在首届“国家工程师奖”表彰大会之上,有一个站在了最高领奖台的团队,这个团队来自武汉,历经了二十年时间,究竟是以怎样的途径让中国关于高铁桥梁方面的情况从一名追赶者转变成为全球范围之内的领跑者的呢?
二十年前一个决定让中国高铁首次跨越长江
曾在2004年这个时间点,那时还是中国高铁网络尚在规划的蓝图之中的状况,武汉天兴洲长江大桥的项目进行启动动作,如此这般成为了一个起着关键作用的转折点。这座大桥存在着要去承载四线高速铁路以及六车道公路这样的情况,其跨度实现突破500米。就当时的情形而言,在全球范围之内都不存在如此这般的先例。长江航运呈现出繁忙的态势,为此桥墩数量不能过多;高铁对于速度有着较高的要求,所以桥面必须拥有足够的稳定性。矛盾点具体表现在:跨度越大的情况下,结构变形越发难以进行控制。
当时,摆在团队跟前的难题,差不多就是死结,传统的双主梁结构,没办法满足这般大的荷载需求,国外的同类技术,对中国进行封锁,秦顺全院士,在办公室接连推演了半个月,最终,提出了“三索面三主桁”的全新结构方案,这个方案,将桥梁横向由30米简支,改成2×15米连续结构,跨度减小了一半,变形大幅度地降低。
自研软件打破国外垄断的突围之战
方案已然存在,然而怎样去验证计算化为了新的难题。那时,做桥梁结构有限元分析所需的软件基本上被国外公司垄断,工程师们带着新方案去找国外软件相关人员,对方的工程师看了许久后径直摇头,没有人敢为这个从来没有出现过的结构做出保证。
高宗余带领着十几名骨干人员,于秦顺全所创立的“无应力状态理论”之上,开启了自研分析软件的进程。彼时,办公室的灯常常延续亮至凌晨三四点,代码是一行行敲捣得出的,模型是一次次推翻而重新构建得来的。在2006年,具备自主知识产权的桥梁空间有限元分析软件研发宣告成功。现今,这个“三主桁”结构已然成为了多线铁路大跨度桥梁的典型结构,且被全行业予以广泛采用。
十五年磨一剑跨越千米级大关
上海到苏州南通的长江公铁大桥,从开展方案研究起,直至建成可以通车,耗费了整整15年时间。这座桥把公铁两用桥梁的主跨首例提升到1092米,达成了从630米到千米级的时代跨越。
为了挑选出一个恰当适用的桥的具体位置,团队在于被称为秦顺全的人的带领指导之下,前前后后进行实地查看接近50次。团队之中的成员名叫张敏的回忆讲道,在那段时间段里,大家差不多是凭借着双脚走遍了桥的位置上下游30公里的长江两岸区域。不仅得保障长江的船只航行通道顺畅无阻,还得充分去考虑地质方面以及水文方面的各种状况条件,另外还要计算有关拆迁用地方面的账目情况。越是处于经济发展程度高的长三角地区范围里,限制的因素数量就会越多。最终所确定选定的桥的确切位置,经过走了数不清讲不明的冤枉路之后才寻觅找寻到的最佳的解决方案选项。
从追赶到领跑的技术跨越之路
2020年12月,连镇铁路五峰山长江大桥建成并实现通车,这座公铁两用悬索桥主跨为1092米,它不仅在国内首次运用了这种结构型式,更是成为全球千米级悬索桥中运行速度最快且荷载最大的一座桥,团队成员徐恭义说明,这座桥令重载铁路真正达成了一跨越过长江。
从最开始天兴洲大桥时速可达200公里,到沪苏通大桥时速为250公里,再到五峰山大桥高铁以350公里平稳通过,每一步的提升背后都是材料、工艺以及设备的全面突破。更高强度的钢丝实现了国产化,桥面板愈发轻但承重能力更强,这些基础工业的进步支持着桥梁跨度持续刷新纪录。
装备国产化让中国建造走向深海
桥梁的跨度正呈现出越来越大的态势,对于施工装备所提出的要求同样变得越来越高。有这样一个团队,他们研发出了“大桥海鸥号”以及“天一号”等3600吨级的起重船组成海上建桥的舰队。另外,全球最大的塔式起重机XGT15000 - 600S,和世界最大直径为6.3米的钻孔设备也依次相继问世了。
这些体积庞大的家伙并非只是摆在那里做做样子的。在常泰长江大桥的建设工地之上,有一台重达1800吨的步履式架梁起重机正处于作业的状态之中,此重量等同于一次性将1200辆小轿车给吊起来。要是没有这些属于国产的装备,千米级别的大桥那就只能一直停留在设计图纸之上。现如今,从构建深水基础一直到进行超大构件的安装,整套装备之上全都是贴着“中国制造”的标签的。
新时代长江经济带的桥梁新使命
如今长江大桥的建设,不但要考量通行情况,而且还要算上生态这笔账。团队于巢马铁路马鞍山长江大桥项目里,于甬舟铁路西堠门公铁大桥等项目当中,都将对长江生态以及航道的影响降到最低限度。在进行桥位选择的时候能避开鱼类产卵的区域,施工工艺会降低水下的噪音,这些细微之处都变成了硬性的指标。
二十年 span,这支处于武汉的团队,使得高铁桥梁达成了通行时速由一百二十公里攀升至三百五十公里这一转变,又达成了跨度从三百一十二米拓展到一千二百零八米的变化,还达成了施工方式从散拼朝整孔安装的巨大改向跨越从长江区域延伸至大海领域,从处于追赶状态变为处于领跑地位,他们借由一座座大桥去更新世界对于中国建造所形成的认知。
哪座长江大桥在你印象里最能给予你深感震撼的体验呢?欢迎于评论区域进行你的看法的分享,点赞并转发以使更多的人得以看到中国工程师的那些故事。


