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60年進(jìn)化,中國(guó)鐵建橋梁建造技術(shù)逆天生長(zhǎng)

 新華書店好書榜 2016-07-14

作為共和國(guó)橋梁建設(shè)的主力軍,60多年來,中國(guó)鐵建承建的高、大、難、新、長(zhǎng)、特等各種類型的橋梁,總長(zhǎng)已超過1.6萬公里,相當(dāng)于在太平洋上從南到北架設(shè)一座大橋。在中國(guó)橋梁建設(shè)史上,中國(guó)鐵建人以“逢山鑿路,遇水架橋”的拼搏精神,以“敢教日月?lián)Q新天”的勇氣和智慧書寫下輝煌的篇章。

中國(guó)鐵建的橋梁施工技術(shù)從搶修大橋起步,60多年來,從跨河、跨江,到跨越海洋,建造的大橋無論是地質(zhì)條件,還是結(jié)構(gòu)形式都越來越復(fù)雜,直至在世界頂級(jí)橋梁刻上了自己的名字。橋,作為技術(shù)密集型工程,作為中國(guó)鐵建最重要的作品之一,也從一個(gè)側(cè)面見證著企業(yè)科技的進(jìn)步、發(fā)展的脈動(dòng)、強(qiáng)大的實(shí)力。

盤點(diǎn)中國(guó)鐵建60多年橋梁建設(shè)的變遷,將是一項(xiàng)浩大的工程,由于版面所限,只能以小見大,選取水上橋、跨度、橋型三個(gè)最具科技含量的側(cè)面,管中窺豹,展示中國(guó)鐵建橋梁建造技術(shù)的日新月異。

與滔滔河水的首次較量
包蘭鐵路三盛公黃河大橋(1957—1958年)

包蘭鐵路三盛公黃河大橋是包蘭線的重點(diǎn)工程。大橋全長(zhǎng)682.5米,設(shè)計(jì)為1255米下承式鋼桁架,基礎(chǔ)采用當(dāng)時(shí)先進(jìn)的“射水沉樁”方法施工。大橋于19574月開工,由鐵道兵獨(dú)立橋梁團(tuán)(今十八局集團(tuán))承建,這是鐵道兵部隊(duì)首次在波濤滾滾的黃河上修建大橋。

大橋地處鄂爾多斯高原,冬季氣溫降到零下20多攝氏度。冰層覆蓋在高聳的吊裝架上,既冷且滑,戰(zhàn)士們得用斧頭砍掉冰塊才能攀登作業(yè)。有時(shí)河面上刮起六七級(jí)狂風(fēng),他們得用保險(xiǎn)繩把身體綁在樁架柱上艱苦作業(yè)。到了春天,黃河解凍冰開,冰排順流而下,嚴(yán)重威脅橋墩安全。對(duì)漂流在河中的大冰排,施工部隊(duì)請(qǐng)炮兵發(fā)射炮彈擊碎,離岸近的則投擲炸藥包爆破,從而避免了冰排碰撞橋墩的危害。1958910日大橋建成通車。

跨越天險(xiǎn)的七百天鏖戰(zhàn)
瀘州鐵路長(zhǎng)江大橋(2000—2002年)

2000年冬,?。úⅲㄋ╄F路瀘州長(zhǎng)江大橋開工。十二局集團(tuán)一公司承建了這座當(dāng)時(shí)全國(guó)同類型鐵路大橋中位居第一的跨長(zhǎng)江大橋。

瀘州長(zhǎng)江大橋全長(zhǎng)1444.5米,主橋?yàn)橐宦?lián)5跨連續(xù)剛構(gòu)梁,最大跨度144米,突破長(zhǎng)江天險(xiǎn)是大橋施工的關(guān)鍵。當(dāng)年的水文資料顯示:施工區(qū)域江面寬800米,水深20多米,最大水流速度每秒4.4米,有11個(gè)橋墩在水中。

2001年5月,湍急的江水將3號(hào)深水墩處沖刷成一個(gè)巨大的駝峰,高處的魚背石梁和底部的沖溝相差11米,而且地質(zhì)軟硬不均,鋼護(hù)筒在水中一挨到魚背石梁就滑行錯(cuò)位。項(xiàng)目部通過技術(shù)攻關(guān),成功解決了護(hù)筒固定、沙卵石層塌孔、涌水等技術(shù)難題。經(jīng)過730天的鏖戰(zhàn),2002125日,瀘州長(zhǎng)江大橋貫通。

產(chǎn)研攜手征服施工極限
平潭海峽公鐵兩用大橋(2013—)

正在建設(shè)中的平潭海峽公鐵兩用大橋是國(guó)內(nèi)第一座公鐵兩用跨海橋,下層為雙線I級(jí)鐵路,上層為6車道高速公路,為世界在建難度最大的海峽大橋。

