高鐵上的架橋“巨獸”
2016-03-09
作業(yè)中的900噸運架一體機。
高鐵上的架橋“巨獸”
《中國新聞周刊》記者|陳飛
微信公號：百萬莊的小星星
目前，中國擁有世界上最大規(guī)模的高速鐵路網(wǎng)，運營總里程約2萬公里，超越世界上其他國家的總和。
在高鐵越來越成為生活的一部分的時候，人們對中國高鐵鋪路架橋的過程難免有幾分好奇。難怪最近有一段網(wǎng)絡視頻一經(jīng)流出，就引起很多人的驚呼。就連美國的《大眾機械》、《探索》等老牌科技雜志網(wǎng)站也轉載了這段視頻，并加以介紹。
視頻中，一臺造型“呆萌”的巨大機器，在山谷間像毛毛蟲一般緩緩從隧道中駛出，這一龐然大物有好幾輛公交車首尾相連那么長，底盤上密密麻麻的輪子像是毛毛蟲的偽足。它在剛鋪好一半的“斷頭”橋面上停下來，在“斷頭”最末端的橋墩上放下兩側三角形的“后腿”，“身體”則在“前腿”的帶動下在懸空中滑向下一個的橋墩。在前腿到達下一個橋墩并支撐在其上之后，“身體”上掛載的巨大混凝土橋梁被穩(wěn)穩(wěn)地架在兩個橋墩之間。隨后，這只巨大的“毛毛蟲”收起支腿，反向滑動，功成身退。就這樣，一孔橋在巨大的山谷之間就架設好了。
這段視頻拍攝的是中鐵十一局第六工程有限公司架設渝萬鐵路花屋雙線大橋6號、7號墩的過程。被視頻的英文標題稱為“Monster”(巨獸)的機器，是石家莊鐵道大學國防交通研究所研發(fā)的SLJ900/32流動式架橋機。
負責這臺架橋機研發(fā)的該所前工程師劉嘉武向《中國新聞周刊》介紹說，這臺引起國內外網(wǎng)友驚嘆的架橋機全長93米，自重達580噸，有64個輪子，是一具名副其實的鋼鐵巨獸。2010年11月，項目完成技術設計;第一臺設備于2012年9月5日在沈丹線開始正式作業(yè)。其技術水平居于世界領先地位。
擺脫“邊鋪邊架”
SLJ900/32架橋機的視頻在網(wǎng)上走紅之后，劉亞濱也跟著“紅”了一把。“我去國外，老有人拿著這個視頻問我，這個是你們做的吧挺厲害!我一看，不是呀!心里想，這有什么厲害的，我們的架橋機比這好多了?！?br />
劉亞濱是北京萬橋興業(yè)機械有限公司的CEO兼高級工程師。1993年，時任鐵道科學研究院國際部副主任的劉亞濱在一次考察中，首次接觸到意大利尼古拉(PaoloDeNicola)公司生產(chǎn)的架橋機械。那時，中國高鐵建設還在醞釀中。1996年，鐵道部開展了《高速鐵路預制梁架設設備技術參數(shù)和結構方案研究》項目，秦沈客運專線的勘察設計工作也已開始。從那時起，中國人就著手論證自己生產(chǎn)制造大噸位架橋設備的可能性。
1998年秋天，劉亞濱接到原鐵道部科技司工程師辛學忠的電話，要求他去為秦沈線項目的領導和專家介紹“整孔箱梁架橋枝術”。
秦沈線設計建造之前，鐵路建設中遇到橋梁時，較為普遍的施工方式是“邊鋪邊架”，也就是先鋪設一段軌道，再進行后面的架橋作業(yè)。當時，普通鐵路中的橋梁路段相對較少，這種傳統(tǒng)施工方式依靠密集的人工作業(yè)來完成，不需要大噸位架橋設備，因而有經(jīng)濟上的優(yōu)勢。“我剛把這個技術介紹到國內的時候，很多人都覺得，中國鋪鐵路靠的是人多，誰去買這種幾千萬元的架橋設備啊!根本不符合中國國情?！?br />
但是，高鐵的技術含量高、施工要求高，傳統(tǒng)施工方式和“人海戰(zhàn)術”不適合高鐵建設。在那次會議上，劉亞濱逐一回答了原鐵道部設計、建設單位領導和專家們提出的問題，詳細介紹了橋梁“先架后鋪”技術的優(yōu)點。其實，預應力混凝土橋梁已經(jīng)是很成熟的技術，只不過新的橋梁設計和施工方法需要更大噸位的新設備。會議經(jīng)過討論，決定調整秦沈線的設計方案。整條線路施工中有四個標段采用大型整孔箱梁施工技術。而正是秦沈線的這一設計施工經(jīng)驗，為后來中國大規(guī)模的高鐵建設奠定了基矗
走向世界領先
