高铁上的架桥“巨兽”
2016-03-09
作业中的900吨运架一体机。
高铁上的架桥“巨兽”
《中国新闻周刊》记者|陈飞
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目前，中国拥有世界上最大规模的高速铁路网，运营总里程约2万公里，超越世界上其他国家的总和。
在高铁越来越成为生活的一部分的时候，人们对中国高铁铺路架桥的过程难免有几分好奇。难怪最近有一段网络视频一经流出，就引起很多人的惊呼。就连美国的《大众机械》、《探索》等老牌科技杂志网站也转载了这段视频，并加以介绍。
视频中，一台造型“呆萌”的巨大机器，在山谷间像毛毛虫一般缓缓从隧道中驶出，这一庞然大物有好几辆公交车首尾相连那么长，底盘上密密麻麻的轮子像是毛毛虫的伪足。它在刚铺好一半的“断头”桥面上停下来，在“断头”最末端的桥墩上放下两侧三角形的“后腿”，“身体”则在“前腿”的带动下在悬空中滑向下一个的桥墩。在前腿到达下一个桥墩并支撑在其上之后，“身体”上挂载的巨大混凝土桥梁被稳稳地架在两个桥墩之间。随后，这只巨大的“毛毛虫”收起支腿，反向滑动，功成身退。就这样，一孔桥在巨大的山谷之间就架设好了。
这段视频拍摄的是中铁十一局第六工程有限公司架设渝万铁路花屋双线大桥6号、7号墩的过程。被视频的英文标题称为“Monster”(巨兽)的机器，是石家庄铁道大学国防交通研究所研发的SLJ900/32流动式架桥机。
负责这台架桥机研发的该所前工程师刘嘉武向《中国新闻周刊》介绍说，这台引起国内外网友惊叹的架桥机全长93米，自重达580吨，有64个轮子，是一具名副其实的钢铁巨兽。2010年11月，项目完成技术设计;第一台设备于2012年9月5日在沈丹线开始正式作业。其技术水平居于世界领先地位。
摆脱“边铺边架”
SLJ900/32架桥机的视频在网上走红之后，刘亚滨也跟着“红”了一把。“我去国外，老有人拿着这个视频问我，这个是你们做的吧挺厉害!我一看，不是呀!心里想，这有什么厉害的，我们的架桥机比这好多了。”
刘亚滨是北京万桥兴业机械有限公司的CEO兼高级工程师。1993年，时任铁道科学研究院国际部副主任的刘亚滨在一次考察中，首次接触到意大利尼古拉(PaoloDeNicola)公司生产的架桥机械。那时，中国高铁建设还在酝酿中。1996年，铁道部开展了《高速铁路预制梁架设设备技术参数和结构方案研究》项目，秦沈客运专线的勘察设计工作也已开始。从那时起，中国人就着手论证自己生产制造大吨位架桥设备的可能性。
1998年秋天，刘亚滨接到原铁道部科技司工程师辛学忠的电话，要求他去为秦沈线项目的领导和专家介绍“整孔箱梁架桥枝术”。
秦沈线设计建造之前，铁路建设中遇到桥梁时，较为普遍的施工方式是“边铺边架”，也就是先铺设一段轨道，再进行后面的架桥作业。当时，普通铁路中的桥梁路段相对较少，这种传统施工方式依靠密集的人工作业来完成，不需要大吨位架桥设备，因而有经济上的优势。“我刚把这个技术介绍到国内的时候，很多人都觉得，中国铺铁路靠的是人多，谁去买这种几千万元的架桥设备啊!根本不符合中国国情。”
但是，高铁的技术含量高、施工要求高，传统施工方式和“人海战术”不适合高铁建设。在那次会议上，刘亚滨逐一回答了原铁道部设计、建设单位领导和专家们提出的问题，详细介绍了桥梁“先架后铺”技术的优点。其实，预应力混凝土桥梁已经是很成熟的技术，只不过新的桥梁设计和施工方法需要更大吨位的新设备。会议经过讨论，决定调整秦沈线的设计方案。整条线路施工中有四个标段采用大型整孔箱梁施工技术。而正是秦沈线的这一设计施工经验，为后来中国大规模的高铁建设奠定了基矗
走向世界领先