該橋面臨許多困難與挑戰(zhàn):位于世界三大風(fēng)區(qū)之一,全年6級(jí)以上大風(fēng)天數(shù)超過300天,年有效作業(yè)時(shí)間不到120天;最大水深42米,最大潮差達(dá)7米,嚴(yán)重影響樁基礎(chǔ)施工;所處位置海床面高差起伏大,巖面傾斜,無覆蓋層的高強(qiáng)度祼巖接近于鋼的強(qiáng)度。為攻克技術(shù)難題,項(xiàng)目部借助大橋局集團(tuán)博士后工作站,通過與相關(guān)科研院所合作,搭建科技研發(fā)平臺(tái),主導(dǎo)研制出國(guó)內(nèi)首臺(tái)“SPZ2700×2/64型雙孔連做節(jié)段拼裝造橋機(jī)”;對(duì)比鋼護(hù)筒的受力方式及鋼管樁結(jié)構(gòu)布置,優(yōu)化棧橋和作業(yè)平臺(tái),增加棧橋長(zhǎng)度使海上施工陸地化。這些技術(shù)在國(guó)內(nèi)橋梁施工技術(shù)領(lǐng)域都處于前沿。

萬顆螺栓擰出中國(guó)驕傲
成昆鐵路迎水河橋(1966年)

成昆鐵路迎水河橋位于云南祿豐縣境內(nèi),兩端與隧道相連,全長(zhǎng)203米,最長(zhǎng)孔跨度112米。由鐵道兵第七師三十三團(tuán)十三連(今十七局集團(tuán))施工。

迎水河橋采用的是由2600多根大小不同的桿件和3.5萬顆高強(qiáng)螺栓連接組成的栓焊梁。當(dāng)時(shí)采用這種新技術(shù)建橋,在我國(guó)尚屬首次。修建這座橋,技術(shù)復(fù)雜,精度高,質(zhì)量要求嚴(yán)。十三連是新組建不久的連隊(duì),新戰(zhàn)士多,缺乏修橋的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。連隊(duì)接受任務(wù)后,干部戰(zhàn)士們?cè)诩夹g(shù)人員和老工人們的悉心指導(dǎo)幫助下,邊干邊學(xué),終于提前41天高質(zhì)量地建成了這座精度高、難度大的橋梁。

迎水河橋造型美觀,它跨越深谷,且避免了修建橋梁高墩,這在中國(guó)橋梁建造史上屬首創(chuàng)。同時(shí),其112米的跨度超過了美國(guó)同類橋梁109米的最大跨度,是當(dāng)時(shí)世界上跨度最大的系桿拱橋之一。

沿海軟基托起新的跨度
天津彩虹大橋(1996—1998年)

國(guó)內(nèi)最大跨度的下承式柔性系桿拱橋——天津彩虹大橋位于天津市濱海新區(qū),全長(zhǎng)1216米,其中主橋長(zhǎng)504米,寬29米。該橋采用拱腳與橋墩完全分離的簡(jiǎn)支下承式柔性系桿剛性拱,為國(guó)內(nèi)首次采用的橋梁結(jié)構(gòu)形式,其計(jì)算跨度160米是國(guó)內(nèi)下承式柔性系桿拱橋的最大跨度。

彩虹大橋如同一條板凳,板凳腳就是橋墩,腳踩得穩(wěn)不穩(wěn)尤為關(guān)鍵。當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)已建成同樣橋梁有10余座,但均處于相對(duì)較好的地質(zhì)條件下,所采用的工藝不能滿足天津?yàn)I海地區(qū)軟基沉降的技術(shù)要求。十八局集團(tuán)建設(shè)者通過不斷創(chuàng)新,在該拱橋兩拱腳下設(shè)置支座,在兩拱腳之間設(shè)置強(qiáng)大的系桿以平衡拱的水平推力,確保大橋穩(wěn)定。為確保質(zhì)量,還利用毫米級(jí)監(jiān)測(cè)“千里眼”實(shí)時(shí)跟隨保證施工精度。該橋的順利竣工為在沿海軟基、平原地區(qū)建造同類橋梁積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。彩虹大橋獲得了天津市科技進(jìn)步獎(jiǎng)。

世界之最將在這里誕生
重慶市鵝公巖長(zhǎng)江大橋(2014—)

在山城重慶,波光瀲滟的長(zhǎng)江之上,目前世界跨徑最大的雙塔雙索面自錨式懸索結(jié)構(gòu)橋梁正在緊張施工中。

重慶市鵝公巖長(zhǎng)江輕軌專用大橋,是中國(guó)鐵建承建的重慶市軌道交通環(huán)線二期(上浩至重慶西段)BT融資項(xiàng)目的重點(diǎn)工程,由大橋局集團(tuán)一公司承建。大橋全長(zhǎng)1650.5米,引橋長(zhǎng)530.5米,主橋長(zhǎng)1120米,主跨600米,在世界同類型橋梁中跨徑最大。工程201454日正式開工,合同工期為1065天。

