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中铁二局900吨级32米整孔箱梁 研制记事
2006年6月26日 13:47  来源:工人日报  作者:吕伊 曹正清

    合宁铁路,中国第一条设计时速250公里的客运专线,首开中国铁路900吨级32米双线整孔箱梁的制运架设先河。

    设计与现实存在距离,这距离给人们奋进的动力。验证设计,检验工艺,中铁二局担当着将434孔预应力混凝土简支箱梁设计变为现实的重任。

    中铁二局合宁项目部2005年8月入场以来,以科技的力量破解难题,以创新的激情挑战自我,在客运专线首批箱梁“试验田”里,出炉了全路若干第一:首片32米高性能耐久混凝土箱梁试制、首片32米箱梁静载试验、首片32米混凝土箱梁架设、首家通过国家生产许可证考核检验……

    这“第一”的后面,饱含的是铁道部领导和有关司局的关怀与指导,是合宁铁路有限公司的严格管理,是有关科研机构的通力合作,饱含的是中铁二局员工勇迎难题,以自主创新,攻科技高点,用汗水与奉献写就的篇篇华章。百年大计高速铁路和客运专线的时速,对构成铁路的每一个环节提出了高要求。跨千山过万水的大桥,每一片梁的质量必须满足100年的使用寿命。

    保证制梁的任何“节点”高质量、高标准,是中铁二局合宁铁路项目部提出的目标。解决“C50高性能混凝土耐久性问题”,是实现结构耐久性设计的重中之重。“百年大计”成为他们首先攻克的难点。

    试验先行。中铁二局选调精兵强将,展开攻关。八月,酷暑难当。工作人员深入方圆200公里,调查料源,确定供应厂家。生活设施尚不健全,技术人员已在民房里开始了高性能混凝土研制工作。项目部最先建起的便是高标准、高配置的一流中心试验室。

    抗冻性能、抗裂性能、抗渗性能、氯离子扩散系数以及混凝土较高的工作性能要求等,是混凝土普通要求外的“额外”标准。为让混凝土高标准变为现实,更为今后高速铁路制梁提供依据,项目部试验人员在中心实验室里,反复实验与比对,精心寻找最佳配合比。一日复一日,一组又一组,苦心渴求。夜色中,实验室常常灯火通明,实验人员在水泥、砂、石、矿粉、粉煤灰、外加剂组合世界鏖战。钟卫祥,身经百战的实验室主任,加班通宵达旦,中暑也心牵实验,苦思冥想着实验方案。实验人员齐心合力,向C50高性能混凝土耐久性问题发起次次“集体冲锋”。创新的智慧和毅力,留下了令人难忘的数字:小样试验22组,大样试验16组、成型抗压试件220组,弹模试件48组。还有消耗数以吨计的水泥、砂、石等材料。两个多月的辛劳,千挑万选出11个配合比。在其中再试验、再选配,终于剔选出6个试验箱梁的配合比。

    2005年10月24日,6个试验箱梁配合比,得到清华大学、同济大学、铁道部建设司、科技司、质检中心等单位专家充分肯定,认为C50预应力混凝土配制报告“思路清晰、内容详实、结论明确、符合要求”,一次通过部级评审,获得“中铁二局混凝土配合比研究是成功的”高度评价。

    2005年11月9日至18日,C50高性能混凝土进行工艺性能试验。通过对6组不同配合比多项性能进行监控测试,6个C50高性能混凝土配合比全部试验数据符合技术条件要求。中铁二局合宁项目部已生产的70多孔箱梁,梁体弹性模量及强度发展良好,外观极为平整,项项指标达到要求。一举两得高速铁路“以桥代路,节约耕地资源”的思路,决定了对大型箱梁预制场建设的高要求。

    中铁二局合宁铁路项目部承担的900吨级32米后张梁和32米先张梁的试制、试验成果,将为全路即将展开的大规模高速铁路和客运专线建设提供借鉴和指导性依据。

    天降大任于斯。项目部抓住这次难得的历史机遇,汇集多名专家和经验丰富的技术人员,在铁道部科技司、建设司、合宁铁路公司等领导和专家的指导帮助下,对箱梁静载试验台座的设计这一关键技术进行攻关。

    合宁铁路公司总经理、课题组组长陈金城亲临现场督战,合宁公司高级工程师武凤远更是驻扎项目部,与科技人员一道定方案,出设计图纸。为少占场地、节约资金,课题组提出了静载试验台座设计为先张梁和后张梁两用台座。

