6月18日,由中国铁建所属铁五院和中铁十一局集团联合研制的“昆仑号”运架一体机在新建福厦铁路完成最后的重载试验,这台世界首个千吨级运架一体机即将在湄洲湾特大桥完成架梁,标志着我国高速铁路桥梁架设技术实现了重大提升,为高铁建设再添大国重器。

架桥机,基建狂魔的“金刚钻”

从600吨的24米箱梁,到900吨的32米箱梁,再到如今的1000吨的40米箱梁,中国铁建桥梁架设技术不断进步,直接助推了高速铁路的快速发展。

中国铁建研制“昆仑号”运架一体机完成重载试验-《国资报告》杂志
高速铁路900吨简支箱梁建造成套技术与装备,荣获国家科技进步二等奖体机。


截至2019年底,我国高速铁路建设里程已达35000公里,其中铁五院主持研发的高速铁路900吨简支箱梁成套技术与装备参与建造了一半以上的高速铁路,是中国高铁桥梁建设的主导技术。

随着高速铁路建设规模的扩大,高铁桥梁架设面临的地形、地质、环境条件越来越复杂,跨越河流、沟谷的高墩桥梁以及软基沉陷地区的深基础桥梁越来越多。通过建造更大跨度、更大吨位的简支箱梁桥,可以有效减少桥墩数量、增加桥跨布置适应性,从而大大提高工程建设的生产效率和经济效益,同时也对运架施工设备提出了更高要求。

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运架一体机设计通过评审。


2016年,铁五院与中铁十一局集团联合承担“高速铁路40米预应力简支箱梁运架成套施工设备研制”任务,2018年被确立为中国铁建科技重大专项,并成功推荐为北京市科委重大课题。同32米箱梁相比,40米梁跨度更大,同里程可减少桥墩数量,更利于山谷高墩、软弱深基等地质条件的铁路建设,并且具有架梁周期短、基建成本低等优势。

期间,铁五院发挥传统科研优势,在900吨高速铁路运架成套装备的基础上突破创新,带领课题组承担了包括运架一体机、分体式架桥机、轮胎式搬梁机和轮轨式提梁机的研制,以及配套的信息化系统开发等工作。

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中铁十一局集团汉江重工。


而制造千吨级架桥一体机的中铁十一局集团汉江重工,在高铁箱梁架桥机、提梁机、运梁车等系列装备的研发制造一直处于行业领先地位,高铁、地铁、桥梁、隧道配套施工设备等多项成果均属世界首创,为我国基建工程施工装备整体技术的提升作出了突出贡献。汉江重工研发团队针对1000吨的40箱梁,采用了抗拉强度达785兆帕的高强度钢板作为运架一体机主梁结构,这种材料在航空、船舶装备上应用广泛,强度高、重量轻;同时还为设备配备了激光矩阵传感器系统,通过扫描周边环境数据,能够在隧道内实现自动行驶,行走自动纠偏等功能,保障了设备安全平稳运行。

2019年8月底,分体式架桥机通过技术评审,正式进行成套设备的生产制造;2019年9月,HLT1000/40轮胎式搬梁机在汉江重工成功下线,并在南沿江铁路完成搬梁试验;2020年5月,千吨级运架一体机及千吨级运梁车相继下线;2020年6月初,千吨级运架一体机运抵湄洲湾跨海大桥建设现场,研发团队给架桥机取了新名字——昆仑号,寓意着“力拔山河,能在崇山峻岭中改天造路”。

适应性好,才是真的好

“昆仑号”千吨级架桥一体机是全能型的架桥机,可同时兼容24米、32米和40米跨度的高铁箱梁施工作业,相当于一台顶过去三台。以桥隧比超过90%的郑万高铁重庆段为例,要想穿越高山深谷,采用隧道与桥梁修建高铁是必不可少的方式,而“昆仑号”可在30‰大坡道,2000米小曲线的条件下完成架设,而总体重量相较于分体机更轻,在运梁过隧和小曲线运架梁方面更有优势,尤其能够实现隧道进出口0米架梁、隧道内架梁,在桥隧频繁转换的工况下更加灵活高效。

同时,采用40米箱梁架设高铁桥梁能有效减少列车共振,可使高铁列车运行更加平稳高速,为推动我国高铁迈向时速400公里的更高速度提供了技术支撑与装备保障。

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信息化管理系统界面。


“昆仑号”采用的航空、潜艇装备的用材级别,强度更高、重量更轻,同时融入了更多的智能化手段,实现自动运梁过隧、精准架梁,搭配使用的信息化管理系统可接入铁路工管中心信息平台、建设单位监控平台,以及施工单位管养平台,相当于在运架设备上装了“”千里眼,能够实时掌握架梁的基本信息,为施工安全提供保障,也为中国铁建在未来高铁提运架梁装备制造领域和高铁“走出去”掌握了更多的“话语权”。

多快好省,高铁建设进入快车道

铁路行业是国民经济的基础性、支柱性、战略性产业。从时速250公里、300公里到如今350公里“复兴号”的风驰电掣……我国高速铁路在近十年来实现了优质快速发展。在“交通强国”战略引领下,中国“八纵八横”高铁路网的建设步伐日新月异。按照我国中远期高铁路网规划,高速铁路将达到4.5万公里,而随着我国《关于新时代推进西部大开发形成新格局的指导意见》的提出,我国中西部地区将迎来铁路建设的高峰。

作为特殊工况架梁的全能选手,“昆仑号”千吨级架桥一体机让高速铁路的桥跨布置更灵活,同里程可减少20%的架梁成本,提高25%的架梁速度,并有效减少对河流通航的影响和建设用地,工业化的箱梁生产和架设也更有利于生态环境的保护。

中国铁建研制“昆仑号”运架一体机完成重载试验-《国资报告》杂志
运架一体机正在进行最后调试。


新建福厦铁路是我国首条跨海高铁,作为山海相连铁路,桥梁采用40米箱梁、1000吨的设计,相较于传统32米箱梁占地面积少,投资成本低,在跨越河流、道路时不仅提供更经济合理的设计方案,也有效节省建设用地,增加通航能力,减轻了潮水对桥墩的冲击力,提高了跨海大桥的安全性。

文章来源:中国铁道建筑集团有限公司