【新亮点】
◎本报记者 矫 阳
它实现了高铁桥梁建设标准箱梁由32米向40米的跃升;它像汽车一样行进,同时配备了自动避障系统、北斗卫星导航系统、实时监测系统等一系列先进的应用;它是由中铁第五勘察设计院集团有限公司(以下简称中铁五院)自主研发设计的世界首台千吨级运架一体机——“昆仑号”。
“昆仑号”由15000多个零部件焊接而成,长约116米、高约9.2米、宽约9.9米。2020年首次在新建福州至厦门高铁湄洲湾跨海特大桥投用。
此前,我国大部分高铁桥梁使用的都是长32米、重约900吨的简支箱梁。传统架桥机不具备连续自行能力,每架设完一段箱梁就需要施工人员铺设滑轨,在驱动系统的帮助下向前行进。随着中国高铁不断提速,未来高铁时速将达到400公里,为达到设计标准,需减少高铁箱梁段拼接缝的共振节点,采用更大跨的箱梁,32米箱梁因接缝多无法实现。
新建福厦高铁是我国首条跨海高铁,是我国“八纵八横”高速铁路主通道沿海通道的组成部分,先后跨越湄洲湾、泉州湾、安海湾三个海湾,正线新建桥梁84座。为实现中国高铁更高速度的目标,其中最关键的控制性工程——湄洲湾跨海大桥采用了高铁桥梁建设新标准。
为满足建设场景,“高速铁路大跨度简支箱梁建造关键技术研究”课题组在2016年正式成立,主攻运架一体机的研发。
虽然箱梁长度只增加了8米,但结构难度却是几何量级地增长。经过数年科研攻关,路桥隧频繁转换、运梁过隧、大坡度小曲线等一系列架设难题先后被突破——以前,架设一座高铁桥梁需要提梁机、运梁车、门式起重机、架桥机等多台重型装备通力合作,一个环节配合不到位,都会卡住制运架生产线。
2020年6月,“昆仑号”研发成功。“昆仑号”是为应对高铁桥梁建设标准的改变而诞生的,它不仅集提、运、架于一体,还可用于24米、32米、40米不同跨度的箱梁施工,系统性解决了各环节的制约问题,是我国目前功能最全的高铁桥梁施工设备。它既可以在海中架桥,还可以快速过隧,甚至能够在隧道中架桥。
“不仅如此,‘昆仑号’还比传统架桥机节省近一半的投入成本,被誉为架桥机里的‘全能选手’。”中铁五院“昆仑号”研发设计项目负责人万鹏说,湄洲湾跨海大桥使用40米箱梁,每公里可减少6个桥墩,占地面积缩小20%、投资降低15%,而且还可大大缩短建设周期、增加桥跨布置的灵活性。
“昆仑号”的功能还在增强。
中国高铁网络正逐渐向西南、西北等山岭众多的地区覆盖,施工工况越来越复杂,不仅要求架桥装备的载重量越来越大,而且还要其能够穿山过隧、跨江渡海,在任何工况下都能架设高铁箱梁。在我国西南喀斯特地貌地区,建造隧道时常常遭遇大溶洞和暗河,这就需要架桥机能够在隧道中架桥,为此,设计团队打破了传统架桥机的“门”字形或框架式结构以满足工况需求。
如今,“昆仑号”已转战杭衢高铁建设现场,在地质条件复杂的浙西地区架梁施工现场“大展身手”,助力打造浙皖闽赣四省边际“花园城市群”。