型砂浆车，该车性能更加先进，可以同时兼容高弹模CRTSII型板、低弹模CRTSI型板、德国博格板、日本板等不同板型，可以兼容多种砂浆配方，通用性更高、适用性更强，外加剂计量创新采用冗余设计，使计量精度大大提升，达到±3g的高精度，操作更加智能便捷，生产模式实现“一键式”切换，制、灌浆施工效率更高，外箱体采用整体式包装，更加美观，该型号砂浆车受到了中铁客户的一致青睐和高度肯定，该型号砂浆车后来成功参加了bauma德国国际工程机械博览会、bauma上海国际工程机械博览会及北京国际工程机械展，这在国内甚至世界上都是独一无二的。

5、跨轨道板自行走砂浆车

图5 跨轨道板自行走砂浆车

2010年，三一重工的专门用于隧道高铁施工的跨轨道板自行走砂浆车成功下线，该型车已成功完成石武高铁客运专线湖北大悟段徐家冲、黄龙寺等隧道线路段的施工建设。该型砂浆车是为解决高铁长隧道及桥梁的灌浆施工难题而开发的一种专用新设备，可跨高铁轨道板行走及直灌施工，弥补了三一原有的半挂车型砂浆车不能在无施工便道的特殊路段施工的缺点。该车采用模块化设计，可以分块拆分转运组装；全液压驱动，行驶速度可在10～50m/min范围内无级可调，转向角度≥10°，最大爬坡能力可达6%；左右轮胎跨距可在2.94～3.54m范围内实现多种宽度档位调节，以适应现有的各种轨道板宽度；并设置随车吊，以便于沥青和干粉等原材料的补给；控制采用“有线+遥控”的双操作模式，可任意切换，同时整车可实现双向行驶。跨轨道板自行走砂浆车的成功下线标志着三一重工已开发出涵盖现有各种型号的砂浆车，可以满足目前高速铁路无砟轨道各种砂浆配方及地形、路况的现场施工需要，这在国内乃至世界上都是绝无仅有的。

现在美国、印度、缅甸包括欧洲等国家都已开始进行高速铁路建设的前期准备工作，相信三一重工的砂浆车一定会走出国门，为我国的工程机械行业增光添彩，为世界高速铁路建设做出突出贡献。

[1]三一重工高铁建设设备简介[J].建设机械技术与管理,2009(11).