在沙漠里建桥墩,有啥不一样?

2022-06-27 602 0

6月16日上午10:30分

一列满载各族人民群众的

首发列车由和田车站驶离

穿越黄沙漫卷的戈壁沙漠

呼啸着向825公里之外的若羌县进发

标志着和田至若羌铁路正式开通运营

至此,铁一院设计的钢铁巨龙

沿塔克拉玛干沙漠边缘画了一个完整的圈‍

有细心的朋友也许已经从视频中发现,在茫茫戈壁中,有几段桥梁的桥墩造型独特,与我们印象中铁路“胖墩”的形象大不相同。
印象中应该都是这样的:

也可能是这样的:

和若铁路的部分桥墩怎么是这样的?

其实,这是铁一院专为应对沙漠恶劣环境采用的桥梁新技术——铁路桥墩预制装配技术。

和若铁路尼雅河特大桥、若克雅特大桥、亚通古孜大桥三座桥梁共434个桥墩中,采用了双柱式预制装配式桥墩。你可别小看这几百个桥墩,它包含的技术创新多着呢,意义非常重大!‍

设计背景

和若铁路地处沙漠地带,降雨量小、蒸发量大,属极度干旱地区,早晚温差大,传统的现场混凝土浇筑施工方法,需要大量用水,养护也非常困难,桥墩容易开裂,质量无法保证,这给桥梁设计和施工带来极大困难。

为了攻克这一难题,在国铁集团和股份公司的大力支持下,铁一院装配式桥梁研发团队迅速组建课题攻关小组,由集团公司副总工程师杨少军带队,立项开展重点课题研究,通过国内外资料对比、理论分析、计算方法、科研试验、现场验证等综合手段,取得重要科研成果,并首次应用于和若铁路。

铁一院首创中国铁路预应力装配式胶接拼装桥墩,并形成成套技术成果,实现了混凝土桥墩施工由厘米级向毫米级精度的跨越。‍

新型桥墩形式,实现结构轻量化

课题组研发的铁路双柱式圆形空心拼装桥墩,实现了拼装式桥墩的构件轻量化。传统的现浇单柱桥墩重量大、构件尺寸庞大,如果直接改成装配式桥墩,吊装重量大,接缝数量多,结构耐久性差。经过反复研究,课题组将传统的圆端形实体桥墩设计成双柱式空心桥墩,构件尺寸大幅降低,吊装重量不超过50吨。墩高不大于12米时,墩身可整体预制,大于12米时,采用两节预制,设置一道接缝即可。

传统桥墩

装配式桥墩‍

独创连接方式,实现现场零浇筑

桥墩和盖梁分开预制,运至现场,拼装成一体,就像搭积木,可是“积木”一推就倒,它们怎么成为一个整体呢?目前常用的连接方式是湿接缝,在两个预制段之间预留一段接缝,现场浇筑完成节段连接,湿接缝连接需要养护,周期长,装配式桥墩的先进性无法体现。科研攻关小组经过研究,选用预应力钢束连接,将承台、墩身、盖梁连成一体,钢束就像一根竹签,把一个个“糖葫芦”串在一起。预应力钢束连接装配式构件,首次在铁路桥梁中应用,消除了湿接缝,实现了施工现场混凝土零浇筑。

墩底预应力钢束

墩顶预应力钢束张拉‍

巧妙临时固结,加速安装进程

说完构造和连接,再来说一下拼装过程,“积木”在运输和拼装过程中需要挪动、翻转;在搭建过程中还没有连成一体,需要临时固结,这些吊装方案及临时固结细节都需要设计者考虑周全。课题组经过反复研究,最终选用钢棒及型钢临时固结技术,既保证了安装精度及安全,又加快了施工。

装配式桥墩临时固结

墩身及盖梁吊装‍

探索桥墩全预制,推进装配化进程

课题组不仅对桥墩进行了预制装配化研究,还对桥梁下部结构全预制进行深入探索,研究预制装配承台分块方式、连接方式及其与预制管桩的连接,并进行现场试验研究,极大推进了预制装配技术的进程,为今后桥梁工程的应用提供了技术支持和借鉴。

预制装配式承台

全预制下部结构实尺试验

装配式桥墩

装配式桥墩技术先进,成果丰厚,目前共获得4项实用新型专利,同期申请发明专利1项,编制参考图1套,发表论文3篇,参编《新建和田至若羌铁路预制装配式桥墩施工技术要求及验收标准》等标准2项。

成功属于过去,铁一院装配式桥梁研发团队将继续以“智能建造、绿色建筑” 为奋斗目标,坚持“创新为魂、质量为本”的理念,持续推动桥梁装配技术的发展和进步,为绿色铁路建设贡献更多一院智慧!‍

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