普通快速铁路使用的32米T型梁的重量在150吨左右，而在设计时速250公里以上的高速铁路的桥梁中，90%都采用了长32米、重量900吨的箱型梁——其重量大概是普通T型梁的6倍。因而对机器载重的要求一下就提高了很多。
与普通铁路相比，高速铁路在结构上的特点是桥梁多，且多旱桥。这是为了节约土地占用和防止路基不均匀沉降的考虑。在高铁京沪线接近完工之后，中国高铁线路逐渐开始向多山地区延伸，这就遇到了新的问题。在山区高铁建设中，穿隧道架桥的需求多了起来。在山区条件下，普通架桥机体积大，拆装不便，也难以运输箱梁通过隧道。因而在平原地区分别使用运梁车和架桥机的“运架分离”式的作业不再适用，架桥机就面临着要解决的新问题。
“箱梁与隧道的尺寸很接近，梁的宽度与隧道最宽的地方，一边只有30公分左右的间隙。而且要保证这个间隙，梁不能离地面很高，最好在五六十公分的高度。一般的运梁车太高了，大概有两三米，进不去隧道。”刘嘉武说。如果要让普通运梁车将箱梁运入隧道，要么拓宽隧道，成本很高;要么就等箱梁运过去之后，再完成隧道内部的施工，这就延长了工期。
其实，建造秦沈客运专线时就遇到了这个问题。那时的解决方案是从意大利进口了一台“运架一体机”。从那时起，这种运架一体机的广阔前景就被人们所看到。如何研发国产一体式架桥机，引起了嗅觉灵敏的业内专家的注意。
经过多年的不断演进，目前，万桥公司的变位平台一体架桥机可以说是意大利产品的升级版。这种一体架桥机于2010年开始投入使用，目前不仅广泛运用在国内各条高铁线路的建设中，而且已经出口到韩国。
时至今日，国产大吨位架桥机已经解决了大部分实际使用中遇到的困难工况：隧道口零距离架桥、两隧道间单孔梁、高原长大坡道桥梁、小曲线桥架设。随着一个个难题的解决，中国的架桥机技术水平不知不觉间已达到世界领先地位。
到全世界建大桥
当前，越来越多手握先进的桥梁建设技术的中国企业踏上了国际征途，分别参与建造了马来西亚槟城二桥、巴拿马运河三桥、韩国仁川二桥、旧金山-奥克兰海湾大桥等等。与此同时，中国在高铁建设中“磨练”出来的大型架桥机，在国外的桥梁建设中也找到了用武之地。
全长36公里的杭州湾大桥，两侧引桥部分使用了50米长的双幅箱梁，单孔箱梁自重1430吨。配备了1600吨级的轮胎式提梁机、运梁车及架桥机进行装梁、运梁和架梁。这种超大型设备的建设经验，在世界上几乎是绝无仅有的。而正是这样的施工经验，让中国架桥机走出国门成为可能。
正在兴建中的科威特海湾大桥全长34公里，建成后将是世界第四的跨海大桥。它的两侧引桥也为双幅箱形梁，规格有35米、40米、45米、60米四种。其中60米的箱梁单孔重达1800吨——这一重量创造了一项世界纪录。引桥工程需架梁共计1044孔，工程量相当巨大。科威特海湾大桥架设所需的总价2.4亿元的装备，由中国郑州新大方重工科技有限公司提供。
除了超大吨位的建造经验，专利项目的数量也证明了中国架桥技术的领先水平。到2014年10月为止，中国以大吨位架桥机整机及架桥工艺申请发明专利并获授权的项目共计22项，居世界首位。
在中国最拿得出手的高铁领域，万桥公司向韩国出口了4台变位平台式运架一体机。目前，这个项目中的五个标段都在使用中国出口的设备。常年在国外进行项目竞标的刘亚滨说：“现在，很多时候我们在国外的项目其实都是跟中国公司在竞争，外国公司就那么一两家。说到底，还是因为现在这种大型工程的项目经验以中国为最多。”
本文首发刊载于《中国新闻周刊》总第746期
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(原标题：高铁上的架桥“巨兽”)
本文来源：中国新闻周刊
