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中國高鐵首座整體頂推法建設鋼箱梁橋施工紀實

2016年06月17日15:20 |
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日前,我們來到緊張建設的京沈高鐵遼寧段中鐵二十二局集團管段工地,看到火車飛馳的既有鐵路線上方,中國高鐵首座採用整體頂推法施工的鋼箱拱橋——蒲河特大橋鋼箱拱橋凌空跨越,那邊工人們正緊張進行無砟軌道板鋪設。

“京沈高鐵遼寧段線下工程基本完工,目前正緊張進行線上作業,京沈高鐵通車指日可待!”中國鐵建二十二局集團京沈客專遼寧段項目部經理曾見興奮地說。

蒲河特大橋鋼箱拱橋是中國高鐵首座採用整體頂推法建設的鋼箱拱橋,橋梁跨度、頂推重量都創造了國內高鐵頂推橋梁建設紀錄。

“蒲河特大橋1-44.5米簡支拱橋,開始並非採用頂推法施工的鋼箱梁橋。”曾見說。2014年7月京沈鐵路開工后,中國鐵建二十二局集團項目部技術人員通過勘查,發現位於蒲河特大橋293號、294號墩之間簡支拱橋梁距橋下既有線接觸網及立柱安全距離不足,上跨既有的於(洪)虎(石台)鐵路上、下行線路,這是一條鐵路貨運線,每天車次多、異常繁忙,橋梁原設計採用預應力鋼筋混凝土梁,計劃進行高位制梁。

“可橋位底部距離既有鐵路接觸網立柱隻有40厘米,為了安全,要在既有線路上方搭建制梁防護棚洞,這根本不可行,下方的路堵死了﹔而若要高位制梁,落梁高度達3.6米,同樣存在巨大安全風險!” 曾見說。

“我計算了一下,要實施原方案,需頻繁向鐵路運營部門申請施工天窗點204次,最長的3個多小時,持續49天,對既有線運營影響太大了!”中國鐵建二十二局集團項目部總工程師白淨說。因此,對那個原方案,項目部搖頭,鐵路運營管理部門也連連表示不同意。

可是,新方案誕生一波三折,各方無不小心翼翼。

2014年8月份,通過咨詢鐵路、公路橋梁專家,中國鐵建二十二局集團京沈客專遼寧段項目部大膽提出了採用頂推方法建設鋼箱拱橋的方案。

“橋梁採用頂推方法施工,我國大部分用在公路建設中,一般採用分節段制作、分節頂推技術比較成熟。可在鐵路施工中採用很少,高鐵中成橋后整體頂推前所未有。主要是高鐵橋梁‘體大超重’,並且此處橋梁上面需留有一定的淨空,確保后續巨型架橋機通過架設前方的橋梁,這實際上也否決了公路中常採用的鋼桁梁可能性。”白淨介紹,剩下的選擇就是“鋼箱拱橋”。

鋼箱拱橋自重720噸,頂推重量840噸,空中頂推距離72.35米,這三個數字無不個個重千鈞。更重要的是,這是中國高鐵首次採用整體頂推法,在既有線路上建設鋼箱拱橋,毫無經驗可借鑒。

“以往公路多採用鋼桁梁,是柔性結構,頂推過程允許有一定誤差。可這個龐大的結構隻能採用剛性結構,頂推過程誤差需要控制得很小,非常嚴格。” 白淨說。

為此,這個方案剛出爐時,鐵路運營管理部門一口否定了,“他們說,風險太大了,你們根本不可能成功!” 中國鐵建二十二局集團四公司副總經理兼項目部二工區經理魏紹剛說。

人們的擔心並非多余。根據項目部技術小組和有關專家出台的新方案,鋼箱拱橋在既有鐵路旁的原橋旁位搭建臨時墩平台,將橋梁進行整體拼裝,然后利用拖拉法一次頂推到位,而且鋼箱拱橋正處於管段27.5‰的上坡段,“公路頂推法施工橋梁都是一段一段地作業,重量輕,風險小,可這裡頂推重量超過800噸,又是超常規上坡頂推,稍有偏移、側滑,后果不可想象!” 魏紹剛現在說來,仍一臉凝重,“那時,我的心裡也是七上八下,圖紙看了一遍又一遍,徹夜難眠。”

要書寫中國高鐵第一,需要有過人的勇氣,更需要超人的智慧。

面對人們的質疑,中國鐵建二十二局集團項目部多次邀請專家深入現場勘查、論証,“所有的鐵路設計院橋梁專家都來過這裡參與論証,鐵路局、業主單位有關人員更記不清參與多少次了。” 白淨說,“規模大的技術論証會,其中針對原方案的有兩次,針對新方案的至少三次!”終於,2015年5月份“鋼箱拱橋”方案順利通過,前后歷經10個月,真可謂“十月懷胎”。

項目部在橋梁兩側各6個臨時墩上搭建的平台上,廠家生產的12塊分部結構被拉倒這裡,逐一拼裝。

2015年10月8日,整體拼裝結束的鋼箱拱橋開始頂推。“沈陽鐵路局的總工來了,業主公司的總經理、副總經理都來了,我們項目部和工區的管理人員全部在現場跟班作業,加上施工工人,足有五十多人!” 魏紹剛說。

隨著兩台每台牽引動力達400噸的千斤頂拖拉下,龐大的鋼箱拱橋整體向前移動。不同於以往橋梁一個支點的頂推法,此次頂推有8個支點,每個支點上有兩個滑塊,當橋梁前行后,后面的滑塊就挪到前方支點上,充當橋梁步伐,交替挪動向前。白淨告訴我們,最難的是上坡頂推時保持橋梁不偏移,為此,他們在制作頂推通道時,就在反坡方向抬高了8‰,同時,認真計算橋梁向前移動每一步的受力工況,隨之調整滑塊放置……

在現場,人們發現鋼箱拱前方有一個長長的導梁,略高於橋梁本體,重量大120噸。“不要小看它”,白淨說,正是導梁不斷搭上前方的支墩保証了頂推通道,克服了頂推中的撓度,還護駕笨重的橋梁順利跨越既有線路,最終穩穩地在落定在原橋位支墩上。

“我永遠記住了那一刻,2015年10月10日16時30分!三天的天窗點,十多個小時的奮戰,我們終於成功創造了這項中國高鐵第一!” 魏紹剛說。(孔祥文 、 於承軍、馬凌空)

2015年10月10日,蒲河特大橋鋼箱拱橋整體頂推到位,創造了中國高鐵橋梁建設的新紀錄。

中國鐵建二十二局集團京沈客專遼寧段進行架梁。

2016年4月10日,架橋機順利通過蒲河特大橋鋼箱拱橋架梁,實現線下施工的節點目標。

鋼箱拱橋下有既有鐵路線,另一側相鄰還有既有鐵路線,當時的施工難度和安全風險可想而知。

一列貨車從中國鐵建二十二局集團建設的京沈客專遼寧段首座鋼箱拱橋——京沈客專蒲河特大橋鋼箱拱橋下呼嘯而過。

空中拍攝京沈客專蒲河特大橋,鋼箱拱橋猶如整座大橋的項墜。

中國鐵建二十二局集團架橋隊長趙峰正在京沈客專興隆店特大橋墩頂,指揮巨型架橋機架設900噸箱梁。

中國鐵建二十二局集團兩名技術人員正在指揮900噸箱梁平穩落定在京沈客專興隆店特大橋上。

中國鐵建二十二局集團項目部技術人員正在精心測量。

京沈高鐵遼寧段線下工程基本完工,目前正緊張進行線上作業。

(責編:趙爽、庄紅韜)

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