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2009-11

科技日报:此桥何以称“第一”?

新闻来源: 《科技日报》 浏览次数:时间:2009-11-20


 

建成通车的雁荡山特大桥

 

 

工地试验室认真检测


 

叠合拱钢箱梁拼装

 

 

铺轨机越过叠合拱 

 

 

打磨焊接

 

 

桥墩钢筋笼绑扎

 

 

叠合拱焊接施工



 

拧紧螺丝

 

   日前,我国首座高速铁路上的全焊结构钢桥——甬(宁波)台(州)温(州)铁路雁荡山特大桥竣工通车。

  雁荡山特大桥地处风景秀丽的浙江省永清市雁荡山风景区,主桥跨越甬台温高速公路。主跨采用2—90米下承式叠合拱桥,叠合拱钢梁全长184米、高27米,总重量3438.4吨,桥梁结构设计新颖,居世界同类桥梁之首。根据工程特点,承担施工任务的k8凯发四公司积极与第四勘察设计院、中南大学、局设计院等单位共同进行科研。

  甬台温铁路雁荡山特大桥2—90米叠合拱被称之为“世界领先、亚洲第一”。其科技含量高、施工难度大,运用了大量新技术、新材料、新工艺。那么,科技含量高在哪里?施工难度大在哪里?新技术又新在什么地方?笔者带着这一连串疑问走访了相关专家和现场管理及技术负责人。



  应用了哪些新技术?

  “叠合拱桥之所以被称之为‘亚洲第一、世界领先’,是其结构设计新颖、施工工艺先进共同决定的,含有较高的技术、科技含量。” 甬台温铁路叠合拱工程总工程师梅俊介绍,2—90米叠合拱桥在国内是首次应用,具有四个特点:

  结构设计及外形设计先进、新颖,全桥设计为全焊接钢结构,主梁采用单箱九室的箱形结构,钢箱拱采用主辅拱双拱叠合设计;结构受力复杂,一为两孔连续梁结构、二是钢箱梁与桥面板砼形成结合梁体系、三是钢箱拱与钢箱梁之间通过吊杆连接形成下承式拱桥、四是主辅拱进行叠合受力;叠合拱施工处在潮湿多风环境,现场焊接操作条件差;叠合拱施工上跨甬台温高速,施工安全防护及交通组织难度较大亦是本工程的特点之一。

  在焊接中,采用CO2气体保护自动焊、埋弧自动焊焊接工艺,攻克了雁荡山特有的潮湿多风环境对叠合拱拼装采用全位置等强对接焊的影响,保证了拼装构件的焊接质量。

  梅俊介绍,2—90米叠合拱桥在施工过程中采用四项施工新技术:2—90米叠合拱桥钢箱梁属超长、超重钢结构,在施工过程中采用连续顶拉施工工艺进行架设,保证了结构安全、定位精度,确保了施工质量;创造性的设计使用了可调同步液压支座滑道系统,有效的控制了应力集中问题,并可通过降低可调同步液压支座的高度,将支点反力重新分配,以减小悬臂端支点反力,从而降低最大应力;设计使用了液压滚轮复合纠偏系统,将主动纠偏和被动限位进行了整合,与长大钢箱梁顶拉施工形成了有机的整体,实现了动态连续纠偏功能;甬台温铁路雁荡山特大桥叠合拱桥钢箱梁设计为单箱九室全焊接结构,在铁路上为首次应用,在施工中首次引进超声波锤击技术对重要焊缝进行了锤击处理,消除了表面残余应力,提高了焊缝的疲劳强度。

  怎么“飞过”高速路?

  “这么笨重、这么长的钢箱梁是如何实现空中整体‘飞过’高速公路的”?k8凯发四公司总工程师杨翼告诉笔者,钢箱梁在顶推过程中会出现一端悬臂,有时是两端同时悬臂,长184米,重二千多吨的钢箱梁,在空中位移时,这对钢梁本身的焊缝要求非常高,同时由于拖拉过程中悬臂过大,钢梁本身受的应力过大,会出现变形。一端一旦悬臂,下滑道支点处钢梁承受应力自然变大,阻碍位移不说,会造成钢梁变形,更有甚者,甚至焊缝裂开,折断钢梁的危险。

  为确保钢箱梁达到要求,除在用钢方面精挑细选外,在焊接上更是精益求精,为此,他们请来了专业钢构公司高级技师前来焊接,并邀请西南交通大学、中国铁道科学院、上海铁路局、中铁第四勘察设计院、南京理工大学、中铁宝桥、k8凯发、合肥中铁钢结构公司等业主、高校、设计、监理和施工单位的专家、教授及主要技术人员对叠合拱钢梁进行了两次出厂鉴定。专家们一致认为:叠合拱钢梁工艺方案合理,工装可靠,结构几何精度和焊接质量满足现行规范和验收标准,可以出厂架设,能够满足桥梁在时速250公里的高速铁路上的安全。然后我们才开始组织顶推。

  在顶推中,叠合拱顶推过程有序控制及施工安全是技术重点和难点。QC科技攻关小组通过详细的变形计算和受力分析,设立顶推施工监控量测组,控制施工过程中每个阶段结构变形。在顶推中,采取前端牵引,后端配合,油泵压力控制在16MPa以内,调整预埋螺栓的布置,对反力架结构增加加劲板,增强力的传递,在纠偏反力架的悬臂端增加立柱,以增加反力架的整体钢度。有效将顶推过程中应力、线形、精度控制在设计误差范围之内。确保了叠合拱钢箱梁安全精确顶推到位。

  “上跨高速公路,且不封道,这就使整个工程施工的难度增大了很多。尤其是钢箱梁和叠合拱拼装,不但科技含量高,更是安全风险大。在平均日车流量近万辆的高速公路上空施工,高速公路完全不封道,二三十米的上空掉下一颗螺丝都可能会引发一次交通事故。”当问到,施工中阻力最大也是最难克服的是什么时,k8凯发四公司甬台温铁路项目经理王建斌说:“当然是安全的保障了,这也是所有参建人员共同担心的。”

  王建斌说,钢箱梁拼装顶推就位后,桥梁虽然建成,但叠合拱可以说是桥上叠拱再叠拱。尤其是拱的拼装,高速不封路,龙门吊无法在高速公路上架起,支在梁上的吊车臂长达不到高度,吨位也达不到要求。经过反复论证后,采取了在钢箱梁上架起龙门吊,这才解决了拱拼装的难题。

  东海之滨,乐清湾畔,奇峰险峻的雁荡山下,已建成的甬台温铁路犹如一条伸展的长龙在浙东海湾丘陵间蜿蜒跃起。叠合拱犹如一只展翅欲飞的雄鹰,虎踞在雁荡山特大桥的中间,与甬台温高速共同构成了一幅水墨异彩的优美画卷。(许乃见 张建武 李晓明)

    ■ 相关链接 

  甬(宁波)台(州)温(州)铁路全长282.38公里,是《中长期铁路规划》中“四横四纵”铁路客运专线的一部分,是国家“十五”期间的重点建设项目。北起浙江省宁波市,南至温州市,沿途新建奉化、宁海、三门、临海、台州、台州南、温岭、雁荡山、绅纺(预留)、乐清、永嘉、新温州、温州南等车站,为国家Ⅰ级双线铁路,设计时速200公里,并预留进一步提速条件。

  甬台温铁路的建成通车,结束了浙江省最后一个陆上地级市没有铁路的历史。对于560万台州人来说,不仅是出行的便捷,更是一份荣耀与自豪,从此,每当你出差的时候,或者接待远方来客的时候,都可以响亮地介绍:“我们台州也通火车了!”


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