高鐵上的架橋“巨獸”

陳飛

目前，中國擁有世界上最大規(guī)模的高速鐵路網(wǎng)，運營總里程約2萬公里，超越世界上其他國家的總和。

在高鐵越來越成為生活的一部分的時候，人們對中國高鐵鋪路架橋的過程難免有幾分好奇。難怪最近有一段網(wǎng)絡(luò)視頻一經(jīng)流出，就引起很多人的驚呼。就連美國的《大眾機械》、《探索》等老牌科技雜志網(wǎng)站也轉(zhuǎn)載了這段視頻，并加以介紹。

視頻中，一臺造型“呆萌”的巨大機器，在山谷間像毛毛蟲一般緩緩從隧道中駛出，這一龐然大物有好幾輛公交車首尾相連那么長，底盤上密密麻麻的輪子像是毛毛蟲的偽足。它在剛鋪好一半的“斷頭”橋面上停下來，在“斷頭”最末端的橋墩上放下兩側(cè)三角形的“后腿”，“身體”則在“前腿”的帶動下在懸空中滑向下一個的橋墩。在前腿到達下一個橋墩并支撐在其上之后，“身體”上掛載的巨大混凝土橋梁被穩(wěn)穩(wěn)地架在兩個橋墩之間。隨后，這只巨大的“毛毛蟲”收起支腿，反向滑動，功成身退。就這樣，一孔橋在巨大的山谷之間就架設(shè)好了。

這段視頻拍攝的是中鐵十一局第六工程有限公司架設(shè)渝萬鐵路花屋雙線大橋6號、7號墩的過程。被視頻的英文標(biāo)題稱為“Monster”（巨獸）的機器，是石家莊鐵道大學(xué)國防交通研究所研發(fā)的SLJ900/32流動式架橋機。

負(fù)責(zé)這臺架橋機研發(fā)的該所前工程師劉嘉武向《中國新聞周刊》介紹說，這臺引起國內(nèi)外網(wǎng)友驚嘆的架橋機全長93米，自重達580噸，有64個輪子，是一具名副其實的鋼鐵巨獸。2010年11月，項目完成技術(shù)設(shè)計；第一臺設(shè)備于2012年9月5日在沈丹線開始正式作業(yè)。其技術(shù)水平居于世界領(lǐng)先地位。

擺脫“邊鋪邊架”

SLJ900/32架橋機的視頻在網(wǎng)上走紅之后，劉亞濱也跟著“紅”了一把?！拔胰猓嫌腥四弥@個視頻問我，‘這個是你們做的吧？挺厲害！我一看，不是呀！心里想，這有什么厲害的，我們的架橋機比這好多了?！?/p>

劉亞濱是北京萬橋興業(yè)機械有限公司的CEO兼高級工程師。1993年，時任鐵道科學(xué)研究院國際部副主任的劉亞濱在一次考察中，首次接觸到意大利尼古拉（Paolo De Nicola）公司生產(chǎn)的架橋機械。那時，中國高鐵建設(shè)還在醞釀中。1996年，鐵道部開展了《高速鐵路預(yù)制梁架設(shè)設(shè)備技術(shù)參數(shù)和結(jié)構(gòu)方案研究》項目，秦沈客運專線的勘察設(shè)計工作也已開始。從那時起，中國人就著手論證自己生產(chǎn)制造大噸位架橋設(shè)備的可能性。

1998年秋天，劉亞濱接到原鐵道部科技司工程師辛學(xué)忠的電話，要求他去為秦沈線項目的領(lǐng)導(dǎo)和專家介紹“整孔箱梁架橋枝術(shù)”。

秦沈線設(shè)計建造之前，鐵路建設(shè)中遇到橋梁時，較為普遍的施工方式是“邊鋪邊架”，也就是先鋪設(shè)一段軌道，再進行后面的架橋作業(yè)。當(dāng)時，普通鐵路中的橋梁路段相對較少，這種傳統(tǒng)施工方式依靠密集的人工作業(yè)來完成，不需要大噸位架橋設(shè)備，因而有經(jīng)濟上的優(yōu)勢。“我剛把這個技術(shù)介紹到國內(nèi)的時候，很多人都覺得，中國鋪鐵路靠的是人多，誰去買這種幾千萬元的架橋設(shè)備?。「静环现袊鴩??！?/p>

但是，高鐵的技術(shù)含量高、施工要求高，傳統(tǒng)施工方式和“人海戰(zhàn)術(shù)”不適合高鐵建設(shè)。在那次會議上，劉亞濱逐一回答了原鐵道部設(shè)計、建設(shè)單位領(lǐng)導(dǎo)和專家們提出的問題，詳細(xì)介紹了橋梁“先架后鋪”技術(shù)的優(yōu)點。其實，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁已經(jīng)是很成熟的技術(shù)，只不過新的橋梁設(shè)計和施工方法需要更大噸位的新設(shè)備。會議經(jīng)過討論，決定調(diào)整秦沈線的設(shè)計方案。整條線路施工中有四個標(biāo)段采用大型整孔箱梁施工技術(shù)。而正是秦沈線的這一設(shè)計施工經(jīng)驗，為后來中國大規(guī)模的高鐵建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。

