科技之桥 —中铁一局桥梁公司德大铁路黄河特大桥项目部科技创新侧记

“创新是一个民族进步的灵魂 ,是国家兴旺发达的不竭动力”。随着全球经济的不断深化，在日益激烈的市场竞争中，科技创新越来越显的尤为重要，己经成为企业生存、发展的关键因素。中铁一局桥梁公司德大铁路黄河特大桥项目领导深知科技创新之于项目的重要性，他们立足项目实际，积极探索，大兴科技创新之风，努力把德大黄河桥打造成为一座科技之桥。 德大铁路是起自山东德州黄河涯镇，止于潍坊大家洼的客货共享铁路，新建正线长约256公里，时速为200km/h，是山东省重点建设工程项目。中铁一局桥梁公司承建的德大铁路黄河特大桥全长8093米，由主桥、跨堤引桥、堤内引桥、两侧堤外引桥五部分组成，共有2454根钻孔桩， 214个墩台。主桥为120米+4×180米+120米下承式变高度连续钢桁梁，跨堤引桥为106米简支组合拱，堤内引桥为16孔56米预应力混凝土简支箱梁,堤外东、西引桥为24米和32米预应力混凝土简支T梁。该桥是德大铁路全线唯一的控制性工程，尤其是下承式变高度钢桁梁架设技术要求高，制约大桥乃至全线的工期。具有主跨跨度大，结构新颖，受力合理、造型优美等特点。

架梁吊机过尖点施工走行

水中打设钢管桩作业

从单一的爬坡到360度全回转上下坡的跨越

下承式变高度钢桁梁过尖点架设施工是德大黄河特大桥的大亮点，也是该桥的难点之一。据了解，德大铁路黄河特大桥钢桁梁共80个节间，用钢量达2.4万吨，高强螺栓就要55万套。该钢桁梁架设顺序为两头往中间架设，于跨中合拢，对架设精度要求高，每根杆件都要保证零误差。  “京沪济南黄河桥的杆件是通用的，而德大铁路黄河特大桥上弦变高度、墩顶尖点处坡度正反方向大角度骤变的连续钢桁梁上每根杆件都不一样，截面高度不一样，且每根杆件都有编号，对架设要求极高。架设的吊装设备选择受场地限制大，采用悬拼吊机架设时，存在爬坡、下坡、翻越尖点连续架设钢梁杆件等诸多困难。”项目总工程师赵金鹏如是说。 德大项目部人员构成虽然大部分人员来自京沪济南黄河桥工地，参与了济南黄河桥的钢梁架设，但这与德大黄河桥相比还是简单的多。济南黄河桥的钢桁梁架设顺序为先架设钢桁梁，再架设柔性拱，吊机只需水平和爬坡走行，而德大黄河桥钢桁梁架设是一次性成型，必须爬坡、过尖点和下坡一气呵成。这就给德大黄河桥建设者们提出考验。为此，QC小组以钢桁梁上下坡架梁吊机设计与改造技术的研究为课题，展开科技攻关。 QC小组首先对德大黄河特大桥施工环境、地质、地貌、材料等进行了全方位地观测及调研，总结京沪济南黄河桥架梁施工经验，并邀请大桥局、武桥等专家到现场指导，召开专家论证会等，对钢桁梁上下坡架梁工艺进行了反复研究和讨论，集思广益，对京沪济南黄河桥架梁吊机进行了改造。研发了目前国内首创、的钢桁梁拼装吊机。该吊机分为上下车两个部分，总机全重240吨，起重量70吨。有动力、走行、锚固和调平四大系统。可在钢梁上实现360度全回转，悬臂覆盖范围达12平面见方。吊机利用走行、锚固和调平三大系统的转换，可适应性翻越钢梁尖点，上下坡度达正负23度，实现了大跨度、变高度连续钢桁梁杆件架设施工。该吊机的研发填补了国内此类吊机的空白，不仅提升了桥梁公司的声誉，而且为桥梁公司积累了技术经验和财富。

正在施工作业的360度全回转架梁吊机

从70毫米到50毫米的跨越

德大铁路黄河特大桥全桥有2454根钻孔桩，孔桩桩长长达112米，直径达2米，水中墩一个墩就有26根桩，呈梅花形分布。大长孔径水中钻孔桩施工，业主要求必须试桩作业。但由于孔桩比较深，钢管在孔中无法固定，如何保证试桩钢绞线能够

