第2版:综合新闻
2020年01月11日 星期六
  上一期   下一期  
“新时代长大高铁干线标杆”的奥秘
——铁四院昌赣高铁建设创新侧记

    本报记者  刘新红

    日前,记者从中国国家铁路集团获悉,2019年中国新投运高铁里程5474公里,是近4年来开通高铁最多的一年。2019年年底前,10多条新线陆续加入高铁“大家庭”,让更多百姓体会到“说走就走”的幸福感。

    其中,铁四院总体设计通车的一条高铁格外引人注目,不仅因为它350公里的设计时速和416公里的长度,更因为它形成了以赣州赣江特大桥为代表的创新成果,让时速350公里的高速列车通过300米大跨斜拉桥时不降速成为现实。它就是2019年12月26日通车的昌赣高铁,被中国国家铁路集团称赞为“新时代长大高铁干线标杆”。

    硬核技术扫清限速点

    登上10层楼高的昌赣高铁赣州赣江特大桥桥面远眺,章江与贡水在八镜台下交汇成赣江,奔流而来。交汇处下游1.9公里处的这座赣江第一桥,创造了一项新世界纪录——首座列车运行时速可达350公里的大跨度高铁斜拉桥。这意味着,时速350公里的高铁列车无需降速,即可通过赣州赣江特大桥。 

    世界一跨千米的斜拉桥并不罕见,但能让高铁飞驰的目前主跨都在200米以下,而且列车最高运行时速多在250公里以下。要想让动车组列车过桥时不降速,且能平稳行驶,就要严格控制桥梁和轨道的震颤和变形幅度。“这就需要在桥梁结构创新上动脑筋、下功夫。”铁四院桥梁院赣江特大桥设计负责人李的平介绍。

    大桥需要先“脱胎换骨”。赣江特大桥300米长的主跨,有264米采用“钢箱+混凝土桥面板”的钢混组合结构,使容易变形的大跨度桥梁更“硬气”。

    大桥还需要“微整形”。在无砟轨道结构层之间,铁四院设计师首次设置了一定厚度的弹性隔离缓冲层,使大跨度斜拉桥上高铁无砟轨道板控制精度达到0.5毫米,再破世界难题。

    也有人不解,一座长约2公里的大桥,动车组以350公里还是250公里的时速通过,过桥时间不过相差几秒,为何还要如此殚精竭虑?

    “立足国情为百姓提供高质量的高铁网,需要这样的创新。”铁四院桥梁院总工程师严爱国介绍,随着立交、防洪、通航要求不断提高,以及高铁线路逐渐延伸到更多崇山峻岭、江河湖海,大跨度桥梁越来越多。“目前中国在建高铁线路上,跨度在200米至300米的桥梁就有20多座,不破解桥梁结构难题,中国高铁网就会陷入运行速度时高时低的碎片化状态。因此这样的创新,不仅必要,而且紧迫。”

    在铁四院设计研发团队的努力下,从主跨228米的商合杭高铁淮河特大桥,到主跨300米的昌赣高铁赣江特大桥,再到主跨324米的商合杭高铁裕溪河特大桥,我国时速350公里无砟轨道桥梁的跨度不断突破。

    “跨度和速度不断提升的背后,是大跨度桥梁建设成套技术的支撑。”严爱国说,铁四院用技术硬实力扫清了限速点。

    铁四院在赣江特大桥的成功尝试,标志着中国在高铁超级跑道的设计、建造、新技术推广应用领域再下一城。

    藏在轨道板里的“中国芯”

    昌赣高铁全线铺设的我国拥有自主知识产权的CRTSⅢ型无砟轨道,融合人工智能、物联网、智能感知和移动互联等“黑科技”,以云计算为平台架构,打通信息技术与传统建设之间的“梗阻”,实现融合创新。

    藏在昌赣高铁轨道板里的芯片又名“中国芯”,是轨道板的“身份证”,它记录了轨道板从制造到运营全生命周期的历史数据。用铁四院自主研发的手簿设备扫描一下芯片,轨道板的所有信息即可接入信息化平台。

    “目前我国大跨度高铁桥梁铺设无砟轨道技术已达到世界领先水平。”铁四院线站处副总工程师李秋义说,无砟轨道具有高平顺、高稳定、高耐久性、少维修的优点,作为世界上首座设计时速350公里、铺设无砟轨道的大跨度高速铁路斜拉桥,昌赣高铁赣江特大桥对突破无砟轨道在大跨度斜拉桥上的铺设同样具有里程碑意义。

    通过运用“互联网+”、大数据分析等信息技术,以及视觉测量、北斗等前端监测技术,铁四院轨道工程师在赣州赣江特大桥轨道结构上安装了66个传感器、16个摄像头。届时,在铁四院轨道实验室的综合监控中心,桥轨一体化监测系统全天候24小时监控高铁轨道安全运营,每天自动生成报表并可自动报警,监测精度可达毫米级。

    “将智能设计融入高铁技术,是我国铁路转型升级的发展方向,也是我们新时代铁路人义不容辞的奋斗目标。”铁四院轨道所所长王森荣说。铁四院将进一步利用大数据、云计算、BIM、5G等先进技术,有效推进铁路建设智慧、高效、绿色、协同发展。

    品质与颜值齐飞

    昌赣高铁连接南昌、吉安、赣州,是通往赣南革命老区的第一条高铁,也是国家《中长期铁路网规划》南北大通道京港高铁的重要组成部分。江西素有“风景独好”的美誉,作为穿越江西腹地的快速通道,昌赣高铁也是“品质与颜值齐飞”。

    科技创新,智能出行,昌赣高铁是一条特色标杆之路。它3跨赣江,3并京九铁路,6跨京九铁路。在位于宜春市、樟树市境内的堆上特大桥设计中,铁四院创新性地首次采用了十字刚构连续梁,梁高与普通简支梁一致,跨铁路处是十字形墩梁固结结构,既经济又美观;位于吉安市峡江县境内的霞洲特大桥,设计中因地制宜采用了梁桥接框架桥方案,可以控制桥梁沉降……这些桥梁都是品质和颜值齐飞的典范。

    绿水青山,风景独好,昌赣高铁是一条绿色生态之路。穿越江西腹地,昌赣高铁打通了关山阻隔,拉近了时空距离,串起了沿线秀美山水,演绎一路如画风景。

    铁四院在工程设计上十分重视对沿线自然景观和人文资源的保护,前期选线研究中,始终贯彻环保设计理念,深入调查分析,多方案研究比选,绕避了10余处国家及省级森林公园。在沿线永久性工程上,他们更以绿色嵌入方式,使整条高铁线与自然、人文居住环境相得益彰。

    昌赣高铁沿线文化多元,极尽灿烂。铁四院妙手写华章,在昌赣线上匠心独运,打造一站一景。吉安,既是中国革命的摇篮,也是“三千进士冠华夏”文章节义之邦。吉安站的设计将红色元素和文化情怀完美融合,外观整体造型融入井冈山五指峰造型,内饰加装井冈山浮雕和当地特色文化元素,如吉字文、藻井造型吊顶。这种文化还延伸到细节之处,如站台文化墙和牵引变电所等。

    不仅如此,沿线各站在设计细节上尽显人性关怀,如零距离无障碍换乘,卫生间智能引导,候车厅增设第三卫生间、母婴室等服务特殊人群的设施,有效提升了沿线人民的幸福感、获得感,展现了中国高铁建设与时俱进的崭新形象。

    题图为2019年12月26日,首发车通过赣州赣江特大桥。赵  端 摄

中国铁道建筑报