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“鋼鐵怪獸”如何被“推”過黃河?

  • 發佈時間:2016-02-01 01:30:47  來源:科技日報  作者:佚名  責任編輯:羅伯特

  黃河北岸,一個“鋼鐵怪獸”望著南岸,它要跨過面前這條大河,俯身成為一座橋。

  它從無到有,一點點“長大”到重達36249噸。它要淩空一點點拱到對面。它是怎麼做到的?

  頂推技術。

  2016年1月25日上午10點,由石濟客專濟南黃河公鐵兩用橋鋼桁梁完成了第33次頂推,萬噸鋼橋順利跨過黃河。

  “這是一座公鐵兩用橋。”承建方中鐵四局鋼結構公司的技術人員告訴記者,該橋上層為雙向六車道高速公路,下層為四線鐵路。

  “大跨度剛性懸索加勁連續鋼桁梁結構形式的公鐵兩用橋”,複雜的橋梁結構名詞很難讓人一次聽懂,但我們可以記住,這是首次。當然還有不能忽視的國內橋梁建設常用的“頂推技術”。

  頂推,簡言之,施工人員在橋北岸把巨大的鋼鐵構件,拼接起來,然後用千斤頂,通過設置好的滑道,將其一點點推過去。“全橋施工過程中,累計頂推距離達798米,出現最大懸臂154米”,就意味著整個過程中曾經有154米的巨大結構懸在空中,這也是“最危險的時候”、只有行內人能體會到其中的危險。

  經過技術人員的反覆檢算、研究和討論,決定通過機電液集中控制系統及變頻調速技術實現鋼桁梁的頂推。在設置了拼裝支架、墩旁托架等輔助支撐體系後,技術人員共安置了“縴夫”——22台各200噸的水準連續千斤頂,可提供最大水準頂推力為4400噸,由電腦遠端自動控制。這意味著,通過電腦控制,任意位置的任意一台水準千斤頂都可精確推動特定距離,從而實現了大橋多點多桁同步自動化的頂推滑移。

  當然,作為滑移體系的滑道、滑塊甚至潤滑液對頂推的影響絕不亞於頂推系統。甚至對於毫不起眼的潤滑油,技術人員也不放過,進行了各種對比試驗,為的就是盡可能降低摩擦系數,保證頂推安全。

  除了在滑道上塗抹潤滑油進行強制潤滑外,技術人員還在滑塊中增加了油路的設計,使潤滑油經由滑塊底面的油道進行主動潤滑,極大增強了潤滑效果。這個細節上的設計也成為滑移體系的一大創新。

  頂推重量不斷增加,考驗接踵而至。一座三桁結構公鐵兩用橋的頂推過程中,大橋的任意支點每高出10毫米,就會比平行的另外兩個支點多承擔1003噸的重力。這一千多噸已超過一些小型鋼橋的總重量。項目經理張時利解釋道,“這就相當於由三個人同時扛起一件重物。其中一人身高高於另兩人的話,便會多承擔更大的重力,更容易首先承受不住,會成為極大安全隱患。”

  於是,技術人員建立了“全橋+下部輔助結構”整體模型,對三桁之間的高度差異進行了敏感性分析,發現作為36000多噸的巨大鋼橋,要保證安全,平行支點之間的高度差異必須保持在8毫米之內。有了數據支撐,其餘的問題也就不難解決了。除了將滑道和抄墊的安裝精度和高差控制在最小值,技術人員們還在滑塊與鋼梁之間設置了厚度為100毫米的橡膠墊,通過橡膠墊的變形來協調高差。

  此外,上面是三萬多噸,下面是地質情況複雜的黃河河道,這就對其基礎設計施工要求極高。為給“鋼鐵怪獸”的跨越打下堅實基礎,中鐵四局二公司為施工的線下主體承重部分創造了鑽孔樁最深、橋墩最寬、承臺體積最大、結構形式最新、施工工法最多的“五個之最”,以12種承臺結構、9種墩身結構、10種梁體結構形式被譽為“橋梁工法博物館”。

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