當前位置：“琴弦”和鳴，高鐵斜拉橋奪魁
南玉鐵路百合郁江特大橋是世界已建成時速350公里最大主跨的無砟軌道高速鐵路鋼箱-混凝土混合梁斜拉橋。（廣西交投供圖）
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冬日的郁江，水流平穩(wěn)、碧綠清澈。
南珠高鐵南玉段(以下簡稱南玉鐵路)百合郁江特大橋，宛如鋼鐵巨龍般橫跨江面，橋塔拉緊的鋼索，像極了琴上的弦。陽光照在橋面上，光影綽約。
由廣西交通投資集團主導建設的南玉鐵路，是廣西首條全額投資建設，設計時速350公里的高速鐵路。百合郁江特大橋則是南玉鐵路的控制性工程和重難點工程。
全長612米的百合郁江特大橋，以330米的跨度，比2020年建成的主跨324米的商合杭高鐵裕溪河特大橋增加了6米，成為世界已建成設計時速350公里最大主跨的無砟軌道高速鐵路鋼箱-混凝土混合梁斜拉橋。
“高速鐵路大跨度斜拉橋，跨度哪怕增加1米，都需要付出艱苦卓絕的努力。”廣西鐵路投資集團黨委書記、董事長陳華梁告訴記者，這增加的6米，凝結了建設者們5年多的辛勤汗水和心血智慧。
百合郁江特大橋的建成，是廣西橋梁建設從“跟跑”到“領跑”的又一次成功實踐，中國飛速進步的橋梁技術再次得到印證。
鋼筋混凝土樁和鎖扣鋼管樁牢牢相扣——
146米高主塔穩(wěn)如泰山
百合郁江特大橋主塔高146米，相當于48層樓房的高度。上塔柱采用H形，中塔柱外張，橋面以下塔柱內收為鉆石形。
主塔建得高，基礎必須穩(wěn)！
“主橋有兩個主墩，P4主墩有一半在江里、一半在江面，P5主墩建在陸地上。”12月11日，中鐵廣州工程局南玉鐵路5—2標項目總工程師翁建棟打開大橋施工的影像記錄，向記者介紹起來。
大橋主墩承臺長30.6米、寬23.2米、高6米，面積約一個標準籃球場大。每個承臺下各有20根樁基，樁徑2.8米，長11米至31米不等。
“主塔的穩(wěn)固是大橋安全的根基。但要在地底下巖溶發(fā)育強度高的地方建設主塔樁基，談何容易！”翁建棟談起樁基施工過程，仍記憶猶新。
2020年新年剛過，中鐵廣州工程局橋梁公司的建設者們就在郁江兩岸打響了主墩樁基施工攻堅戰(zhàn)。
“巖石下是空的，溶洞連著溶洞，施工非常困難。”百合郁江特大橋東岸二工區(qū)技術負責人毛良發(fā)回憶，引橋樁基施工時，有一次樁基灌注后，并沒有發(fā)現(xiàn)異常。第二天，施工人員到現(xiàn)場一看，樁孔內的混凝土全“跑”了，沒入深不可測的溶洞里。
最終，施工方采取對孔內拋填片石、加黃泥、灌低標號混凝土，用鋼護筒穿過溶洞等措施，攻克了施工難題。
P4主墩有一半在水里，施工難度也很大。
“水下6至10米處便是巖石傾斜面，若是采取傳統(tǒng)的雙壁鋼圍堰施工方案，需要對巖石進行水下爆破，開挖至13米左右，再澆筑混凝土封底。”翁建棟形容雙壁鋼圍堰施工“就像一個矩形的雙層鋼結構盒子，直接嵌入水下巖層中，圍成作業(yè)空間”。
該方案不僅用鋼量大，成本高，施工進度慢，且材料回收利用率低，還可能因為滲水問題存在施工安全隱患。
怎么辦？
研究團隊大膽提出“水中裸巖鎖扣鋼管樁結合混凝土錨固樁圍堰施工技術”方案。
柳暗花明。
“我們直接以天然巖石作為基礎，再按設計位置插打鎖扣鋼管樁，就像在巖石上插上巨型‘火柴’，將138根直徑82厘米的鋼管樁圍成矩形。”翁建棟比喻道。
