中国有着“基建狂魔”的称号,一方面源于工程师们的努力,另一方面也依托各大基建设备的迭代和更新。
2021年6月22日,我们的大型基建设备再传好消息,昆仑号架桥机正式问世。作为首架千吨级的架桥机,中国在这一领域技术可谓是领跑全球。它的出现,将有效的提高修建桥梁的效率,将众多工序简化,是名副其实的“大国重器”。
(资料图片)
基础建设中,桥梁工程的难度系数较高一类工程。素有“基建狂魔”之称的中国,当然不会放过这一重头戏。为了更好更快的完成桥梁工程,我们研发一种特殊的基建工具——架桥机。
现代桥梁工程中,通常使用的是架设设计原则。
目前所施工的桥梁工程,通常极为庞大,如果整体运输会远远超过寻常的交通运输工具,因此我们会先解体,到达工地之后,在进行组装。其中最为常见的就是,制作相应的桥梁片,而后通过特殊的设备将它放置到桥墩上,而这个特殊的设备便是今天的主角——架桥机。
从桥梁工程来看,架桥机更多在其中扮演的是起重机的角色。但是它和一般起重机之间有存在很大的不同,它主要承担的是梁片的运送,因此它的要求更为苛刻。通常来说,架桥机包含起重车、液压系统、电气系统、保护监控系统等多个部分,保证它可以在梁片上实现纵移。
目前,中国常规准备的架桥机主要以下三种类型,单梁式,双悬臂式,双梁式架桥机。当然,由于桥梁工程的复杂性和多变性,不少的施工团队会选择配置基础零部件,到达施工现场后,开始自由组装,以便更好的满足施工需要。
(1)单梁式架桥机
桥梁施工的机械之一,箱形梁的吊臂结构,整臂向前悬伸,前部有可折叠的立柱。和其他架桥机相比,单梁式架桥机是为数不多,可允许空载的状态,进入桥位,之后驱动前部立柱立于桥墩上进行施工的架设机械。在稳定自身之后,将桥梁片沿着吊臂移动,此时吊臂所扮演的是简单支架梁的状态。
而在架桥中,他们首先需要将桥梁片从利用龙门吊机,将梁片转移到特制的运输桥梁片的车子上,而后车子与架桥机后端对准,架桥机的吊臂会将梁片吊起沿着吊臂前行,到达指定位置落梁。
当然,现代桥梁工程中有时候还会面临曲线架桥的问题,主要运用到的方法与双悬臂式相同,在水平面内做少量的摆动,以达到目的。
这类架桥机在当前架桥工程中较为常见,我们所熟悉的吊重130吨的胜利型架桥机就属于此类。他们摒弃了其他架桥机所需要利用机车推顶,桥头岔线等,提升了工程的机械化水平,安全性能也有所保证。但是,总体的吊重相对较低,在小型桥梁架设中,较为常见。
(2)双悬臂式架桥机
和单梁式相比,双悬臂式属于一种舶来品,最早出现并得以应用的地方为前苏联。在1948年前后,我国引进这类架桥机,此时它的前后臂所采用的是钢板梁,吊重分别为45吨与80吨两种,上个世纪五十年代,为提高吊重,将双臂改成了构架。现代这类架桥机,基本保留了该形制。
和单梁式相比,双悬臂式架桥机在使用上需要借助诸多工具,才能保证其运行。例如它无法自行,在运行过程中需要利用机车顶推。前臂负责吊重,而后臂主要承担平衡的作用,因此它的前后臂不能在平面内摆动。
此外,它无法满足空载状态下进行,需要特制小车将梁片送到吊钩下才能起吊。同时为了方便调车作业,通常会在桥头设相应岔线。此外,为了保证安全,需要采取加固措施,如重车压道,加插枕轨等。
(3)双梁式架桥机
双梁式可是单梁式的进阶版,也是较为常见的一种架桥机。目前施工工地中常见的两款:红旗型和燎原型架桥机,都属于双梁式的一种,吊重在130吨左右。和单梁式一样,两条吊臂都是箱梁组成,且两端都有折叠立柱。
整体的运行方式同单梁式相同。当需要改变架梁方向时候,不需要掉头,灵活高效,且机械水平均较高,有效提升整体施工的效率。
除却上述集中类别的常备架桥机,施工单位有时候会根据需要临时架桥机。如我们在九江桥施工的过程中,特制了一台吊重300吨的架桥机,以满足施工需要。部分施工单位为了灵活施工,自备架桥机所需要军用梁等零部件,到达施工现场,进行现场组装。
