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“鋼鐵怪獸”如何被“推”過黃河?

  • 發(fā)布時(shí)間:2016-02-01 01:30:47  來源:科技日?qǐng)?bào)  作者:佚名  責(zé)任編輯:羅伯特

  黃河北岸,一個(gè)“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(diǎn)點(diǎn)“長(zhǎng)大”到重達(dá)36249噸。它要凌空一點(diǎn)點(diǎn)拱到對(duì)面。它是怎么做到的?

  頂推技術(shù)。

  2016年1月25日上午10點(diǎn),由石濟(jì)客專濟(jì)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(jié)構(gòu)公司的技術(shù)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(xù)鋼桁梁結(jié)構(gòu)形式的公鐵兩用橋”,復(fù)雜的橋梁結(jié)構(gòu)名詞很難讓人一次聽懂,但我們可以記住,這是首次。當(dāng)然還有不能忽視的國(guó)內(nèi)橋梁建設(shè)常用的“頂推技術(shù)”。

  頂推,簡(jiǎn)言之,施工人員在橋北岸把巨大的鋼鐵構(gòu)件,拼接起來,然后用千斤頂,通過設(shè)置好的滑道,將其一點(diǎn)點(diǎn)推過去?!叭珮蚴┕み^程中,累計(jì)頂推距離達(dá)798米,出現(xiàn)最大懸臂154米”,就意味著整個(gè)過程中曾經(jīng)有154米的巨大結(jié)構(gòu)懸在空中,這也是“最危險(xiǎn)的時(shí)候”、只有行內(nèi)人能體會(huì)到其中的危險(xiǎn)。

  經(jīng)過技術(shù)人員的反復(fù)檢算、研究和討論,決定通過機(jī)電液集中控制系統(tǒng)及變頻調(diào)速技術(shù)實(shí)現(xiàn)鋼桁梁的頂推。在設(shè)置了拼裝支架、墩旁托架等輔助支撐體系后,技術(shù)人員共安置了“纖夫”——22臺(tái)各200噸的水平連續(xù)千斤頂,可提供最大水平頂推力為4400噸,由計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。這意味著,通過計(jì)算機(jī)控制,任意位置的任意一臺(tái)水平千斤頂都可精確推動(dòng)特定距離,從而實(shí)現(xiàn)了大橋多點(diǎn)多桁同步自動(dòng)化的頂推滑移。

  當(dāng)然,作為滑移體系的滑道、滑塊甚至潤(rùn)滑液對(duì)頂推的影響絕不亞于頂推系統(tǒng)。甚至對(duì)于毫不起眼的潤(rùn)滑油,技術(shù)人員也不放過,進(jìn)行了各種對(duì)比試驗(yàn),為的就是盡可能降低摩擦系數(shù),保證頂推安全。

  除了在滑道上涂抹潤(rùn)滑油進(jìn)行強(qiáng)制潤(rùn)滑外,技術(shù)人員還在滑塊中增加了油路的設(shè)計(jì),使?jié)櫥徒?jīng)由滑塊底面的油道進(jìn)行主動(dòng)潤(rùn)滑,極大增強(qiáng)了潤(rùn)滑效果。這個(gè)細(xì)節(jié)上的設(shè)計(jì)也成為滑移體系的一大創(chuàng)新。

  頂推重量不斷增加,考驗(yàn)接踵而至。一座三桁結(jié)構(gòu)公鐵兩用橋的頂推過程中,大橋的任意支點(diǎn)每高出10毫米,就會(huì)比平行的另外兩個(gè)支點(diǎn)多承擔(dān)1003噸的重力。這一千多噸已超過一些小型鋼橋的總重量。項(xiàng)目經(jīng)理張時(shí)利解釋道,“這就相當(dāng)于由三個(gè)人同時(shí)扛起一件重物。其中一人身高高于另兩人的話,便會(huì)多承擔(dān)更大的重力,更容易首先承受不住,會(huì)成為極大安全隱患?!?/p>

  于是,技術(shù)人員建立了“全橋+下部輔助結(jié)構(gòu)”整體模型,對(duì)三桁之間的高度差異進(jìn)行了敏感性分析,發(fā)現(xiàn)作為36000多噸的巨大鋼橋,要保證安全,平行支點(diǎn)之間的高度差異必須保持在8毫米之內(nèi)。有了數(shù)據(jù)支撐,其余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(shù)人員們還在滑塊與鋼梁之間設(shè)置了厚度為100毫米的橡膠墊,通過橡膠墊的變形來協(xié)調(diào)高差。

  此外,上面是三萬多噸,下面是地質(zhì)情況復(fù)雜的黃河河道,這就對(duì)其基礎(chǔ)設(shè)計(jì)施工要求極高。為給“鋼鐵怪獸”的跨越打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),中鐵四局二公司為施工的線下主體承重部分創(chuàng)造了鉆孔樁最深、橋墩最寬、承臺(tái)體積最大、結(jié)構(gòu)形式最新、施工工法最多的“五個(gè)之最”,以12種承臺(tái)結(jié)構(gòu)、9種墩身結(jié)構(gòu)、10種梁體結(jié)構(gòu)形式被譽(yù)為“橋梁工法博物館”。

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