总高超76层楼,光桥墩就有12万吨,元江特大桥连破两项世界纪录!

#2023网络名人云南行#

“站在上面往下看,原本的苍天大树也宛若小树苗。”

“第一次上来,本能地不敢往前走,感受着四周围呼呼的大风,闭着眼不敢睁开看,尤其是往下看,会感到天旋地转。”

你或许以为上述两种感受,是游客在某些高空玻璃栈道上的感觉。人确实是在高空,但不是玻璃栈道,而是在一座通行火车的大桥上

站在桥上,距离桥底的高度超过了230米。如果是站在其中一个桥墩的顶端,此刻往前看,与对面另一处桥墩的宽度为249米。如此大的跨度,除了头顶的钢梁,中间的下方就再没有任何支撑了。

这个跨度打破了世界纪录,大桥就横卧在红河的上游元江上面,它就是中老铁路线上的元江双线特大桥。

高、大、沉

大桥就位于元江县城附近,它跨越元江河谷,整体的特点也是那么的“简单粗暴”。

首先是高。桥隧工人邱链凯,作为专业人员,第一次扣着安全绳走到桥的钢梁上时,腿肚子转筋吓得没法走路。

(行走在大桥钢梁上的桥隧工)

不光邱链凯,大桥日常维护的五人组其他成员,每次上桥之前也得克服巨大的心理恐惧。每次上桥之前,几个人都会相互检查安全绳,必须要保证万无一失。而且,维护队伍里没有女工。

有些记者前往大桥采访,即便扣着安全绳,钢架梁的两侧也有安全护栏,但还是因为恐高而没办法往前走。

毕竟从数据来看,单是桥墩的最高处,距离桥底都接近160米。桥面到谷底的距离,超过了230米,超过76层楼的高度。

从四周围来看,桥梁所处的位置是一个“V”字型的地貌,谷底高程为300米到400米,河谷两岸的高程为1100米到1700米,相对高程在700米以上。

因此,虽然桥墩到谷底的实际高度只有一百多米,但一个人站在桥梁的某个位置,四周围没有任何遮拦的情况下,由于两岸与河谷巨大的高程落差,心理上因此产生的恐惧感,比大桥的“身高”要高很多。

每次检查,邱链凯他们在桥上都会遇到大风。除了因为高之外,还因为这里的河谷中经常有八级以上的大风。瞬时的风力甚至能达到十级。即便扣着安全绳,遇到大风时段检查也必须停止。

其次是大。直接来形容的话外界可能感受不到,不妨来看一组数字。桥隧工光是检查一个支座就要两个多小时,大桥上的螺栓超过了40万个,钢片焊接点超过了两万块。不检查其他部位,光是检查螺栓的情况下,五人组就要花费四五天的时间才能检查完毕。

最后是沉大桥钢桁梁的自重达到了2.1万吨,3号桥墩的自重超过了12万吨,没有火车经过的情况下,桥墩底部实际承受的压力达到了15万吨。这还是在建设的时候,采取新技术为其减去了30%的重量。

(桥隧工在一处桥墩的顶部吃简单的午饭)

所以将一番数据看下来,你无法想象当初修建的时候,工程技术人员究竟是怎样将这一个庞然大物矗立起来的。

运用了哪些技术

大桥整体倒是“抗造”了,可当初设计建造的时候,河谷当地的地质构造却承受不住它。

这一地区沟深谷狭,关键是处于高烈度地震区及断裂带上。地表及两岸的基岩,全都是泥岩、砂岩、页岩夹煤层,受到地质构造的影响,岩体整体破碎。

如果按照最初的规划,光是桥墩的重量,谷底就承受不住。如果强行将桥梁建造起来,极有可能会因为地基不稳而坍塌。

(从空中俯瞰大桥)

线路不能绕,桥必须得造,重量又必须在可承受范围内,这一下就将施工人员给难住了。为此,光是工程院院士,就先后邀请了三位进行设计规划。

最终确定的方案是,大跨度上承式连续钢桁梁。整体重量较轻,后期的维护运营工作量也不大,造价也不会太贵。

具体是怎么减重的呢?原来是用空心的桥墩,代替了常规方案中的实心桥墩。一般造桥所用的桥墩都是一个整体,而且是实心的。而元江特大桥的每个桥墩,是由两个空心的桥墩构成一个整体,中间有钢结构进行连接。

(可以清晰看到,大桥每个桥墩中间都是钢结构连接)

这样一来,单个桥墩的自重就比传统上的实心桥墩轻了不少。不过桥墩的整体高度都在150米以上,建造过程中,方位的误差要控制在两毫米内,偏偏河谷地带常有七级以上的大风,这给施工带来了极大的难度。

施工人员于是建立了数字模型,模拟了桥墩在大风高温情况下受力的具体数据,根据数据,在施工过程中又进行了数字化的监控,以保证精确度。

桥墩体积很大,而且还是空心结构,为了防止混凝土在浇筑过程中出现裂缝的情况,在施工中又采用了大体积混凝土温控施工技术。

此外,大桥在建造过程中为了抗震防风,还运用了粘滞阻尼器。

传统的建筑抗震,可以简单理解为“硬抗”,增加体积和自重,建筑整体的刚度也就提升了。然而这种方式有一个巨大的缺点,建筑结构本身不具备调节能力,容易产生“刚而易折”的结构性损伤,一旦出现这种情况则是不可修复的。

