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【尊龙游戏官方网站】我国最北高铁这样破解冻土难题

发布时间:2024-05-31 05:47:28

哈伊高铁哈铁段桥梁在进行前移就位施工。国最

施工人员在做桥梁前移施工准备。北高

施工人员在调整桥面附属钢筋。铁样

  以上图片均为中国铁建大桥工程局集团第四工程有限公司提供

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  近年来,破解我国目前在建最北高铁——哈伊高铁的冻土建设者们破解寒地冻土难题,持续创新工艺,难题尊龙游戏官方网站严把施工质量。国最他们用奋斗和汗水,北高构筑起东北地区交通建设日新月异的铁样稳固基础,为加快建设我国向北开放新高地贡献力量。破解

  4月的冻土黑龙江,湛蓝的难题天空下,广袤肥沃的国最黑土地缓缓掀开“棉被”,嫩黄色的北高冰凌花粲然绽放。

  我国目前在建最北高铁——哈(尔滨)伊(春)高铁的铁样建设工地一派火热景象。呼兰河上,桥墩破冰器分外醒目;庆安制梁场的智能化保温棚内,一榀榀桥梁在蒸汽中凝固成型;安邦河特大桥畔,桥墩如雨后春笋般成排矗立……

  能破冰的桥墩——

  优化施工方案,改进装置设计

  “同样的时间,在南方能建5公里,在这儿只能建1公里,得想办法和天气抢时间。”顶着寒风,中国铁建大桥工程局集团哈(尔滨)铁(力)项目总工程师任广聆在哈伊高铁呼兰河特大桥上忙碌着。

  36岁的尊龙凯时怎么样任广聆是辽宁人,参与过很多铁路工程建设,但来到黑龙江后,作为项目质量管控、科研创新、施工组织的负责人,这里的低温还是让他经常犯愁。任广聆说:“同样的工程,气温适宜的南方可以全年无休施工,可在黑龙江,零下30摄氏度的天气没法动工,看着心里着急。”

  任广聆带领大家制定了浅冬期的施工方案,并开展项目技术重难点攻关。

  首先是添置施工设备。任广聆从河南调用了6套特制钢板桩,全都投用在呼兰河特大桥。这种桩强度高、尺寸大,专门用在涉水较深的桥梁。“南方的桥墩两套周转就能满足需求,我用6套同时开工,作业效率大大提升。”任广聆说。

  更重要的是研制适用的破冰器。初春时,尊龙凯时中国官方网站融化的冰排顺流而下,对桥墩产生连续撞击,会影响桥墩使用寿命和高铁运行安全。

  任广聆曾见过有的大桥桥墩处有一种用钢轨制成的破冰器,但因为接触面是钝角,效果并不明显。他带着技术人员多次与设计单位沟通,最终确定新的破冰体形式:将桥墩与冰凌的接触面调整为锐角,并采用混凝土与墩身统一浇筑。

  这种破冰体结构减少了受力面积,有利于分流冰块,减少撞击对桥墩的损伤;而且整体性更好,有利于减少破冰体的松动和破冰体与桥墩之间的开裂。

  与大桥施工相比,路基建设时间更是紧张,春天冻融期未结束不行,夏天下雨也不行。“路基施工可以重新安排施工顺序,以往打两排桩,改成打三排桩,效率不就提高了嘛!”任广聆说,“现在,我负责的2.8公里路基基础处理已全部完成,效率提高了一倍。”

  任广聆每天在施工现场待8个小时,冬春季节,25米高的大桥上风很大,温度很低。他说:“这桥上的梁、桥下的桩,我要盯着才放心。”

  “温室”里的桥梁——

  搭建智能化保温棚,创新参数计算方法

  “智能化保温棚可以自动调节棚内温度,冬天也不耽误制梁。这是智能化张拉设备,输入公式代码,就可以自动生成计算结果,保证桥梁应力达标……”在黑龙江庆安县,聊起自己参与研发的几项成果,中国铁建大桥局哈铁项目一工区技术负责人王晓宇兴致盎然。

  今年28岁的王晓宇是项目部里最年轻的工区技术负责人。2022年,他调任哈伊高铁哈铁段五标项目部,负责安邦河特大桥制梁和架梁工作。制作桥梁要使用钢筋混凝土,可在黑龙江的高寒天气下,混凝土凝固成了一个大问题。

  “凝固和冻结是两个概念,冷空气看似把混凝土冻结实了,但温度上升后就可能变成废渣,所以必须要保证工作环境在10摄氏度以上。”王晓宇介绍,他从蔬菜大棚中得到启发,带领大家用保温板搭建了16个保温棚用来制梁。他们还在大棚里安装了智能温控器,使棚内温度始终保持在10摄氏度以上。“就算室外是零下20摄氏度的环境,大棚内也能每天生产一榀桥梁。”王晓宇说。

