4月的黑龍江,湛藍的天空下,廣袤肥沃的黑土地緩緩掀開“棉被”,嫩黃色的冰凌花粲然綻放。
我國目前在建最北高鐵——哈(爾濱)伊(春)高鐵的建設(shè)工地一派火熱景象。呼蘭河上,橋墩破冰器分外醒目;慶安制梁場的智能化保溫棚內(nèi),一榀榀橋梁在蒸汽中凝固成型;安邦河特大橋畔,橋墩如雨后春筍般成排矗立……
能破冰的橋墩——
優(yōu)化施工方案 改進裝置設(shè)計
“同樣的時間,在南方能建5公里,在這兒只能建1公里,得想辦法和天氣搶時間。”頂著寒風,中國鐵建大橋工程局集團哈(爾濱)鐵(力)項目總工程師任廣聆在哈伊高鐵呼蘭河特大橋上忙碌著。
36歲的任廣聆是遼寧人,參與過很多鐵路工程建設(shè),但到黑龍江后,作為項目質(zhì)量管控、科研創(chuàng)新、施工組織的負責人,這里的低溫還是讓他經(jīng)常犯愁。任廣聆說:“同樣的工程,氣溫適宜的南方可以全年無休施工,可在黑龍江,零下30攝氏度的天氣沒法動工,看著心里著急。”
任廣聆帶領(lǐng)大家制定了淺冬期施工方案,并開展項目技術(shù)重難點攻關(guān)。
首先是添置施工設(shè)備。任廣聆從河南調(diào)用了6套特制鋼板樁,全都投用在呼蘭河特大橋。這種樁強度高、尺寸大,專門用在涉水較深的橋梁。“南方的橋墩兩套周轉(zhuǎn)就能滿足需求,用6套同時開工,作業(yè)效率大大提升。”任廣聆說。
更重要的是研制適用的破冰器。初春時,融化的冰排順流而下,對橋墩產(chǎn)生連續(xù)撞擊,會影響橋墩使用壽命和高鐵運行安全。
任廣聆曾見過有的大橋橋墩處有一種用鋼軌制成的破冰器,但因為接觸面是鈍角,效果并不明顯。他帶著技術(shù)人員多次與設(shè)計單位溝通,最終確定新的破冰體形式:將橋墩與冰凌的接觸面調(diào)整為銳角,并采用混凝土與墩身統(tǒng)一澆筑。
這種破冰體結(jié)構(gòu)減少了受力面積,有利于分流冰塊,減少撞擊對橋墩的損傷;而且整體性更好,有利于減少破冰體的松動和破冰體與橋墩之間的開裂。
與大橋施工相比,路基建設(shè)時間更是緊張,春天凍融期未結(jié)束不行,夏天下雨也不行。“路基施工可以重新安排施工順序,以往打兩排樁,改成打三排樁,效率不就提高了嘛!”任廣聆說,“現(xiàn)在,我負責的2.8公里路基基礎(chǔ)處理已全部完成,效率提高了一倍。”
任廣聆每天在施工現(xiàn)場待8個小時,冬春季節(jié),25米高的大橋上風很大,溫度很低。他說:“這橋上的梁、橋下的樁,我要盯著才放心。”
“溫室”里的橋梁——
搭建智能保溫棚 創(chuàng)新計算方法
“智能化保溫棚可以自動調(diào)節(jié)棚內(nèi)溫度,冬天也不耽誤制梁。這是智能化張拉設(shè)備,輸入公式代碼,就可以自動生成計算結(jié)果,保證橋梁應力達標……”在黑龍江慶安縣,聊起自己參與研發(fā)的幾項成果,中國鐵建大橋局哈鐵項目一工區(qū)技術(shù)負責人王曉宇興致盎然。
今年28歲的王曉宇是項目部里最年輕的工區(qū)技術(shù)負責人。2022年,他調(diào)任哈伊高鐵哈鐵段五標項目部,負責安邦河特大橋制梁和架梁工作。制作橋梁要使用鋼筋混凝土,可在黑龍江的高寒天氣下,混凝土凝固成了一個大問題。
