近日，南沿江城際建設(shè)跨疏港特大橋13號至14號橋墩之間，中國鐵建股份有限公司的建設(shè)者駕駛著兩臺超級架橋機(jī)，即我國自主研制的高鐵施工裝備——40米跨1000噸運(yùn)架成套設(shè)備，成功將第一片長40米的千噸高鐵箱梁穩(wěn)穩(wěn)放置于梁上。這是國內(nèi)第一個(gè)大規(guī)模采用千噸箱梁的高鐵工程，是中國高鐵重大科研創(chuàng)新成果——“高速鐵路大跨度簡支箱梁建造關(guān)鍵技術(shù)研究—提運(yùn)架設(shè)備”的正式工程化應(yīng)用。

節(jié)約用地必須減少橋梁橋墩

南沿江城際鐵路全長278.53公里，是國內(nèi)首條由地方政府主導(dǎo)投資建設(shè)的城際鐵路，位于江蘇省境內(nèi)、長江下游南岸，設(shè)計(jì)速度350公里每小時(shí)。

“這條高鐵是繼鄭濟(jì)鐵路、福廈鐵路試驗(yàn)使用40米簡支箱梁后，我國第一條正式大規(guī)模采用千噸40米箱梁建設(shè)的高鐵。”上海鐵路局集團(tuán)南沿江城際鐵路項(xiàng)目指揮長何志超說，此前，我國時(shí)速350公里的高鐵建設(shè)大多采用無砟32米簡支箱梁，梁體重量達(dá)900噸。

相比32米簡支箱梁，40米箱梁梁體長度增加8米，使橋墩間跨增加7.8米，梁高僅增加0.2米。“采用40米箱梁，平均將每延米重量降低6%，且跨度增加使梁體和橋墩數(shù)量減少20%，有效節(jié)省了工程建設(shè)占地。”中鐵二十二局南沿江鐵路項(xiàng)目負(fù)責(zé)人劉茂權(quán)說。

“隨著高鐵建設(shè)規(guī)模的增大，面臨的地形地質(zhì)、環(huán)境條件越來越復(fù)雜，跨越河流、溝谷的高墩橋梁以及軟基沉陷地區(qū)的深基礎(chǔ)橋梁越來越多，下部橋墩結(jié)構(gòu)在橋梁建設(shè)費(fèi)用中的比重較大。”中鐵科工集團(tuán)機(jī)械院橋梁機(jī)械研究所負(fù)責(zé)人李珍西說，為節(jié)約用地、降低建設(shè)成本，減少橋梁橋墩成為國鐵集團(tuán)科研立項(xiàng)的課題之一。

橋墩跨度設(shè)置從32米提至40米

我國高鐵橋梁箱梁制架技術(shù)先后歷經(jīng)兩次重大提升和突破。第一次是在2000年采用重600噸、長24米箱梁建造技術(shù);第二次是在2006年采用重900噸、長32米箱梁建造技術(shù)，也是目前高鐵建設(shè)大范圍應(yīng)用的技術(shù)。

箱梁制架重量和橋箱梁長還能否再提升?

“當(dāng)簡支箱梁橋的跨度大于32米時(shí)，此前只能采用原位澆筑的簡支箱梁橋或者連續(xù)梁、連續(xù)剛構(gòu)橋，經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)下降且質(zhì)量控制難度較大。”劉茂權(quán)說。

針對高鐵橋梁建設(shè)急需實(shí)現(xiàn)跨度40米及以上預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁的規(guī)模化應(yīng)用的情況，為適用于高鐵沿線制梁場集中預(yù)制、運(yùn)梁車移運(yùn)、架橋機(jī)架設(shè)的施工模式，中國鐵道科學(xué)研究院在立項(xiàng)“新一代高速鐵路建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)”總體研究課題上，提出了40米跨1000噸箱梁架運(yùn)成套設(shè)備方案。

項(xiàng)目于2016年開始研究，2017年7月，“高速鐵路大跨度簡支箱梁建造關(guān)鍵技術(shù)研究—提運(yùn)架設(shè)備”方案獲中國鐵路總公司通過，經(jīng)研制試驗(yàn)，成功實(shí)現(xiàn)了重1000噸、長40米箱梁建造技術(shù)。

“相比之前的產(chǎn)品，1000噸級架橋機(jī)更加智能化，功能更全面。”劉茂權(quán)說，架橋機(jī)上分布了大量傳感器和攝像頭，可將關(guān)鍵參數(shù)傳到后臺，包括起重重量、機(jī)器姿態(tài)、落梁速度、周圍風(fēng)速等等。后臺會監(jiān)測參數(shù)是否符合要求，超限會有警示。

裝備和制梁必須齊頭并進(jìn)

要成功實(shí)現(xiàn)40米千噸箱梁建造技術(shù)，裝備和制梁必須齊頭并進(jìn)。

“相比32米箱梁，40米千噸箱梁不僅在梁場生產(chǎn)時(shí)對澆注施工、維護(hù)保養(yǎng)等環(huán)節(jié)提出了工藝、工法新要求，而且由于其大跨度、大體積、大錨具等特點(diǎn)，給架設(shè)作業(yè)也帶來了安全風(fēng)險(xiǎn)高、控制難度大等新挑戰(zhàn)。”中鐵二十二局集團(tuán)江陰東制梁場場長張博說。

為將重達(dá)千噸的龐然大物順利架設(shè)到橋墩上，在引進(jìn)這套最新技術(shù)成果的千噸級提梁設(shè)備后，項(xiàng)目技術(shù)人員經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，獲取了包括起重重量、機(jī)器姿態(tài)、落梁速度、周圍風(fēng)速等提梁參數(shù)。

2019年9月15日，江陰東制梁場順利澆筑生產(chǎn)首片千噸40米箱梁，并于當(dāng)年11月12日一次性順利通過國家級生產(chǎn)許可認(rèn)證，成為國內(nèi)第一家千噸高鐵梁場。“計(jì)劃生產(chǎn)751片箱梁，其中40米千噸箱梁367片，目前已經(jīng)完成146片箱梁生產(chǎn)任務(wù)。”張博說。

據(jù)悉，千噸40米箱梁成套設(shè)備目前已申請實(shí)用新型專利、發(fā)明專利13項(xiàng)，其中7項(xiàng)實(shí)用新型專利已獲授權(quán)，6項(xiàng)發(fā)明專利進(jìn)入實(shí)質(zhì)審查階段。

關(guān)鍵詞： 橋梁橋墩