被稱為“地表最快高鐵”的成渝中線高鐵迎來新進(jìn)展——11月10日，成渝中線高鐵控制性工程沱江特大橋主梁順利合龍，實(shí)現(xiàn)全橋合龍。預(yù)計2027年底，成渝中線高鐵將建成通車，開通后將以時速400公里運(yùn)營，到那時成渝間可實(shí)現(xiàn)50分鐘通達(dá)。

成渝中線高鐵沱江特大橋合龍

沱江特大橋是世界最大跨度無推力組合拱橋，其組合結(jié)構(gòu)拱橋的設(shè)計，也是世界同類型橋梁中的首創(chuàng)。這些創(chuàng)新最重要的目的是——讓設(shè)計時速高達(dá)400公里的高鐵能夠平穩(wěn)過橋。

成渝中線高鐵沱江特大橋合龍

托舉“地表最快高鐵”，沱江特大橋藏著哪些創(chuàng)新技術(shù)？川觀新聞記者在現(xiàn)場進(jìn)行了探訪。

世界首創(chuàng)組合結(jié)構(gòu)拱橋設(shè)計，穩(wěn)穩(wěn)托舉“地表最快高鐵”

從成都市區(qū)驅(qū)車前往簡陽市石鐘鎮(zhèn)，沱江邊上，一座藍(lán)色鋼鐵拱橋架在離河面百米高的空中。橋拱如彎弓，橋梁如弓弦，隨著10日凌晨的合龍，穩(wěn)穩(wěn)地“繃”在兩岸。

工人在大橋合龍后，對伸縮縫進(jìn)行焊接

橋面上，工人正在做最后的焊接工作。跟以往大橋合龍的推進(jìn)式不同，沱江特大橋采用張拉方式。也就是說，在兩側(cè)橋梁板一點(diǎn)點(diǎn)向中心鋪設(shè)到約20厘米距離時，最后一片鋼梁不再吊裝鋪設(shè)，而是把兩邊的橋梁體向中間拉近，先拉緊再鎖死，最后由工人手動焊接，將兩側(cè)橋梁合龍?！白詈笠淮螐埨?，12臺600噸連續(xù)千斤頂，用力約5400噸，過程歷時近3小時，張拉合龍精度達(dá)標(biāo)?！敝需F大橋局成渝中線項目總工馬天亮說。

“這樣的合龍方式，是配合大橋獨(dú)特的設(shè)計?！敝需F二院工程師彭福兵介紹，傳統(tǒng)拱橋跨度大，但拱受溫度影響容易產(chǎn)生形變，從而帶動橋面上下波動；梁橋雖然穩(wěn)定但需要在河中間建設(shè)橋塔，對沱江生態(tài)和通航產(chǎn)生較大影響。

為此，沱江特大橋創(chuàng)新設(shè)計了飛燕式雙排支座無推力拱橋結(jié)構(gòu)體系。將拱橋的一只腳建在可活動的支座上，通過像“弓弦”一樣的鋼主梁將拱腳產(chǎn)生的巨大水平推力相互抵消，不對橋墩或地基產(chǎn)生水平推力。如此一來，就能形成“無推力”自平衡穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，大橋橋拱輕微晃動，橋面也能保持平穩(wěn)，讓400公里時速的高鐵穩(wěn)穩(wěn)通行。

沱江特大橋全長1252米，主橋上部結(jié)構(gòu)為主跨320米中承式鋼管混凝土拱橋。該類型橋梁結(jié)構(gòu)屬世界首創(chuàng)，讓大橋兼具拱橋的大跨度，又能實(shí)現(xiàn)梁橋的穩(wěn)定性，為世界橋梁建設(shè)提供新范本。

數(shù)字技術(shù)護(hù)航，空中“繡花”實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)合龍

