为了呵护南水北调水源地
西十高铁汉江特大桥“逼”出世界之最
湖北日报讯 (记者余宽宏、胡祎、通讯员沈正华、杨林)8月18日凌晨,西安至十堰高速铁路(简称“西十高铁”)汉江特大桥钢桁梁合龙,标志着这座世界最大跨度梁桁组合结构高铁斜拉桥主体工程完工。诞生这个世界之最的出发点,是保护丹江口库区的一库净水。
汉江特大桥由武九客专湖北公司建设管理、铁一院勘察设计、中铁十一局承建。该桥全长917.45米,地处国家南水北调工程中线水源地丹江口水库库区。为了不“惊扰”这库碧水,建设者们选择采用420米的主跨一跨飞越汉江,不但最大限度保护了库区生态环境,也满足了大型船舶的通航需求,实现工程建设与生态环境保护的和谐统一。
对比公路建设中常见的超过1000米的大跨度桥梁,西十高铁汉江桥主跨为420米,却为何能在世界高铁桥梁建设中占有一席之地?
这源于高速铁路对于轨道平顺性的极致要求。业内专家介绍,公路上的大跨度桥梁,多采用结构轻盈的悬索桥形式,属柔性结构,有很大的变形空间,使用过程中容许的变形常常可以达到十几厘米甚至几十厘米。而建造大跨度的高速铁路桥梁,则需要面临更严苛的工程技术挑战——当高铁列车飞速通过时,轨道高低起伏必须控制在毫米级。桥梁跨度越大,在列车巨大荷载、温度变化等因素作用下,桥梁中部产生的变形就越大,威胁行车安全。此外,大跨度桥梁的自振频率降低,更容易与高速运行的列车产生共振风险,对结构安全和旅客舒适性带来影响。因此,汉江高铁特大桥420米的桥梁跨度,堪称工程上的重大突破。
让其成为世界之最的,还源于该桥创新采用的一种结构形式。在大桥现场,可以清晰看到,除了灰白色的钢筋混凝土主梁和呈扇形布置的斜拉索外,混凝土主梁上还安装有一排蓝色涂装的钢桁梁。这种结构形式,称为“梁桁组合结构斜拉桥”,是国内高铁建设的首次应用。
“这种组合体系刚柔并济,具有结构新、刚度大、造型美等突出特点,解决了以往的预应力钢筋混凝土箱梁收缩变形过大的技术难题。”铁一院工程师罗畅介绍,该桥的“挠跨比”——衡量桥梁抗变形能力的关键指标,达到1/1350。这意味着在相同荷载下,其变形量远小于国内普遍水平(约1/800),为高铁高速、安全、平稳运行提供了坚实保障。
“钢桁梁是组合体系的重要组成部分,精度要求极高。”中铁十一局杨连第队总工程师普银波介绍,团队采用三维激光扫描技术,对预埋件进行亚毫米级精度逆向建模,结合BIM技术进行虚拟拼装模拟,提前预测并消除误差,确保了840米钢桁梁的精准安装。
西十高铁建成通车后,西安至十堰将实现1小时内到达,西安至武汉将实现2.5小时左右到达,对进一步完善全国高铁网,加强关中城市群与长江中游城市群联系,促进沿线经济社会发展具有重要意义。
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【编辑:裴春梅】