首条中国“智造”悬挂式空轨的背后

来源:本站原创 作者:付晶晶 杨航 齐绍安 时间:2018-01-11 【字体:

第一趟列车在悬挂式空轨实验线上行驶 齐绍安 摄

当最后一根轨梁平平稳稳安放在钢桥墩上、第一趟列车在悬挂式空轨实验线上安全顺利行驶,有着“海滨城市”之称的青岛,迎来了它的第一条空轨线路,这也是全国首条高速悬挂式空轨线路,标志着中国由此掌握了高速悬挂式空轨从设计到施工的全套技术,以中国“智造”打破了国外多年垄断,为中国轨道交通的发展写下了辉煌的一页。

一年多来,二十五局中车四方空轨项目总工葛国庆及其同事们,在施工条件极端艰苦的情况下,精心谋划、科学组织将悬挂式空轨的改造和试验施工任务不断向前推进,在多项涉及悬挂式空轨建造环节攻克重要技术难题,填补了中国在这项技术上的空白,并获“五项实用新型专利”。

2毫米的“生命红线”

2毫米是什么概念,在我们眼中可以忽略不计,但是在葛国庆总工眼中,这2毫米,便是空轨的“生命红线”。

这条线路的桩基础是单桩形式,整个下部结构是桩墩一体的结构形式,桥墩下面与预应力桩基础顶部仅有1.2米的空间,而这个空间需要在桥墩稳定在设计位置之后才能进行混凝土浇筑。也就是说,钢桥墩在安装时是悬空的。怎么解决这种大型偏心式钢桥墩在悬空状态下满足设计上各种偏离值不能大于2毫米的要求,成为了整个工程关键线路中的重中之重。如若解决不了这个问题整个工程就要停滞不前,甚至会影响整个线路的运行安全。

面对多次的试验失败,他没有放弃,心中始终保持着一种信念——“要干就成功,开弓没有回头箭。”“‘中国创造’的品质革命,要靠精益求精的工匠精神和工艺创新,别国垄断了技术,我们自己也可以研发、我们自己也可以创新。”于是,他着手从两方面解决,一方面是要怎样使钢桥墩稳定的悬停在设计位置;另一方面则是钢桥墩在设计位置稳定后还要能进行毫米级的精调,尤其是,这两方面还要同时兼顾。

按照“实事求是、数据为先”的原则,他经过准确计算和多方位研究论证,克服气候、零件等多方面困难,进行了反复的测量和试验工作。“由于在地面的测试结果和试验是可以调整和推翻重来的,而一旦到了施工过程而出现了计算错误,则后果不堪设想,甚至是致命的,如果因此影响了工程质量,我们更将是‘千古罪人’。”葛国庆说道。经过与业主、设计院多次沟通,他最终决定使用悬空轨钢桥墩地下工装与地上工装辅助施工方案来解决问题。

地面试验成功后,项目部开始着手架设第一个钢桥墩。“就选最难的。”在他的坚持下,技术组选取了施工作业面大,角度标准、高度相对低的19号墩作为第一个挑战对象。19号钢桥墩高度为8.719米,重量约为8.2吨。虽然前期对钢桥墩架设用的地上工装和地下工装进行了大量的安全计算,但也都是理论上的,没有真正运用到施工中,“真害怕出问题,害怕支撑不住倒塌。业主、监理单位的领导都在现场指导,整个吊装过程我都紧张地攥着拳头,当桥墩缓缓地、顺利的进入地上的工装结构并坐落在地下工装上时,迅速使用全站仪,利用全站仪上的指标引导进行了位置精调,前后微调4毫米,左右微调3毫米,真的可以说是分毫不差。”谈起当时的经历,葛国庆仍紧张地手心捏了一把汗。

虽然安装调试完毕,但仍然有偏移甚至倒塌危险,于是当晚技术组便安排专人值班看守,测量班每1小时进行一次测量定位,这样如果有倾覆迹象能够及早发现并进行处置。葛国庆也整夜未合眼,和测量的同事们一起守好这一座桥墩……当第二天早上再一次进行检测时,桥墩丝毫未动,也未出现任何偏移现象,心里的石头才算落下,那一刻他眼中泛起泪花,“我看到了希望,我看到能将它建造起来的希望。”