精确就位就成为摆在施工人员面前的一个难题。据了解，《铁路桥涵施工规范》要求成桩桩位的中心位置偏位必须控制在小于等于50毫米，桩基不能出现孔位偏差质量问题。而项目部在对已成孔的96-1/2#桩八根钢绞线的定位偏差做了仔细调查后,发现偏差平均为70毫米，无法满足规范偏差要求。 据此，项目部QC小组就如何提高大吨位试桩钢绞线就位精度作为研究课题展开科技攻关。针对影响就位精度的主要问题，QC小组对以往施工过桩基桥梁及收集整理静载实验加载反力装置的资料进行分析总结，发现绝大部分都是因为钢绞线不顺直造成的。并采用因果分析法，从“人、机、料、 测、法、环”这六个方面入手对造成钢绞线不顺直的原因进行了认真分析和研究。同时，查阅相关资料，结合现场施工情况进行计算机模拟分析，发现钢筋笼4米的箍圈间距过大，容易造成钢筋笼和声测管变形。于是，经设计院及业主同意将钢筋笼4米的箍圈间距调成2米的箍圈间距进行固定，并在箍圈与钢筋连接处用废料钢筋焊实进行加固。 在仔细研究图纸的过程中，发现图纸设计细节不详细。QC小组集思广益，研究制定了“笼中笼”的施工方案，即在钢筋笼再加一套笼，形成“笼中笼”。在中笼上固定四根钢管，然后把4-8根40米钢绞线精确的固定在中心位置上。并对钢绞线两端的端头锚板方向和大小进行调整。自行设计了一套装置：即在底端部设计成锥形，端部下口较小便于下放，在各侧面打孔便于沥水，在钢筋笼下放时不受水的阻力影响，钢绞线链接部使用锚头固定，再与钢筋笼连接处设计成固定端。利用此设计能使钢绞线在下水时既利水又不进泥浆，使底部与上部顺直。大大提高了封孔效率，经检测全部在50毫米以内，完全满足计划的要求，且钢绞线同步率100%和数据准确率均达到100%。 仅《提高大吨位锚桩钢绞线定位精度》这一项课题的研究就为德大项目累计节约资金达37.04万元。其采用柔性结构中部进行加固工艺和“笼中笼”结构，底部采用特殊设计结构保证结构在柔性结构的顺利下放和定位，对于如何解决在水平及垂直角度下柔性结构的吊装过程中保证其结构的整体刚度和在下放过程中保证柔性结构的整体顺直度及柔性结构端部中心定位偏差控制有较好的突破。

便携式液压钢筋弯曲机专利证书.

“2012年度工程建设优秀质量管理小组一等奖”奖牌

科技创新 成果丰硕

德大铁路黄河特大桥项目部QC小组科技创新的步伐伴随着施工从未停歇，还进行了机具改良、工法革新多项重量级的技术研发。截至目前，项目部已申报了四项专利，其中《便携式钢筋弯曲机》已成功获得实用型专利，成为桥梁公司财富的一部分。据项目部总工程师赵金鹏介绍，2012年还有《钢桁梁上下坡架梁吊机设计与改造技术研究》、《德大铁路综合Ⅲ标黄河特大桥施工与管理》和《拱肋调节器设计及通用性探讨》三项成果将申报山东省“泰山”杯等奖项。 该QC小组因成绩突出被国家工程建设质量奖审定委员会授予“2012年度工程建设优秀质量管理小组一等奖”；被中国质量协会、中华总工会、中华妇女联合会和中国科学技术协会四家单位联合授予“2012年度工程建设优秀质量管理小组”。 　　 另外，项目部在制定技术方案上，注重方案的论证、选择和优化，组织各方对方案进行评审论证，寻找出符合实际的安全可靠的成本低的施工方案，为项目部成本管理节约了大量资金。  10月的东营，秋风瑟瑟，让人不由得掖紧衣领。踏上了德大铁路黄河特大桥工地，站在距地面20多米的钢梁上，阵阵秋风夹杂着落叶呼啸而过，不一会儿就会手脚发麻。然而，映入眼帘的却是一派热火朝天的大干景象。黄河特大桥的建设者们依靠科技创新的利好，正卯足了干劲向主桥合拢的节点目标发起冲刺!