普通快速鐵路使用的32米T型梁的重量在150噸左右，而在設計時速250公里以上的高速鐵路的橋梁中，90%都采用了長32米、重量900噸的箱型梁——其重量大概是普通T型梁的6倍。因而對機器載重的要求一下就提高了很多。
與普通鐵路相比，高速鐵路在結構上的特點是橋梁多，且多旱橋。這是為了節(jié)約土地占用和防止路基不均勻沉降的考慮。在高鐵京滬線接近完工之后，中國高鐵線路逐漸開始向多山地區(qū)延伸，這就遇到了新的問題。在山區(qū)高鐵建設中，穿隧道架橋的需求多了起來。在山區(qū)條件下，普通架橋機體積大，拆裝不便，也難以運輸箱梁通過隧道。因而在平原地區(qū)分別使用運梁車和架橋機的“運架分離”式的作業(yè)不再適用，架橋機就面臨著要解決的新問題。
“箱梁與隧道的尺寸很接近，梁的寬度與隧道最寬的地方，一邊只有30公分左右的間隙。而且要保證這個間隙，梁不能離地面很高，最好在五六十公分的高度。一般的運梁車太高了，大概有兩三米，進不去隧道。”劉嘉武說。如果要讓普通運梁車將箱梁運入隧道，要么拓寬隧道，成本很高;要么就等箱梁運過去之后，再完成隧道內部的施工，這就延長了工期。
其實，建造秦沈客運專線時就遇到了這個問題。那時的解決方案是從意大利進口了一臺“運架一體機”。從那時起，這種運架一體機的廣闊前景就被人們所看到。如何研發(fā)國產(chǎn)一體式架橋機，引起了嗅覺靈敏的業(yè)內專家的注意。
經(jīng)過多年的不斷演進，目前，萬橋公司的變位平臺一體架橋機可以說是意大利產(chǎn)品的升級版。這種一體架橋機于2010年開始投入使用，目前不僅廣泛運用在國內各條高鐵線路的建設中，而且已經(jīng)出口到韓國。
時至今日，國產(chǎn)大噸位架橋機已經(jīng)解決了大部分實際使用中遇到的困難工況：隧道口零距離架橋、兩隧道間單孔梁、高原長大坡道橋梁、小曲線橋架設。隨著一個個難題的解決，中國的架橋機技術水平不知不覺間已達到世界領先地位。
到全世界建大橋
當前，越來越多手握先進的橋梁建設技術的中國企業(yè)踏上了國際征途，分別參與建造了馬來西亞檳城二橋、巴拿馬運河三橋、韓國仁川二橋、舊金山-奧克蘭海灣大橋等等。與此同時，中國在高鐵建設中“磨練”出來的大型架橋機，在國外的橋梁建設中也找到了用武之地。
全長36公里的杭州灣大橋，兩側引橋部分使用了50米長的雙幅箱梁，單孔箱梁自重1430噸。配備了1600噸級的輪胎式提梁機、運梁車及架橋機進行裝梁、運梁和架梁。這種超大型設備的建設經(jīng)驗，在世界上幾乎是絕無僅有的。而正是這樣的施工經(jīng)驗，讓中國架橋機走出國門成為可能。
正在興建中的科威特海灣大橋全長34公里，建成后將是世界第四的跨海大橋。它的兩側引橋也為雙幅箱形梁，規(guī)格有35米、40米、45米、60米四種。其中60米的箱梁單孔重達1800噸——這一重量創(chuàng)造了一項世界紀錄。引橋工程需架梁共計1044孔，工程量相當巨大?？仆睾炒髽蚣茉O所需的總價2.4億元的裝備，由中國鄭州新大方重工科技有限公司提供。
除了超大噸位的建造經(jīng)驗，專利項目的數(shù)量也證明了中國架橋技術的領先水平。到2014年10月為止，中國以大噸位架橋機整機及架橋工藝申請發(fā)明專利并獲授權的項目共計22項，居世界首位。
在中國最拿得出手的高鐵領域，萬橋公司向韓國出口了4臺變位平臺式運架一體機。目前，這個項目中的五個標段都在使用中國出口的設備。常年在國外進行項目競標的劉亞濱說：“現(xiàn)在，很多時候我們在國外的項目其實都是跟中國公司在競爭，外國公司就那么一兩家。說到底，還是因為現(xiàn)在這種大型工程的項目經(jīng)驗以中國為最多?！?br />
本文首發(fā)刊載于《中國新聞周刊》總第746期
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(原標題：高鐵上的架橋“巨獸”)
本文來源：中國新聞周刊
