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“钢铁怪兽”如何被“推”过黄河?

  • 发布时间:2016-02-01 01:30:47  来源:科技日报  作者:佚名  责任编辑:罗伯特

  黄河北岸,一个“钢铁怪兽”望着南岸,它要跨过面前这条大河,俯身成为一座桥。

  它从无到有,一点点“长大”到重达36249吨。它要凌空一点点拱到对面。它是怎么做到的?

  顶推技术。

  2016年1月25日上午10点,由石济客专济南黄河公铁两用桥钢桁梁完成了第33次顶推,万吨钢桥顺利跨过黄河。

  “这是一座公铁两用桥。”承建方中铁四局钢结构公司的技术人员告诉记者,该桥上层为双向六车道高速公路,下层为四线铁路。

  “大跨度刚性悬索加劲连续钢桁梁结构形式的公铁两用桥”,复杂的桥梁结构名词很难让人一次听懂,但我们可以记住,这是首次。当然还有不能忽视的国内桥梁建设常用的“顶推技术”。

  顶推,简言之,施工人员在桥北岸把巨大的钢铁构件,拼接起来,然后用千斤顶,通过设置好的滑道,将其一点点推过去。“全桥施工过程中,累计顶推距离达798米,出现最大悬臂154米”,就意味着整个过程中曾经有154米的巨大结构悬在空中,这也是“最危险的时候”、只有行内人能体会到其中的危险。

  经过技术人员的反复检算、研究和讨论,决定通过机电液集中控制系统及变频调速技术实现钢桁梁的顶推。在设置了拼装支架、墩旁托架等辅助支撑体系后,技术人员共安置了“纤夫”——22台各200吨的水平连续千斤顶,可提供最大水平顶推力为4400吨,由计算机远程自动控制。这意味着,通过计算机控制,任意位置的任意一台水平千斤顶都可精确推动特定距离,从而实现了大桥多点多桁同步自动化的顶推滑移。

  当然,作为滑移体系的滑道、滑块甚至润滑液对顶推的影响绝不亚于顶推系统。甚至对于毫不起眼的润滑油,技术人员也不放过,进行了各种对比试验,为的就是尽可能降低摩擦系数,保证顶推安全。

  除了在滑道上涂抹润滑油进行强制润滑外,技术人员还在滑块中增加了油路的设计,使润滑油经由滑块底面的油道进行主动润滑,极大增强了润滑效果。这个细节上的设计也成为滑移体系的一大创新。

  顶推重量不断增加,考验接踵而至。一座三桁结构公铁两用桥的顶推过程中,大桥的任意支点每高出10毫米,就会比平行的另外两个支点多承担1003吨的重力。这一千多吨已超过一些小型钢桥的总重量。项目经理张时利解释道,“这就相当于由三个人同时扛起一件重物。其中一人身高高于另两人的话,便会多承担更大的重力,更容易首先承受不住,会成为极大安全隐患。”

  于是,技术人员建立了“全桥+下部辅助结构”整体模型,对三桁之间的高度差异进行了敏感性分析,发现作为36000多吨的巨大钢桥,要保证安全,平行支点之间的高度差异必须保持在8毫米之内。有了数据支撑,其余的问题也就不难解决了。除了将滑道和抄垫的安装精度和高差控制在最小值,技术人员们还在滑块与钢梁之间设置了厚度为100毫米的橡胶垫,通过橡胶垫的变形来协调高差。

  此外,上面是三万多吨,下面是地质情况复杂的黄河河道,这就对其基础设计施工要求极高。为给“钢铁怪兽”的跨越打下坚实基础,中铁四局二公司为施工的线下主体承重部分创造了钻孔桩最深、桥墩最宽、承台体积最大、结构形式最新、施工工法最多的“五个之最”,以12种承台结构、9种墩身结构、10种梁体结构形式被誉为“桥梁工法博物馆”。

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