另一方面,由于自身的体积重量变大了,施工的难度也会直线上升,甚至各参数如果过大的话,反倒没办法满足抗震设防性能的标准。

元江特大桥在修建的时候,本身就因为当地的地质构造承受不了太大的重量。所以它就是想用加大自重的方式来抗震,也没办法来完成。

如此一来,大桥的抗震防风就得采取新方法。偏偏大桥所处的位置在地震带上,且常年风又很大,抗震的方法还必须得过硬。

粘滞阻尼器的技术本质,就是将地震产生的能量消除减弱,可以简单将其理解为液压装置,也可以将其看作是某种形式的安全气囊。在工作的前提下,它可以用“软性”而非“硬抗”的方式,将地震对建筑产生的冲击能量降到最低。

元江特大桥使用是液体阻尼器,装置安装在了桥墩的墩台和主梁连接处,桥梁的其他支座,也都有阻尼器的分布配置。

除此之外,为了降低桥面的载荷,降低地震的作用,桥面铺装层在铺设的时候,还采用了柔性的保护层体系。

这样一来,整座大桥等于穿上了一层“安全气囊”,无论是大风对桥体的冲击,还是将来发生地震后,阻尼器可以尽可能的将破坏性的能量降到最低。

大桥自身安全了,列车通行也就有了保障。而在整个中老铁路的建设过程中,元江特大桥仅仅是所遭遇困难的冰山一角。

在山地高原间创造奇迹

整条铁路,随便一个施工段,都是我国的工程人员在跟大自然对抗。

在两国的交界处,就有这一条隧道,整体的地质构造被岩盐侵蚀,有些地段的含盐量甚至能达到80%,施工人员开掘的就不是岩石,而是盐!

试想在这种地质构造下,岩盐的强度本身就很低,遇到水就会融化。隧道有坍塌的风险不说,融化后的盐水还会腐蚀钢筋,如此一来几乎就没办法施工。

承建此处隧道挖掘工程的是中铁二局,为了解决这个难题,施工人员开始想办法攻克盐水对钢筋的侵蚀。从中铁二局再到铁科院以及其他单位,全部展开了技术攻关。

地质和材料方面的专家,多次到隧道现场进行勘查。经过16个月的努力,新方法配比出来的混凝土,能够很好的抵挡盐水的侵蚀,而且混凝土的强度也达到了相关指标。

混凝土采用的是C50、C45型号,钢筋也是环氧树脂构造,盐水侵蚀的问题迎刃而解,9.59公里长的隧道得以继续施工。2020年9月,该隧道双向贯通,并且被命名为友谊隧道。

另一座安定隧道,其长度达到了17.5公里,也是整条中老铁路线上最长的隧道。国内的两个铁路局五局和十九局一并参与了施工,光是穿越的地质断层就多达20条。

在这样的高风险地带施工,塌方随时随地会发生。李飞是中铁十九局项目部的一个工程师,他清楚的记得2018年底的一次险情。

当时隧道的挖掘作业正在继续,施工人员身后的某处突然发生了塌方,大量的土石方堆在了施工人员的后方。当时的三名施工人员,硬是从隧道顶部找到了一条缝隙,才勉强逃了出来。

由于隧道开挖进程中挖到了碳质泥岩和页岩,隧道里遇水就变成了泥,地质构造不成形。不但容易坍塌,而且开挖起来也很难,彼时一个月的工程进度只有十几米。

施工人员随后采取了双层支护措施,简单来说就是设置好一个支撑性好的防护罩,而后挖掘一段就构筑好隧道结构,以此方式来往前推进。

在山川之中施工,虽然各条隧道的施工难度都很大,可中国人还是创造了多个第一。

比如位于老挝境内旺门村的二号隧道,这是老挝第一条公铁两用隧道。再比如长达9384米的森村二号隧道,它的工期比原先预定的工期提前了7个月。

老挝人通连·欧塔友,当初在老挝境内的线路开工后,他第一个跑到工地上去看。没成想他作为第一个“吃瓜群众”,后来也成为第一批中铁二局的员工。

在此前中老铁路的建设过程中,类似的新技术和各种第一,每天都在工地上演。可以说,中国人帮老挝修建的不仅仅是铁路,还有技术上的精益求精,还有对未来的打造。

结语

目前,在中老铁路线运行的列车,老挝一方的列车为外观红蓝白三色相间的“澜沧号”。为了制造符合在高山高原地带运行的列车,研发人员同样也运用了诸多的新技术。

比如为了减轻车内压力的波动,以及频繁穿越隧道带来的噪音,科研人员采取了提高车体的气密性,空调送风加装消音装置,地板结构也采取消音方式等举措,有效让车内的噪音在运行的情况下,保持在了60分贝以下。

(“复兴号”通过元江特大桥)

列车在开通运营后,国内方面的铁路运维人员,更是毫无保留的将各种技术传授给老挝的员工。

在元江特大桥上,邱链凯和他的工友,每周都能在大桥的钢梁上看到“复兴号”和“澜沧号”穿梭形式。

负责售后工作的张天宇,则在老挝帮助员工学习各种维修技能。在长达一千多公里的铁路线上,中老两国的运维人员更是比比皆是。

(鸟瞰老挝北部的中老铁路及沿途风光)

大桥让铁路线保持了通畅,铁路线又紧密连接了中老两国。中国的技术和付出,让铁路线连通的地域,也一并跟着沸腾了起来。那是属于技术不断更新的狂欢,也是发展的呐喊。


参考资料:

《中老铁路元江双线特大桥顺利合龙,跨度249米创世界纪录》 中国铁路 2020年7月2日
《山川中的奇迹——中老铁路重大工程难点盘点》 新华网 2021年12月5日
《中老铁路元江大桥桥式方案研究》 铁道标准设计 2021年11月

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页面更新:2024-05-03

标签:桥墩   大桥   老挝   钢梁   自重   河谷   世界纪录   大风   隧道   地质   铁路   高超

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