為確保鋼管樁圍堰的整體穩(wěn)定性，施工方在鋼管樁內鉆孔至巖層下方3米左右，然后下放鋼筋籠，灌注混凝土，混凝土樁下端嵌入河床巖層中，上端伸入鎖扣式鋼管樁中，與鎖扣式鋼管樁“十指相扣”。
這些樁基深深扎根于河床巖層，使圍堰穩(wěn)如泰山，確保大橋基礎施工的安全性。
“鎖扣鋼管組合樁圍堰簡化了工序，節(jié)約了成本，將工期縮減了55天。”翁建棟介紹。
兩岸青山映碧水，一葉輕舟任徘徊。
站在百合郁江特大橋中央，兩岸的青山綠水盡收眼底，塔、梁、墩等構件，巧妙地融入這幅山水畫卷之中。
記者注意到，主墩筑島上，護坡被排列整齊的綠色膜袋所覆蓋。
“這是主墩施工的另一項技術突破。”中鐵廣州工程局南玉鐵路5—2標項目負責人、安全總監(jiān)高如亮介紹，以前主要是以拋石頭防止水流沖刷護坡，“如今給筑島穿上用20厘米厚的膜袋混凝土新材料做成的‘大棉服’，就能保證筑島圍堰穩(wěn)定，保障水域不被污染。”
自主研發(fā)步履式自走行橋面吊機——
大橋在郁江上方順利“牽手”
主梁吊裝，是百合郁江特大橋施工的另一項巨大挑戰(zhàn)。
大橋主梁由混凝土箱梁和鋼箱梁兩部分組成，邊跨是36米、40米、64米的支架現(xiàn)澆混凝土梁。主跨采用單箱五室鋼箱梁，劃分為2個鋼混結合段，28個標準段，1個合龍段。
“架梁前，我們的技術人員沿江考察，發(fā)現(xiàn)郁江沿線舊矮橋梁多，船閘通航高度及寬度有限制，大型浮吊進場困難。”廣西南玉鐵路有限公司常務副總經理、總工程師羅陽明曾憂心忡忡。
要解決困難，唯有創(chuàng)新！
建設方自主研發(fā)了變幅達20米、吊重達200噸的步履式自走行橋面吊機，破解了主梁吊裝難題。
2022年9月19日深夜，百合郁江特大橋進入施工關鍵環(huán)節(jié)——吊裝最后一節(jié)鋼箱梁。
夜幕籠罩下的大橋，被燈光點亮，宛如一條璀璨的玉帶，橫跨在郁江之上。
兩座紅色涂裝的橋面吊機面對面“坐”在橋面中間，像兩個“鋼鐵俠”，隨時待命。
“橋面吊機裝配有智能操作系統(tǒng)、遠程監(jiān)控系統(tǒng)、安全警報系統(tǒng)、自走形系統(tǒng)等，可對吊裝過程進行全方位掌控。”羅陽明介紹。
“高度起升到位，現(xiàn)在往下，注意控制姿態(tài)，下降……”隨著吊裝指令的下達，兩座橋面吊機協(xié)同將合龍梁穩(wěn)穩(wěn)落在導梁上，實現(xiàn)毫米級合龍，大橋在郁江上方順利“牽手”。
焊接鋼梁縫時，火花四濺，現(xiàn)場歡呼雀躍。
“大橋施工人員來自全國各地，大橋開工建設以來的艱辛和壓力，都在主梁合龍的這一刻得到釋放。”那一刻，遠離家鄉(xiāng)的高如亮和所有的工人一樣激動，淚水模糊了他的雙眼。
“斜拉索是斜拉橋的生命線，起著連接索塔和主梁的紐帶作用。”順著中鐵第一勘察設計院有限公司橋隧院副總工程師歐陽輝來手指的方向，記者把目光聚焦到大橋銀色的拉索上。
百合郁江特大橋的拉索呈平行雙索面星形布置，全橋共計64對，每一對索強勁有力地拉著一節(jié)箱梁。
當聽聞國內有斜拉橋出現(xiàn)高強螺栓斷裂脫落，導致大橋暫停運營的新聞后，歐陽輝來坐不住了，立即帶領團隊行動起來，尋找萬全之策。
一開始，歐陽輝來想用國外的一種號稱“永不松動”的螺栓。但這種螺栓價格高，一旦采用，在后期運維上還可能會遭遇“卡脖子”問題。
為此，他多方尋覓，終于發(fā)現(xiàn)國內有廠家生產一種防松動、防脫落、高密封防水性能的高強螺栓環(huán)槽鉚釘新構件。
