莫育杰 吴炜 科技日报记者 刘昊
9月底,新建南宁至玉林铁路进入开通运营“倒计时”,广西玉林人民圆梦高铁指日可待。
南宁,广西壮族自治区首府;玉林,广西最大侨乡。南玉铁路连接北部湾城市群与桂东南城镇群,西起南宁市南宁东站,止于玉林市玉林北站。
2019年12月10日,南玉铁路全线开工建设。这条全长193.31公里的高铁,正线桥梁140座、共125公里,占线路总长65%。
郁江水滔滔,铁路桥巍巍。珠江上游,蜿蜒的郁江经广西南宁向东顺流而下。溯游从之,新建南玉铁路多次跨越郁江,一座座铁路桥如长龙横卧江面,让天堑变通途。
越是艰险越向前
“南玉铁路沿线覆盖型岩溶强烈发育区高达50%,桥梁范围串珠状岩溶发育,给桥梁设计带来极大挑战。”负责南玉铁路项目勘察设计的中铁第一勘察设计院有限公司桥隧院副总工程师欧阳辉来说。
在南玉铁路设计施工过程中,设计及参建单位优化桥梁设计,加强施工技术创新,创下了首次将钢箱—混凝土部分斜拉桥应用于时速350公里无砟轨道的高速铁路领域、国内首次采用桥塔分丝管索鞍两端锚固设计、研制约400吨国内最大吨位移动悬臂造桥机等成果。
一项项技术突破、一个个应用创新,在铁路桥梁建设史上留下了浓墨重彩的一页,让南玉铁路成为广西铁路的“桥乡”。
9月11日,受台风“摩羯”影响,郁江自西向东流经广西南宁市及邕宁区河段的邕江水位快速上涨,江面宽阔,水流湍急。江上,南玉铁路六律邕江特大桥岿然不动。大桥中部,银灰色的钢箱梁与两端白灰色的混凝土梁形成鲜明的对比。
欧阳辉来介绍,六律邕江特大桥、六景郁江特大桥的主桥均长621.5米,主跨320米,按无砟轨道、时速350公里达速设计,在广西高铁建设史上为首次实行如此高的标准。为满足大桥行车要求,设计单位设计了国内首创桥式方案的钢箱—混凝土部分斜拉桥,即中间83米为钢箱梁,两端为混凝土梁,是国内在建时速350公里无砟轨道高速铁路最大跨径钢箱—混凝土部分斜拉桥。
复杂的地质条件给六律邕江特大桥施工带来不少挑战。邕江作为珠江流域西江水系的最大支流,因为长年累月的沉积和自然变化,岸边形成了流沙层,极易塌孔,这对桩基施工是一项极大的考验。而地下看不见的串珠状溶洞,更是让施工难上加难。
“83米超长桩、3米超大直径、85度斜岩、上百个溶洞与邕江连通、超厚的流沙层,如此复杂的桩基施工在同类项目施工中从未遇见。”中铁十四局南玉铁路项目总工程师田飞虎感叹道。像17号墩的桩基,就遇到了流沙、斜岩、溶洞、卡钻、孤石、串孔等棘手难题,他们创新施工技术,采用综合成孔技术解决岩溶及斜岩溶槽带来的施工难题,确保了桩基成桩质量全部为Ⅰ类桩。
自建设以来,六律邕江特大桥形成发明专利11项、实用新型专利21项,累计形成科研成果60余项,为国内同类型铁路桥梁提供可复制利用的设计、施工和管理经验模板,在高速铁路大跨度桥梁施工方面具有里程碑意义。
攻坚克难勇创新
沿着郁江奔流向东,在南宁市横州百合平福渡口附近,映入眼帘的是雄伟壮观的南玉铁路百合郁江特大桥。大桥长612米,主塔高度为146米,相当于48层楼房高度,主跨330米,一条条斜拉索从桥塔伸向桥梁,如两把巨伞擎立在郁江之上,也似竖琴横卧在碧波花海之中。
“这是世界同期批复、已建成高速铁路无砟轨道桥梁最大跨的钢箱—混凝土混合梁斜拉桥,地下溶洞众多、岩层破碎,且受附近船闸影响造成大型施工设备进场困难,再加上钢混结合段工艺复杂、大吨位钢箱梁安装线形要求高,是我参加铁路建设13年来遇到施工难度最大的桥梁。”中铁广州局南玉铁路项目总工程师翁建栋感慨。
向创新要动力,向科技要活力。百合郁江特大桥施工单位中铁广州局自主研发了一种变幅达20米、吊重达到200吨的步履式自走行桥面吊机,解决了常规吊机变幅小、钢箱梁安装难的问题;投入使用雷达遥测监测仪新设备,斜拉索形变测量精度达0.2毫米,探测范围500米,索力测试较传统设备提高10倍;运用全自动测量机器人监测技术,自动采集测量钢箱梁架设过程中各项数据,避免人为引起误差。如此“绣花针”般的精细施工手法,确保了高质量完成大桥建设。
在百合郁江特大桥桥头的简支梁与斜拉桥之间,有一道60厘米宽的伸缩缝,旁边是一组连接钢轨的蓝色装备,两旁的护栏上有多个摄像头对准这片区域。
翁建栋介绍,这是钢轨伸缩调节器,由于主桥612米钢轨为无缝钢轨,日常钢轨伸缩量为两三厘米,高温时达四五厘米,钢轨伸缩调节器能自动调节钢轨伸缩长度,确保各项指数达标。大桥还安装了健康监控系统,通过感应元件全天候监控桥梁应力、湿度、温度、位移偏差等,将数据实时上传电脑,偏差过大会自动报警。
面对南玉铁路桥梁设计、施工过程中面临的种种难题,设计单位、参建单位攻坚克难,创新新技术、新工法,高精度、高品质完成全线桥梁建设。“南玉铁路桥梁设计、施工累计获得70项国家专利、20项省部级工法,编写《铁路桥梁高强度环槽铆钉连接副施工及验收规范》等标准及专著5部。”欧阳辉来自豪地说。
中国铁路南宁局集团有限公司南宁铁路工程建设指挥部玉林现场指挥部负责人周恒松介绍,南玉铁路预计今年内具备通车条件,开通运营后,广西将实现“市市通高铁”,南宁至玉林间铁路运输时间有望从目前最快1小时44分钟缩短至50分钟左右,大幅减少两地之间的时空距离,将极大方便沿线居民的日常出行,有助于加速区域经济一体化进程,为两地及其周边地区带来新的发展机遇。