◎ 孔祥文 科技日報記者 矯陽

5月12日，南沿江城際建設跨疏港特大橋13號至14號橋墩之間，中國鐵建建設者駕駛著兩臺超級架橋機，即我國自主研制的高鐵施工裝備——40米跨1000噸運架成套設備，成功將第一片長40米的千噸高鐵箱梁穩(wěn)穩(wěn)放置于梁上。這是國內(nèi)第一條大規(guī)模采用千噸箱梁的高鐵工程，是中國高鐵重大科研創(chuàng)新成果——《高速鐵路大跨度簡支箱梁建造關鍵技術研究—提運架設備》的正式工程化應用。

南沿江城際鐵路全長278.53公里，是國內(nèi)首條由地方省政府主導投資建設的城際鐵路，位于江蘇省境內(nèi)、長江下游南岸，設計速度350公里每小時。

“這條高鐵是繼鄭濟鐵路、福廈鐵路試驗使用40米簡支箱梁后，我國第一條正式大規(guī)模采用千噸40米箱梁建設的高鐵?！鄙虾ｈF路局集團南沿江城際鐵路項目指揮長何志超說，此前，我國時速350公里的高鐵建設大多采用無砟32米簡支箱梁，梁體重量達900噸。

相比32米簡支箱梁，40米箱梁梁體長度增加8米，使橋墩間跨增加7.8米，梁高僅增加0.2米?！?strong>采用40米箱梁，平均將每延米重量降低6%，且跨度增加使梁體和橋墩數(shù)量減少20%，有效節(jié)省了工程建設占地。”中鐵二十二局南沿江鐵路項目負責人劉茂權說。

“隨著高鐵建設規(guī)模的增大，面臨的地形地質(zhì)、環(huán)境條件越來越復雜，跨越河流、溝谷的高墩橋梁以及軟基沉陷地區(qū)的深基礎橋梁越來越多，下部橋墩結構在橋梁建設費用中的比重較大。”中鐵科工集團機械院橋梁機械研究所負責人李珍西說，為節(jié)約用地、降低建設成本，減少橋梁橋墩成為國鐵集團科研立項的課題之一。

我國高鐵橋梁箱梁制架技術先后歷經(jīng)兩次重大提升和突破。第一次是2000年采用重600噸、長24米箱梁建造技術；第二次是在2006年采用重900噸、長32米箱梁建造技術，也是目前高鐵建設大范圍應用的技術。

箱梁制架重量和橋箱梁長還能否再提升？

“當簡支箱梁橋的跨度大于32米時，此前只能采用原位澆筑的簡支箱梁橋或者連續(xù)梁、連續(xù)剛構橋，經(jīng)濟性指標下降且質(zhì)量控制難度較大?！眲⒚瘷嗾f。

針對高鐵橋梁建設急需實現(xiàn)跨度40米及以上預應力混凝土簡支箱梁的規(guī)?；瘧玫那闆r，為適用于高鐵沿線制梁場集中預制、運梁車移運、架橋機架設的施工模式，鐵科院在立項“新一代高速鐵路建設關鍵技術”總體研究課題上，提出了40米跨1000噸箱梁架運成套設備方案。

項目于2016年著手研究，2017年7月，《高速鐵路大跨度簡支箱梁建造關鍵技術研究—提運架設備》方案獲中國鐵路總公司通過，經(jīng)研制試驗，成功實現(xiàn)了重1000噸、長40米箱梁建造技術。

“相比之前的產(chǎn)品，1000噸級架橋機更加智能化，功能更全面。”劉茂權說，架橋機上分布了大量傳感器和攝像頭，可將關鍵參數(shù)傳到后臺，包括起重量、機器姿態(tài)、落梁速度、周圍風速等等。后臺會監(jiān)測參數(shù)是否符合要求，超限會有警示。

要成功實現(xiàn)40米千噸箱梁建造技術，裝備和制梁必須齊頭并進。

“相比32米箱梁，40米千噸箱梁不僅在梁場生產(chǎn)時對澆注施工、維護保養(yǎng)等環(huán)節(jié)提出了工藝、工法新要求，而且由于其大跨度、大體積、大錨具等特點，給架設作業(yè)也帶來了安全風險高、控制難度大等新挑戰(zhàn)。” 中鐵二十二局集團江陰東制梁場場長張博說。

為將重達千噸的龐然大物順利架設到橋墩上，在引進這套最新技術成果的千噸級提梁設備后，項目技術人員經(jīng)反復試驗，獲取了包括起重重量、機器姿態(tài)、落梁速度、周圍風速等提梁參數(shù)。

2019年9月15日，江陰東制梁場順利澆筑生產(chǎn)首片千噸40米箱梁，并于當年11月12日一次性順利通過國家級生產(chǎn)許可認證，為國內(nèi)第一家千噸高鐵梁場?！坝媱澤a(chǎn)751片箱梁，其中40米千噸箱梁367片，目前已經(jīng)完成146片箱梁生產(chǎn)任務。”張博說。

據(jù)悉，千噸40米箱梁成套設備目前已申請實用新型專利、發(fā)明專利13項，其中7項實用新型專利已獲授權，6項發(fā)明專利進入實質(zhì)審查階段。