实现“理论上的可能”

葛国庆常说,悬挂式空轨项目本身其实不难,但是可以借鉴的相关参数和可供参考的资料实在太少并且国外对此项技术处于封闭保密状态,这也是国内第一条设计和制造此类线路,从设计上讲,形式跟德国的线路和日本的线路又不一样,从施工上讲,我们没有可供参考的施工案例并且设计漏洞多、工期压力大、施工步骤繁琐,造成现场一度施工缓慢,不见成效。

尤其是施工图纸方面的问题多,因为设计院也是第一次设计,在设计中很多时候没有考虑到施工,仅仅在图纸上是理论上可行的,但在实际施工中,困难重重。这就需要我们施工单位在施工中摸索,与设计院对接,更改了很多图纸上原始的设计方案,使其图纸设计满足施工生产的需要。

比如说,盆式橡胶支座的安装,设计时理论上是没有任何问题的,但是施工时,因为桥墩及箱梁结构的影响,根本没有施工空间,扳手都没有伸入的空间,导致箱梁接缝处的支座螺栓无法拧紧,一个小小螺栓的松紧直接影响到列车运行时的平稳,问题虽小,但关系重大,容不得有半点马虎。但是他们考虑通过改变螺栓的连接形式,将原来的直接上螺栓改变为楔块状螺栓,这样细微的调整很好的解决了这个问题,并且这种螺栓的使用方式在全国范围来说尚属首次,但收到了意想不到的效果。

还有一次在曲线梁吊装施工期间,第一片曲线梁安装完毕时,他们发现吊车不能松钩,一松钩,曲线梁就往线路外侧(平曲线外侧)倾倒。在联系设计单位后,得到的答复是“理论上没有问题”。于是技术组再次进行尝试,一方面安排现场用千斤顶临时加固,先把两台70吨吊车撤下来,避免造成项目部经济上的损失,另一方面积极与设计院沟通现场情况,与设计单位一起查找原因,最后通过在所有曲线梁曲线外侧的支座上增加一套抗拉构件,很巧妙地解决了这个问题。

“这种困难在整个项目的建设过程中出现了无数次,只有耐心的研究、勤跑施工现场、多和设计院沟通,才能很好的实施。”话音刚落,葛国庆放下手中的盒饭,又回到铺满图纸的工作桌上继续着他的工程研究。

喜悦的泪水

11月16日从国家知识产权局传来喜讯,由五公司承建的国内首个空轨项目——中车四方空轨试验线项目研发的“一种悬挂式空轨安装定位用地下工装”“一种缓粘结预应力钢绞线固定结构”“一种悬挂式空轨的桩墩结构”“一种悬挂式空轨桥墩安装用地上工装”“一种桩墩一体化结构”获批5项国家实用新型专利,填补了国内空轨施工领域多项技术空白。当葛国庆拿着五项实用新型专利证书时,拍着胸脯这样说道:“外国人能设计出来的东西,我们中国也能,外国人能有的技术我们也会掌握。”

2016年12月25日是一个铭记的日子,也是应该铭记的时刻,因为那是悬挂式空轨施工截止的日期,他就像刚出生的婴儿,静静地躺在那里,等待着他全程的试运行。三个月后,当整辆列车从起点平稳匀速的运行到终点,全长882.019米,中间没有任何颠簸,没有出现任何设计问题,葛国庆流泪了,那是喜悦的泪水也是收获的泪水。

为了建设这条空轨,中车四方项目部的建造者们承受着巨大的压力,付出了艰苦卓越的努力。一年多时间来,他们在有限的时间里呕心沥血、砥砺奋进,挑战一个又一个“不可能”,书写着一个又一个传奇,为这座城市乃至全国的交通发展增添了更多前行的动力。

葛国庆与技术员现场实地考察 杨航 摄

葛国庆与技术员在现场进行测量实验 杨航 摄

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