重慶市鵝公巖長(zhǎng)江大橋在世界同類型橋梁中跨度最大,并開創(chuàng)多項(xiàng)第一。為解決由此帶來的諸多技術(shù)難題,項(xiàng)目部開展了4大課題17項(xiàng)技術(shù)研究。目前已順利完成了“主墩深水基礎(chǔ)施工技術(shù)研究”和“主塔快速施工及安全防護(hù)技術(shù)研究”等10項(xiàng)課題。無論是施工進(jìn)度還是技術(shù)突破,該橋在國(guó)內(nèi)乃至世界同類型橋梁中都處于領(lǐng)先地位。

空中懸澆演繹全新工法
京九鐵路泰和贛江特大橋(1993—1994年)

傳統(tǒng)意義上的橋梁似乎永遠(yuǎn)是架設(shè)而成的。而京九鐵路泰和贛江特大橋卻是用鋼筋混凝土從墩身頂部直接懸空澆筑而成的。作為京九鐵路的重點(diǎn)工程之一,泰和贛江特大橋由于受贛江流域面積和河流航運(yùn)影響,要求橋梁梁底標(biāo)高在通航水位以上凈高10米,凈寬不小于70米。因此,該橋主跨第2、3、45孔通航孔采用跨度為80米的懸臂澆注連續(xù)梁,這在當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件下具有很大的施工難度。

施工過程中,墩身頂部的梁端所構(gòu)成的“T”字形分段均衡地向兩端延伸,像巨人伸出的巨臂一樣,最后在空中“拉手”合龍成一個(gè)連續(xù)的整體梁。這種橋梁的專業(yè)術(shù)語叫“預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土懸臂箱型梁”,簡(jiǎn)稱“懸灌梁”或“懸澆梁”。在京九鐵路線上,十七局集團(tuán)采用的這種施工方法帶來了國(guó)內(nèi)橋梁施工領(lǐng)域的一次重要技術(shù)革新,而泰和贛江特大橋也被譽(yù)為鐵路建橋史上的奇跡。

美麗身姿扮靚古老金城
小西湖黃河大橋(2002—2003年)

波光蕩漾之間,一道絢麗的彩虹鑲嵌在美麗的黃河之上。作為蘭州市的標(biāo)志性建筑——小西湖黃河大橋是國(guó)內(nèi)第二座矮塔斜拉橋。

十二局集團(tuán)四公司施工的蘭州市小西湖黃河大橋由黃河大橋主橋和濱河中路立交兩部分組成,主橋?yàn)榭缭近S河而設(shè),設(shè)計(jì)為雙向六車道,為預(yù)應(yīng)力混凝土雙塔單索面部分斜拉橋,采用塔梁固結(jié)、梁墩分設(shè)結(jié)構(gòu)形式,結(jié)構(gòu)新穎獨(dú)特、施工工藝十分復(fù)雜。十二局集團(tuán)四公司首次在國(guó)內(nèi)采用大口徑薄壁混凝土圍堰施工解決水中墩施工難題,運(yùn)用大截面混凝土箱梁非蒸養(yǎng)技術(shù)解決了高寒地區(qū)冬季施工難題,橋塔索鞍施工在國(guó)內(nèi)首次采用分管及抗滑錨施工技術(shù),解決了養(yǎng)護(hù)和換鎖難題,兩項(xiàng)成果在國(guó)內(nèi)領(lǐng)先,一項(xiàng)成果填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白。

“七橋連體”邁向科技之巔
云桂鐵路南盤江特大橋(2010—)

在紅河州彌勒市與文山州丘北縣交界處,赤色的南盤江江面上270米高空處,云桂鐵路南盤江特大橋宛如一道飛虹靜臥在云霧之中。這座預(yù)計(jì)2016年年底通車的特大橋全長(zhǎng)852米,跨度416米,是目前世界上客貨共線高速鐵路最大跨度勁性骨架鋼筋混凝土拱橋。

大橋結(jié)構(gòu)及施工集拱橋、斜拉橋、連續(xù)梁橋、簡(jiǎn)支梁橋、T構(gòu)橋、連續(xù)剛構(gòu)橋、懸索橋7種橋型于一體,集深基坑、大體積混凝土、高橋墩和骨架的外包混凝土于一身,施工難度位居世界同類橋梁前列。主橋單跨達(dá)416米,比著名的美國(guó)胡佛水壩公路大橋長(zhǎng)87米,是我國(guó)鐵路橋梁建設(shè)的重難點(diǎn)科研攻關(guān)項(xiàng)目。

項(xiàng)目開工建設(shè)以來,十八局集團(tuán)組建了以中國(guó)工程院院士、國(guó)內(nèi)橋梁專家為主要成員的現(xiàn)場(chǎng)專家組,先后對(duì)大體積混凝土施工等12項(xiàng)瓶頸工序展開科技攻關(guān),確保了勁性骨架的高精度合龍,整體技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

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