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本申请公开了一种悬臂式钢轨装卸作业系统，包括：用于提供牵引动力的轨道车；待换的新钢轨；用于新钢轨吊装及运输的钢轨装卸运装置；与轨道车连挂，若干用于装载新钢轨及钢轨装卸运装置的通用平板车，钢轨装卸运装置安装于通用平板车上。钢轨装卸运装置包括由多组悬臂吊装置组成的群吊系统，悬臂吊装置的数量适应不同长度新钢轨的吊装。悬臂吊装置以分布式方式装载于多节通用平板车上，与待换的新钢轨同步组合运输，通用平板车的两端连挂轨道车进行走行牵引。本申请能够解决现有钢轨运输车施工组织单一，功能有限，操作难度较大，占用较长天窗时间的技术问题。