世界首创!托举“地表最快高铁”的大桥在川合龙
被称为“地表最快高铁”的成渝中线高铁迎来新进展——11月10日,成渝中线高铁控制性工程沱江特大桥主梁顺利合龙,实现全桥合龙。预计2027年底,成渝中线高铁将建成通车,开通后将以时速400公里运营,到那时成渝间可实现50分钟通达。

成渝中线高铁沱江特大桥合龙
沱江特大桥是世界最大跨度无推力组合拱桥,其组合结构拱桥的设计,也是世界同类型桥梁中的首创。这些创新最重要的目的是——让设计时速高达400公里的高铁能够平稳过桥。

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托举“地表最快高铁”,沱江特大桥藏着哪些创新技术?川观新闻记者在现场进行了探访。
世界首创组合结构拱桥设计,稳稳托举“地表最快高铁”
从成都市区驱车前往简阳市石钟镇,沱江边上,一座蓝色钢铁拱桥架在离河面百米高的空中。桥拱如弯弓,桥梁如弓弦,随着10日凌晨的合龙,稳稳地“绷”在两岸。

工人在大桥合龙后,对伸缩缝进行焊接
桥面上,工人正在做最后的焊接工作。跟以往大桥合龙的推进式不同,沱江特大桥采用张拉方式。也就是说,在两侧桥梁板一点点向中心铺设到约20厘米距离时,最后一片钢梁不再吊装铺设,而是把两边的桥梁体向中间拉近,先拉紧再锁死,最后由工人手动焊接,将两侧桥梁合龙。“最后一次张拉中,12台600吨连续千斤顶,用力约5400吨,过程历时近3小时,张拉合龙精度达标。”中铁大桥局成渝中线项目总工马天亮说。
“这样的合龙方式,是配合大桥独特的设计。”中铁二院工程师彭福兵介绍,传统拱桥跨度大,但拱受温度影响容易产生形变,从而带动桥面上下波动;梁桥虽然稳定但需要在河中间建设桥塔,对沱江生态和通航产生较大影响。
为此,沱江特大桥创新设计了飞燕式双排支座无推力拱桥结构体系。将拱桥的一只脚建在可活动的支座上,通过像“弓弦”一样的钢主梁将拱脚产生的巨大水平推力相互抵消,不对桥墩或地基产生水平推力。如此一来,就能形成“无推力”自平衡稳定结构,大桥桥拱轻微晃动,桥面也能保持平稳,让400公里时速的高铁稳稳通行。
沱江特大桥全长1252米,主桥上部结构为主跨320米中承式钢管混凝土拱桥。该类型桥梁结构属世界首创,让大桥兼具拱桥的大跨度,又能实现梁桥的稳定性,为世界桥梁建设提供新范本。
数字技术护航,空中“绣花”实现精准合龙
创新的设计给施工带来了新难题。建设团体面临主拱提升合龙、主梁水平张拉合龙难度大等挑战,无范本可借鉴。
主拱提升合龙是全桥建设难度最高、风险最大的难题,主拱重2200吨、长174米、提升21.7米,误差不能超过20毫米,堪比“空中绣花”。建设团队引入自动化监控、数字化管理平台,应用虚拟拼装技术,反复模拟演练,实时采集受力与位移数据,精准提升速度与姿态,确保合龙精度达标。
中铁大桥局成渝中线项目总工马天亮介绍,实现沱江特大桥无推力结构状态的关键是主梁张拉合龙后主梁与边拱形成整体,上部结构保持内力自平衡。主梁采用5000吨级水平张拉措施强迫合龙,通过6次主动张拉完成桥梁结构受力体系转换,使无推力组合拱桥设计从理论、图纸变成了现实。
为达到极高精度要求,施工团队研发了施工监测信息化系统,整合BIM数字孪生技术、智能张拉系统和高精度监测仪器,把拱座位移、主拱姿态、张拉顶力、张拉行程等关键数据都纳入监测范围,通过传感器实时反馈数据,动态调整施工参数,实现了张拉过程的信息化、智能化管控,最终合龙口精准对接,误差控制在毫米级。
全线工程有序推进,明年有望启动时速400公里测试
“大桥合龙标志着项目建设进一步提速。”长江沿岸铁路集团四川有限公司成渝中线指挥部指挥长王学生告诉记者,下一步大桥将转入桥面及附属设施施工,预计明年5月大桥将启动铺轨工作。目前成渝中线高铁全线工程进展顺利。
成渝中线高铁四川段有“两隧一桥”控制性工程,除了沱江特大桥外,还有龙泉山隧道、蜀安隧道两个难啃的“硬骨头”。
其中,龙泉山隧道全长8027米,目前已经完成超过90%,计划明年1月底隧道贯通;蜀安隧道全长10380米,从成都站,也就是市民熟知的“火车北站”出发,一路向城外延伸至成华区简州站,在地下穿越成都主城区,面临复杂地下环境,施工异常艰巨,目前已经掘进约80%,正在加速向贯通目标迈进。
成渝中线高铁是我国“八纵八横”高铁网沿江通道的重要组成部分。线路自重庆枢纽重庆北站起,向西经重庆两江新区、沙坪坝区、璧山区、铜梁区、大足区,四川省资阳市、成都市,引入成都枢纽成都站,正线全长292公里。成渝中线高铁设计时速达400公里,预计2027年底建成通车,将成为全球最快高铁,从成都至重庆50分钟可抵达。

线路示意图
此前,中国铁道科学研究院集团有限公司在接受媒体采访时表示,由我国自主研发的新一代动车组CR450动车组目前正在沪渝蓉高铁开展运用考核,明年CR450动车组将在成渝中线展开更接近运营条件的全面测试。据了解,CR450动车组试验速度可达450公里/小时,运营速度可达400公里/小时。
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