  在棚里制梁要经过钢筋入模、混凝土搅拌、混凝土浇筑、预应力施工、场内移梁至蒸养棚、养护等多道工序,比正常施工多了模板预热、蒸汽养护和覆盖棉被三道工序。“加热和保温非常重要。”王晓宇说。

  “桥梁松松垮垮的话一压就塌了,所以需要给它提前抻上劲儿,它的抗裂性和承载力就上来了,这就是预应力。”王晓宇说,拉抻工作要使用预应力张拉机,以往需要人工提前计算出16到21个数据,再将参数输入设备,不仅非常复杂,还有出错的风险。王晓宇参与创新了预应力和伸长值计算公式,仅凭一台电脑就能迅速准确地算出需要的数值。最终,他们生产的桥梁尺寸误差不超过20毫米,强度不小于50兆帕。

  桥梁造好后,还有一个难题就是架设。桥梁下落到桥墩上的垫石后,需要灌浆料,以保证架设牢固。“根据以往经验及多次水温试验后,我们最终采用40摄氏度的温水与早强型灌料,也就是能更快凝固的水泥,搅拌完成后进行灌浆,再覆盖保温毯和棉被来保温,直至达到设计强度。”王晓宇说。

  “我负责的范围内一共需要369榀桥梁,目前已经建造72榀,预计今年10月底就完工了。”王晓宇满怀信心地说。

  冻土下的桥桩——

  破碎锤砸冻土,精准放置护筒

  “咚!咚!咚!”前不久,安邦河畔,原本用于破碎混凝土的破碎锤,在这里承担起了新工作。“原来用挖掘机挖冻土,7个小时才能打下一个桩。现在先用锤砸碎,再挖坑,4个小时就能完工。”中国铁建大桥局四公司总经理兼标段项目指挥长乔树勋说,采用这个办法,多亏了桥梁工程师赵宇翔。

  安邦河特大桥全长22.12公里,有5400多个桩基,而且建桩位置都是稻田。一到冬天,稻田里的水土冻结在一起,就像是一个硬壳,挖掘机一铲子下去只留下一个大白点。

  施工还要遵循黑土地保护法。“我们需要将用地红线内及施工便道内50厘米厚的表层黑土进行剥离保护,用于竣工后农田复垦。”赵宇翔说,冻土层硬度大,剥离难度也大,这些都需要一个能把冻土破开的利器。

  “把冻土破开后,下一步是放置用于桥桩定位的钢制护筒,护筒里要灌入护壁泥浆。”赵宇翔说,在冻土里注浆,一要循环,防止泥浆结冰;二要保温,要用10摄氏度以上的泥浆。

  这又带来了另一重风险:泥浆的热量通过护筒传导至外侧的冻土,导致冻土解冻,护筒就容易发生偏位,这需要测量人员及时检测护筒位置并进行调整。如果无法在原有护筒位置进行调整,则需将护筒拔出,重新定位埋放。

  对于用来浇灌桥桩的混凝土,赵宇翔要求也很高。“我们要用热风炮加热混凝土里的沙子、碎石,然后用50摄氏度的温水搅拌,保证其温度达到10摄氏度以上。运输途中,我们还会用棉被和保温棉把罐体裹得严严实实。”

  “现在5400多个桥桩已经完成5000个,下个月肯定全部完工。”赵宇翔说。

  路上,赵宇翔遇到一群工友围在一处桥墩旁,不时发出赞叹声。走近一看,原来是一簇嫩黄色的冰凌花引起了大家的兴趣。

  冰凌花常在冰雪覆盖时破冰而出,建设者们何尝不是一朵朵冰凌花呢?花不畏冰雪,破冰而生;人不惧严寒,搭桥铺路。

  延伸阅读

  高寒地区的高铁怎么建?

  哈伊高铁是我国在建纬度最高、全线所处地区全年温差最大、首条穿越多年岛状冻土区的高速铁路,起自黑龙江省哈尔滨市,终至伊春市,正线全长318公里,设计时速250公里,2021年10月开工,预计2026年10月全线通车。

  哈伊高铁地处高寒地区,地质结构复杂,分布多处季节性冻土,沿线均为黑土地,还穿越部分原始森林、二级水源保护区等,施工要求高、难度大。面对严寒低温,采用浅冬期制架梁施工加热保温工法;针对冻土埋桩,创新设计破碎锤砸碎冻土后埋桩工法;为达到环保要求,制定剥离50厘米表层黑土用于复垦等施工要求;为应对春季冰凌撞击桥墩,改良生产一体式锐角混凝土破冰体结构……目前,工程建设正按计划平稳推进。哈伊高铁全线建成通车后,将不断满足广大群众的出行需求,为加快建设我国向北开放新高地贡献力量。(崔 佳 郭晓龙)