    一举两得取得突破。项目部副总工程师王强,为完成这项试验研究任务,白天利用网络与中咨院、同济大学的专家交流意见,收集数据,夜晚与技术人员一起研究方案,绘制设计图纸,常常不觉东方之既白。在课题组的共同努力下,满足了张拉应力和施工工艺的要求,取得了箱梁静载试验台座一举两得效果,即用于后张梁静载试验,又能满足先张梁加载1.6级以上破坏性试验。2006年5月11日,先张梁台座工艺因“部件设计合理,张拉、放张工艺及安全防护措施可行,能满足施工要求”,通过铁道部建设司、科技司、铁科院、中铁咨询等单位专家认可。

    在箱梁预制试验过程中,“一举两得”的创意多处体现,彰显出科技人员强烈的自主创新意识。为统筹安排32米、24米箱梁的生产,项目部把制梁台座、钢模板、存梁台座设计为共用,以减少建场临时工程费用;将存梁台座设计为双层存梁台座,梁上存梁,台座的沉降量不超过2毫米,大大增加了存梁能力,这在客运专线900吨箱梁的生产中属于首次。立足自主创新,项目部利用自身技术储备,集合长期从事内模研究的科研人员,自行研制设计出箱梁内外模,达到国外模具设计制作同等效果,既节约了成本,也为整体箱梁的预制赢得了宝贵时间。

    2006年2月8日,合宁客运专线首孔32米双线整孔箱梁静载试验成功,梁体刚度为1/4468,满足设计1/3982的要求;测试数据正常,梁体下缘应力线性良好;加载至1.2倍设计荷载未发现任何受力裂纹。这组骄人的数据,昭示着中国铁路建设史又一个难题被中铁二局破解。

    参加静载试验的专家组成员对项目经理邹宏伟说:“从没有见过静载试验现场像你这么镇定的指挥员。”是啊,多少个日日夜夜的奋战,多少人的付出和奉献,才换来这份胜券在握,才有了这份心定气闲。稳如磐石为确保高速运行列车的平稳舒适,建设中对简支桥梁架设的关键工序———桥梁支座下锚灌浆工艺提出更高要求。

    传统桥梁架设采用干硬性砂浆作为桥梁支座下锚找平、灌浆材料,在桥梁架设之前就施工完成。架桥前由人工测量保证支座标高和平整度,但桥梁架设后不同支座下的干硬砂浆压缩量难以保证一致,也就无法保证桥梁四支点平衡。

    为了保证客运专线箱梁架设的质量,中铁二局合宁铁路项目部课题组开展技术攻关,研究、采用了重力式自流平砂浆工艺。即箱梁先落到4个600吨千斤顶组成的临时支座上,采用精确测量和千斤顶自调平结合控制的方法保证箱梁四点平衡、受力均匀,在确认桥梁架设到正确的位置和标高后,实施高强、自流平砂浆对支座灌浆,在2个小时内砂浆强度达20MPa以上,即可满足继续架设下一孔桥梁的强度需要。

    这项锚固材料及工艺在铁路桥梁架设工程中尚无先例。试验人员反复进行早强高强注浆砂浆抗压强度、抗折强度、弹性模量、自由膨胀率、流动度、水灰比、泌水等指标的试验检测,观察支座注浆后砂浆密实情况,采用重力式浆体自流注浆工艺,解决了高速铁路对这项工艺的设计要求。经箱梁静载试验,支座承受的荷载远远大于线路运营时的荷载,成型的砂浆找平层无任何变化,这项技术研制的成功,为站后工程技术指标符合高速铁路无碴轨道震动误差不超过2毫米要求奠定了基础,为高速铁路架起了坚实、稳固的“支座”。

    铁道部副部长卢春房到合宁铁路中铁二局工地视察时,径直钻到梁腹,直接询问现场技术人员和工人关于支座灌浆问题,当得到肯定的答复时,脸上露出满意的微笑。

    2006年6月8日,铁道部建设管理大会现场观摩点就设在中铁二局合宁项目部铺架工地,标志着中铁二局承担的“时速200-250公里客运专线铁路24米、32米简支箱梁试制、试验”科研课题取得阶段性成果。干了几十年桥梁预制的老专家赞叹道:第一次看到如此内实外美、线条流畅的箱梁。尔后,接踵而至的取经者几乎踏破了项目部的门槛。

    将设计变为现实,中铁二局为高速铁路和客专线制梁施工,取得了丰富的试验数据和施工经验。永远向前的中铁二局人,将秉承“开路先锋”精神,以智慧和激情,为中国高速铁路和客运专线的构筑再谱新篇。

 
 [关键词]:中铁二局 工程机械 高速铁路  发表评论    【推荐】 【打印

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