創(chuàng)新的設(shè)計給施工帶來了新難題。建設(shè)團(tuán)體面臨主拱提升合龍、主梁水平張拉合龍難度大等挑戰(zhàn)，無范本可借鑒。

主拱提升合龍是全橋建設(shè)難度最高、風(fēng)險最大的難題，主拱重2200噸、長174米、提升21.7米，誤差不能超過20毫米，堪比“空中繡花”。建設(shè)團(tuán)隊引入自動化監(jiān)控、數(shù)字化管理平臺，應(yīng)用虛擬拼裝技術(shù)，反復(fù)模擬演練，實(shí)時采集受力與位移數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)提升速度與姿態(tài)，確保合龍精度達(dá)標(biāo)。

中鐵大橋局成渝中線項目總工馬天亮介紹，實(shí)現(xiàn)沱江特大橋無推力結(jié)構(gòu)狀態(tài)的關(guān)鍵是主梁張拉合龍后主梁與邊拱形成整體，上部結(jié)構(gòu)保持內(nèi)力自平衡。主梁采用5000噸級水平張拉措施強(qiáng)迫合龍，通過6次主動張拉完成橋梁結(jié)構(gòu)受力體系轉(zhuǎn)換，使無推力組合拱橋設(shè)計從理論、圖紙變成了現(xiàn)實(shí)。

為達(dá)到極高精度要求，施工團(tuán)隊研發(fā)了施工監(jiān)測信息化系統(tǒng)，整合BIM數(shù)字孿生技術(shù)、智能張拉系統(tǒng)和高精度監(jiān)測儀器，把拱座位移、主拱姿態(tài)、張拉頂力、張拉行程等關(guān)鍵數(shù)據(jù)都納入監(jiān)測范圍，通過傳感器實(shí)時反饋數(shù)據(jù)，動態(tài)調(diào)整施工參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了張拉過程的信息化、智能化管控，最終合龍口精準(zhǔn)對接，誤差控制在毫米級。

全線工程有序推進(jìn)，明年有望啟動時速400公里測試

“大橋合龍標(biāo)志著項目建設(shè)進(jìn)一步提速?！遍L江沿岸鐵路集團(tuán)四川有限公司成渝中線指揮部指揮長王學(xué)生告訴記者，下一步大橋?qū)⑥D(zhuǎn)入橋面及附屬設(shè)施施工，預(yù)計明年5月大橋?qū)愉佨壒ぷ?。目前成渝中線高鐵全線工程進(jìn)展順利。

成渝中線高鐵四川段有“兩隧一橋”控制性工程，除了沱江特大橋外，還有龍泉山隧道、蜀安隧道兩個難啃的“硬骨頭”。

其中，龍泉山隧道全長8027米，目前已經(jīng)完成超過90%，計劃明年1月底隧道貫通；蜀安隧道全長10380米，從成都站，也就是市民熟知的“火車北站”出發(fā)，一路向城外延伸至成華區(qū)簡州站，在地下穿越成都主城區(qū)，面臨復(fù)雜地下環(huán)境，施工異常艱巨，目前已經(jīng)掘進(jìn)約80%，正在加速向貫通目標(biāo)邁進(jìn)。

成渝中線高鐵是我國“八縱八橫”高鐵網(wǎng)沿江通道的重要組成部分。線路自重慶樞紐重慶北站起，向西經(jīng)重慶兩江新區(qū)、沙坪壩區(qū)、璧山區(qū)、銅梁區(qū)、大足區(qū)，四川省資陽市、成都市，引入成都樞紐成都站，正線全長292公里。成渝中線高鐵設(shè)計時速達(dá)400公里，預(yù)計2027年底建成通車，將成為全球最快高鐵，從成都至重慶50分鐘可抵達(dá)。

線路示意圖

此前，中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司在接受媒體采訪時表示，由我國自主研發(fā)的新一代動車組CR450動車組目前正在滬渝蓉高鐵開展運(yùn)用考核，明年CR450動車組將在成渝中線展開更接近運(yùn)營條件的全面測試。據(jù)了解，CR450動車組試驗速度可達(dá)450公里/小時，運(yùn)營速度可達(dá)400公里/小時。