走向世界領(lǐng)先

普通快速鐵路使用的32米T型梁的重量在150噸左右，而在設(shè)計時速250公里以上的高速鐵路的橋梁中，90%都采用了長32米、重量900噸的箱型梁——其重量大概是普通T型梁的6倍。因而對機器載重的要求一下就提高了很多。

與普通鐵路相比，高速鐵路在結(jié)構(gòu)上的特點是橋梁多，且多旱橋。這是為了節(jié)約土地占用和防止路基不均勻沉降的考慮。在高鐵京滬線接近完工之后，中國高鐵線路逐漸開始向多山地區(qū)延伸，這就遇到了新的問題。在山區(qū)高鐵建設(shè)中，穿隧道架橋的需求多了起來。在山區(qū)條件下，普通架橋機體積大，拆裝不便，也難以運輸箱梁通過隧道。因而在平原地區(qū)分別使用運梁車和架橋機的“運架分離”式的作業(yè)不再適用，架橋機就面臨著要解決的新問題。

“箱梁與隧道的尺寸很接近，梁的寬度與隧道最寬的地方，一邊只有30公分左右的間隙。而且要保證這個間隙，梁不能離地面很高，最好在五六十公分的高度。一般的運梁車太高了，大概有兩三米，進不去隧道?！眲⒓挝湔f。如果要讓普通運梁車將箱梁運入隧道，要么拓寬隧道，成本很高；要么就等箱梁運過去之后，再完成隧道內(nèi)部的施工，這就延長了工期。

其實，建造秦沈客運專線時就遇到了這個問題。那時的解決方案是從意大利進口了一臺“運架一體機”。從那時起，這種運架一體機的廣闊前景就被人們所看到。如何研發(fā)國產(chǎn)一體式架橋機，引起了嗅覺靈敏的業(yè)內(nèi)專家的注意。

經(jīng)過多年的不斷演進，目前，萬橋公司的變位平臺一體架橋機可以說是意大利產(chǎn)品的升級版。這種一體架橋機于2010年開始投入使用，目前不僅廣泛運用在國內(nèi)各條高鐵線路的建設(shè)中，而且已經(jīng)出口到韓國。

時至今日，國產(chǎn)大噸位架橋機已經(jīng)解決了大部分實際使用中遇到的困難工況：隧道口零距離架橋、兩隧道間單孔梁、高原長大坡道橋梁、小曲線橋架設(shè)。隨著一個個難題的解決，中國的架橋機技術(shù)水平不知不覺間已達到世界領(lǐng)先地位。

到全世界建大橋

當(dāng)前，越來越多手握先進的橋梁建設(shè)技術(shù)的中國企業(yè)踏上了國際征途，分別參與建造了馬來西亞檳城二橋、巴拿馬運河三橋、韓國仁川二橋、舊金山-奧克蘭海灣大橋等等。與此同時，中國在高鐵建設(shè)中“磨練”出來的大型架橋機，在國外的橋梁建設(shè)中也找到了用武之地。

全長36 公里的杭州灣大橋，兩側(cè)引橋部分使用了50米長的雙幅箱梁，單孔箱梁自重1430噸。配備了1600噸級的輪胎式提梁機、運梁車及架橋機進行裝梁、運梁和架梁。這種超大型設(shè)備的建設(shè)經(jīng)驗，在世界上幾乎是絕無僅有的。而正是這樣的施工經(jīng)驗，讓中國架橋機走出國門成為可能。

正在興建中的科威特海灣大橋全長34公里，建成后將是世界第四的跨海大橋。它的兩側(cè)引橋也為雙幅箱形梁，規(guī)格有35米、40米、45米、60米四種。其中60米的箱梁單孔重達1800噸——這一重量創(chuàng)造了一項世界紀(jì)錄。引橋工程需架梁共計1044 孔，工程量相當(dāng)巨大。科威特海灣大橋架設(shè)所需的總價2.4億元的裝備，由中國鄭州新大方重工科技有限公司提供。

除了超大噸位的建造經(jīng)驗，專利項目的數(shù)量也證明了中國架橋技術(shù)的領(lǐng)先水平。到2014年10月為止，中國以大噸位架橋機整機及架橋工藝申請發(fā)明專利并獲授權(quán)的項目共計22 項，居世界首位。

在中國最拿得出手的高鐵領(lǐng)域，萬橋公司向韓國出口了4臺變位平臺式運架一體機。目前，這個項目中的五個標(biāo)段都在使用中國出口的設(shè)備。常年在國外進行項目競標(biāo)的劉亞濱說：“現(xiàn)在，很多時候我們在國外的項目其實都是跟中國公司在競爭，外國公司就那么一兩家。說到底，還是因為現(xiàn)在這種大型工程的項目經(jīng)驗以中國為最多?！?