“高強螺栓環(huán)槽鉚釘在鉚接過程中，將套環(huán)擠壓變形填充在釘桿環(huán)槽內，形成牢固的連接，解決了高強螺栓長期工作下易斷裂脫落的技術難題。”歐陽輝來言語中透著使用國產零部件的自豪，這也是國內首次在高速鐵路斜拉橋中使用高強螺栓環(huán)槽鉚釘。
無砟軌道平順線形，導流板抑制渦振——
列車全速平穩(wěn)駛過大橋
“349、350、351……385km/h”駕駛員推動操縱桿，列車提速，駕駛艙屏幕上的數(shù)值不斷變化，最終定在每小時385公里的最高實驗目標速度值上。
2024年10月18日上午，高速綜合檢測列車“黃醫(yī)生”從南寧東站出發(fā)開往玉林北站，跑出了滿分成績。
當記者問起列車通過百合郁江特大橋時的行駛狀態(tài)，羅陽明坦言：“列車駛過大橋也就7秒鐘左右，完全沒有感覺。”
沒感覺就是最好的感覺！
百合郁江特大橋采用無砟軌道技術，是列車能全速通過大橋的關鍵。
高鐵軌道分為“有砟”和“無砟”軌道兩種形式。相比之下，無砟軌道的平整度更高、穩(wěn)定性更強，列車通過無砟軌道“如履平地”；而列車通過有砟軌道時，道砟容易被吸起擊打列車底盤，造成安全風險，因此，高鐵通過有砟軌道曾一度以時速250公里為界限。
但無砟軌道對施工工藝要求極高，對變形控制要求尤其苛刻。以往，受技術限制，國內高鐵大跨度橋梁大多采用有砟軌道。
按照規(guī)劃，百合郁江特大橋設計要滿足一級航道的通航要求，南玉鐵路全線須保持350公里的時速。面對巨大挑戰(zhàn)，設計單位進行了大量的技術攻關，破解了百合郁江特大橋在列車荷載、溫度荷載、風荷載、收縮徐變等荷載作用下變形復雜，軌道平順性難以保持等技術難題。
“橋面線形非常平順，甚至比記者你用的辦公桌桌面還要平。列車通過大橋時，豎立的硬幣都不會倒。”中鐵廣州工程局南玉鐵路5—2標項目實驗室主任張國慶笑著說。
日常生活中，微風拂面是種享受，但在特大橋的世界里，風致振動卻可能成為隱藏的危機。實施風洞實驗測試是特大橋抗風性能檢測的重要一環(huán)。
“之前，鐵路斜拉橋跨度很少有超過300米的，知道為什么嗎？”羅陽明向記者解釋，跨度越大，風致振動影響就越大。
2020年，廣東虎門大橋“跳舞”的新聞上了熱搜，羅陽明心里“咯噔”了一下。
當時，虎門大橋正在維修，橋兩側擺滿了注滿水的水馬，改變了鋼箱梁的氣動外形。在低風速的情況下，產生的渦振帶動橋梁產生共振，虎門大橋這才發(fā)生晃動現(xiàn)象。
“百合郁江特大橋屬于大跨度斜拉橋，是風致振動的敏感結構，中跨基本為鋼箱梁，阻尼低，易出現(xiàn)風致振動現(xiàn)象。為此我們開展了風洞實驗測試。”羅陽明感觸頗深。
通過采用1∶50的全橋模型進行風洞模擬，建設團隊對橋梁的線形調整，將一道梁的導軌位置往外側移，增加導流板，抑制了振動。這樣，無論在低風速還是高風速情況下，大橋都不會產生渦振。
一系列的技術攻關，換來風馳電掣般的舒適體驗。
“南玉鐵路通車在即，屆時，全區(qū)14個設區(qū)市均實現(xiàn)開通高鐵。廣西將成為西部地區(qū)首個市市通高鐵的省份。”陳華梁表示，這將為廣西經濟發(fā)展注入“強心劑”，加快推動北部灣經濟區(qū)和粵港澳大灣區(qū)“兩灣聯(lián)動”。
采訪結束，太陽西斜。郁江上波光粼粼，百合郁江特大橋巍然矗立。鋼索被鍍上一層迷人的金色，如滿弦的巨弓，又似橫臥碧波的豎琴，悠然奏響奮進新時代的動人樂章?！?駱 怡 吳麗萍