熟悉大型桥梁工程的朋友对于桥梁施工中重难点有所了解的话,打桩和桥梁对接是可以说是占据了整个工程工时最长的部分。随着我们机械制造业不断发展,我国在桥梁工程设备研制和生产方面,取得不少成绩。
根据前文所述,施工团队会根据现场施工情况,制作架桥机。而我们千吨级昆仑号架桥机就是为了湄洲湾大桥,特别打造的。
为了提升厦门和福州两城市之间的通行效率,修建一条高速铁路成为了两地政府和人民的殷切盼望。2017年,福厦高铁正式在漳州台商投资区开工建设,作为福建省首条时速达到350km/h的高速铁路,全长为278公里,预计开通之后,两地的通行时间将缩短到1小时以内。
时间缩短了,不仅速度得上去,路程也需要进一步的缩短。在规划路线时,设计团队特别设计了湄洲湾跨海大桥,以缩短两地的路程,实现同行效率的提升。这个总长14.7公里的大桥,其中海上行驶部分约为10公里,因此它对桥梁的要求技术极高。
根据资料显示,这条桥梁片体重达1000吨,而且长度也达到了40米,寻常的桥架机根本无法满足他们的施工建设需要。当然建设脚步不能停止,问题出现了,就要想办法解决。咱们的自主研发的世界首台千吨级的架桥机,在这样的背景下,应运而生。
而为湄洲湾大桥建设而特别研制的昆仑号,有着88个巨型轮胎,每个轮胎的高度超过了一个成人的身高。在工作的过程中,施工人员会在桥墩的下方对它进行组装,当组装完成后,使用吊车将它和桥梁片一起吊起,到达指定的桥墩点,这台庞然大物便开始工作了。
在桥墩上行驶一段距离的后,先放在一条可折叠的机械腿以支撑自身的重量,随后在机车和机械腿的默契配合下,将桥梁片稳妥的安放在指定的桥梁位置上。为了保证安全和牢固,项目要求桥梁的误差不能超过1公分,这极其考验架设机器的准确性,可见这台“大国重器”粗中有细,技术的精湛。
很多好奇的是,为何对于湄洲湾大桥的建造误差上有着如此精准的要求呢?
事实上,这与这条桥梁使用目的有关。福厦高铁作为一辆时速在350公里以上的高速列车,如此快的速度对于轨道的平整有着一定的要求。当路面不平时,高速行驶的列车可能会发生事故。
因此,在湄洲湾大桥的建设过程中,除却机械操作人员的精准控制,其他的施工人员会在通过各种各样的方式修正路面,确保路面的平整度符合项目的需求。这不仅是质量的保证,更关系着后续几十年高铁运行的安全问题。
架桥机的目的在于架设桥梁,作为一个工具,它又包含了怎样的科技含量呢?事实上,能够承载千吨的架桥机对其本身的各个组成部分都是一场大考,起降、驱动、运输桥梁片等装置,不仅要有一定的承载,而且要求还得精准。了解机械的朋友都应该清楚,在复杂机械面前,要求精准可谓是难上加难。但是咱们的昆仑号做到了!
昆仑号灵活性较强,可以满足长度在24米、32米和40米三种类型的梁片架设工作,而且运载的吨位突破1000吨,是名副其实的千吨级。以一敌三的架桥机,加上巨大的承载量,让架设工作的效率有效提高,也降低了架设的成本。
智能化是这台昆仑号的又一大亮点,在通过隧道时,无需拆解组装,直接自动过遂。同时,它可以自动精准梳理大梁,如此一来,整体的建设速度提高了25%以上,节约了时间成本。
综合来看,这台千吨级的架桥机内部的技术含量肯定不低,但是如果我们将其各个零部件拆解开,我们会发现,对于任何一个有一定工业水平的国家来说,都不是一件难事。如此来看,似乎又不是很了不起的事情。
但是零部件制造不难,为何世界只有中国偏偏制造出了它呢?综合来说,需求对生产生产的反作用力占据了上风。发展经济、加快出行效率,降低通行成本等,成为近些年我国各地经济发展的重点。作为闽东南两大经济核心,加快两城的出行便利性成为关键。
在这样的发展要求下,高难度的工程也随之提出,为了满足工程质量和建造要求,这些大型且具有一定技术难度的工具也随之产生。相信在未来发展要求下,会有更多的大国重器出现,届时他们将提升我们的建造效率,推动我们的发展速度。
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