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中国大桥建造精度已达到毫米级水平

时间:2019-09-16 02:59来源:网络整理 作者:秩名 点击:
【编者按】高铁、高速路、铁道的路网完善中,桥梁是重要环节。京沪高铁公司董事长蔡庆华曾在采访中提及,京沪

原标题:中国桥梁建设60年:一条焊缝里的工业化进程

【编者按】 高铁、高速路、铁道的路网完善中,桥梁是重要环节。京沪高铁公司董事长蔡庆华曾在采访中提及,京沪高铁全线有288座桥梁,桥梁比例占线路总长的80.5%。

1949年以来,中国的特大型桥梁建设大致经过三个时期。一是改革开放前,国内资源贫乏,技术和工业化水平低,造桥基本靠手工作业;二是改革开放后,特大型桥梁建设高速发展,中国逐步出现了上海杨浦大桥等在技术上位于世界前列的桥梁;三是新世纪之后,特大型桥梁从江河走向海洋,东海大桥、港珠澳大桥都将中国的造桥水平推向了新高度。

而众多桥梁背后,是社会工业化水平的全面提升。一方面,大型吊船设备、自动化和装备化工厂、材料科学及计算机科学等的成熟,都为桥梁规模变大、数量激增和精度提高带来了保障。另一方面,桥梁建设中用到的钢铁制造智能化加工设备、大型架桥设备等,也推进了修路等其他大型工程的发展。

港珠澳大桥通车后,总设计师孟凡超听着汽车“唰唰唰”地从桥面上开过,75毫米厚的沥青下钢结构连接得严丝合缝,“一点颠簸的声音都没有”。

这个细节,是这座世界最长跨海大桥区别于以往特大型桥梁的显著特征,意味着大桥建造精度达到了毫米级水平。孟凡超说,港珠澳大桥虽然要在伶仃洋中面对海水腐蚀、海浪拍打和台风侵袭,它仍将为其所连接的香港、珠海、澳门三地服务120年。

在交通部公路规划设计院前总工程师彭宝华看来,港珠澳大桥的建成并非一步登天,此前,中国已有数座桥梁成为世界第一。他在笔记本上抄录了一张表格——世界已建和在建的主跨长度前10名中,斜拉桥中国占有7席,悬索桥中国占6席,拱桥中国占7席。

这些桥梁中蕴藏着中国造桥技术的不断进步,小到研发一项焊接技术,大到建设一间数万平方米的自动化工厂。它们之中的每个环节,都在考验一个国家的工业化水平。

毫米级精度

当汽车沿着32米宽、6车道的港珠澳大桥开进伶仃洋时,桥面随着视线延伸至海平线,看不到尽头,往来穿梭的游客会想到新闻里对它的描述:它是全世界最长、建造难度最高的跨海大桥,拥有世界最深、最长的海底沉管隧道。

但作为港珠澳大桥的总设计师,中交公路规划设计院有限公司(下称“公规院”)副总经理孟凡超更为那些难以被看到的特征为傲:全长55公里的大桥上,桥面沥青与钢箱梁主体紧紧贴合,构成桥梁主体的钢箱梁之间接合平整,没有凸起和落差。这让路面变得一马平川,没有一处褶皱,司机和乘客不会感受到突如其来的颠簸——这种颠簸即使是在路面良好的高速公路上也偶有发生。

如果是雨天,这份平滑更为直观。桥面自中轴线至两侧有2%的倾斜角度,雨水落下后不作停留,直接滑进伶仃洋,桥面没有水坑,车辆驶过不会溅起大片水花。

孟凡超说,这是桥梁建设中“四化”的结果,即大型化、工厂化、标准化、装配化。相比以往的工人手工式建造,“四化”后的桥梁部件精度更高。

在之前的手工作业时代,桥梁所用的钢板焊接成形后从高温降到常温往往发生变形。为了保持钢板平整,工人要拿着火焰枪、戴着面罩,在高温日晒的环境下对零部件反复进行火工矫正,一直持续到桥面合龙。即便如此,桥面接口处还是会有小到几毫米、大至二三厘米的落差。汽车开上去,就会有颠簸感。

为了解决这个问题,港珠澳大桥招投标前,孟凡超就要求投标企业必须符合“四化”要求,钢结构生产过程不能使用工人手工作业,要实现自动化焊接。不少想要投标的企业提出了反对意见,甚至公规院内部也有不同声音。“他们说全中国的制造都达不到这个水平,你这叫贪大图洋,不符合中国国情。”

但反对的人不知道,孟凡超考虑更多的是安全。55公里的大桥建在伶仃洋上,一年有超过200天的6级大风,汽车和风浪会不断对桥上的细小瑕疵施压。“这就像不断弯折、拉直一根有瑕疵的铁丝,如果这个问题不解决,大桥120年的规划使用寿命会大大缩减。”孟凡超说。

河北省秦皇岛市中铁山桥集团有限公司(下称“中铁山桥”)一直想要参与港珠澳大桥的招投标。2010年收到招标要求后,他们将公司的焊接专家徐向军派往辽宁开原,与一家机械臂生产商接洽。

彼时,孟凡超要求的自动化焊接已在汽车制造等高造价、精细化的生产中应用,但不曾用到桥梁钢箱梁的生产中,所以没有符合要求的机械臂设备。为了调试出这样的设备,徐向军和同事在这家生产商的实验室中不断做焊接试验、调试设备参数、提出修改意见。徐向军记得,被他们拿来练手的小型钢板逐步变成中型,最后变成与实物相等的大型。这些钢板加起来有一千多片,合计45吨。

(责任编辑:admin)
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