“凝固和凍結(jié)是兩個概念,冷空氣看似把混凝土凍結(jié)實了,但溫度上升后就可能變成廢渣,所以必須要保證工作環(huán)境在10攝氏度以上。”王曉宇介紹,他從蔬菜大棚中得到啟發(fā),帶領(lǐng)大家用保溫板搭建了16個保溫棚用來制梁。他們還在大棚里安裝了智能溫控器,使棚內(nèi)溫度始終保持在10攝氏度以上。“就算室外是零下20攝氏度的環(huán)境,大棚內(nèi)也能每天生產(chǎn)一榀橋梁。”王曉宇說。
在棚里制梁要經(jīng)過鋼筋入模、混凝土攪拌、混凝土澆筑、預應力施工、場內(nèi)移梁至蒸養(yǎng)棚、養(yǎng)護等多道工序,比正常施工多了模板預熱、蒸汽養(yǎng)護和覆蓋棉被三道工序。“加熱和保溫非常重要。”王曉宇說。
“橋梁松松垮垮的話一壓就塌了,所以需要給它提前抻上勁兒,它的抗裂性和承載力就上來了,這就是預應力。”王曉宇說,拉抻工作要使用預應力張拉機,以往需要人工提前計算出16到21個數(shù)據(jù),再將參數(shù)輸入設(shè)備,不僅非常復雜,還有出錯的風險。王曉宇參與創(chuàng)新了預應力和伸長值計算公式,僅憑一臺電腦就能迅速準確地算出需要的數(shù)值。最終,他們生產(chǎn)的橋梁尺寸誤差不超過20毫米,強度不小于50兆帕。
橋梁下落到橋墩上的墊石后,需要灌漿料,以保證架設(shè)牢固。“根據(jù)以往經(jīng)驗及多次水溫試驗后,我們最終采用40攝氏度的溫水與早強型灌料,也就是能更快凝固的水泥,攪拌完成后進行灌漿,再覆蓋保溫毯和棉被來保溫,直至達到設(shè)計強度。”王曉宇說。
“我負責的范圍內(nèi)一共需要369榀橋梁,目前已經(jīng)建造72榀,預計今年10月底就完工了。”王曉宇滿懷信心地說。
凍土下的橋樁——
破碎錘砸凍土 精準放置護筒
“咚!咚!咚!”前不久,安邦河畔,原本用于破碎混凝土的破碎錘,在這里承擔起了新工作。“原來用挖掘機挖凍土,7個小時才能打下一個樁。現(xiàn)在先用錘砸碎,再挖坑,4個小時就能完工。”中國鐵建大橋局四公司總經(jīng)理兼標段項目指揮長喬樹勛說,采用這個辦法,多虧了橋梁工程師趙宇翔。
安邦河特大橋全長22.12公里,有5400多個樁基,而且建樁位置都是稻田。施工還要遵循黑土地保護法。“我們需要將用地紅線內(nèi)及施工便道內(nèi)50厘米厚的表層黑土進行剝離保護,用于竣工后農(nóng)田復墾。”趙宇翔說,凍土層硬度大,剝離難度也大,這些都需要一個能把凍土破開的利器。
“把凍土破開后,下一步是放置用于橋樁定位的鋼制護筒,護筒里要灌入護壁泥漿。”趙宇翔說,在凍土里注漿,一要循環(huán),防止泥漿結(jié)冰;二要保溫,要用10攝氏度以上的泥漿。
這又帶來了另一重風險:泥漿的熱量通過護筒傳導至外側(cè)的凍土,導致凍土解凍,護筒就容易發(fā)生偏位,這需要測量人員及時檢測護筒位置并進行調(diào)整。如果無法在原有護筒位置進行調(diào)整,則需將護筒拔出,重新定位埋放。
對于用來澆灌橋樁的混凝土,趙宇翔要求也很高。“我們要用熱風炮加熱混凝土里的沙子、碎石,然后用50攝氏度的溫水攪拌,保證其溫度達到10攝氏度以上。現(xiàn)在5400多個橋樁已經(jīng)完成5000個,下個月肯定全部完工。”(崔 佳 郭曉龍)
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