科技创新担纲“幕后推手”
位于陕西省白水县的合铜高速公路水苏沟大桥周围 ， 沟壑纵横 ， 绿意依然 。
经半年策划、一年多施工 ， 国庆前夕 ， 随着桥面板铺设完成 ， 中铁十四局三公司承建的国内高速公路最大跨度上承式钢桁梁——合（阳）铜（川）高速公路水苏沟大桥钢桁梁全部贯通 。
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图为完成落梁的钢桁梁
施工现场 ， “孟祥乾科技创新工作室”11名成员紧紧相拥 ， 欣喜之情溢于言表 。 四项发明专利 ， 掌握了钢桁梁施工导梁、顶推、焊接、落梁、桥面板架设等六项关键技术 ， 顶推、落梁误差3毫米 ， 这是他们交出的最终答卷 。
左右两幅钢桁梁横跨关中沟壑 ， 每幅长240米 ， 高约8米 ， 最大跨度80米 ， 重量约1200吨 ， 相当于3列复兴号 。
虽然工作室成员平均年龄仅33岁 ， 但很多人有着钢桁梁顶推最大悬臂160米的黄大铁路黄河特大桥建设经验 ， 该桥创新采用的“大跨度平行弦钢桁梁全悬臂多点同步顶推关键技术”被鉴定为国际领先科技成果 。
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【科技创新担纲“幕后推手”】图为完成落梁的钢桁梁大桥全景
“虽然我们有着钢桁梁顶推的施工经验 ， 但在国内高速公路领域 ， 80米跨度的钢桁梁为国内首例 ， 无现成经验参考 ， 难关只能一项项攻克 。 ”科技创新工作室带头人、项目总工程师孟祥乾介绍 。
与黄大铁路黄河特大桥不同 ， 水苏沟大桥桥墩为50厘米厚的薄壁空心墩 ， 最高达82米 ， 足有27层楼高 ， 为减少顶推过程中钢桁梁对桥墩的推力 ， 他们采用步履式顶推施工工艺 。 “就像躺在床上看手机时 ， 手指不断向上均匀滑动页面一样 ， 40厘米一个循环 ， 配合梁体与桥墩接触点的反力座 ， 便能抵消墩柱的水平推力 。 ”孟祥乾形象地比喻道 。
但如果探出80米的“身子” ， 钢桁梁自然下垂尺寸将达到60厘米 ， 两墩之间的高差仅为40厘米 。 如何使悬臂80米的钢桁梁顺利“上位” ， 是摆在建设者面前的第一个“拦路虎” 。
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图为完成落梁的钢桁梁鸟瞰
工作室团队参考以往经验 ， 决定拼接48米长的高强钢导梁 。 常用导梁类似“米字格”上下对折 ， 为减轻重量 ， 他们通过受力分析 ， 去掉了导梁侧面的竖杆 ， 形同玩具“魔尺”样式 。 如此一来 ， 与200吨的主梁相比 ， 导梁重量仅为80吨 ， 自然下垂尺寸为30厘米 。 “无竖杆三角形桁架式钢导梁”也成为工作室第一项发明专利 。
当钢桁梁顶推到第一个80米高墩后 ， 为提供顶推作业平台 ， 需将一个11.6米长、16吨重的“巨无霸”垫块提升到高墩上方 ， 并塞进梁体下方 。 这样大吨位、高难度和高风险的操作 ， 塔吊和吊车只能“望洋兴叹” 。
“能不能将千斤顶改造成‘辘轳’ ， 安装在钢桁梁上 ， 把垫块一点点提上来呢？”在深夜的一次研讨会上 ， 工作室团队提出了这样大胆的设想 。 他们像串“糖葫芦”一样将三个千斤顶组合在一起 ， 当大吨位千斤顶带动钢绞线提升40厘米后 ， 另外两台千斤顶就会“锁”住钢绞线 ， 通过电脑控制液压系统 ， 自动形成循环 ， 顺利将垫块提升到位 ， “钢垫梁提升设备”发明专利也被他们收入“囊中” 。
目前国内施工领域 ， 最大架梁跨度为50米 ， 对80米跨度的钢桁梁桥面板架设提出了挑战 。 “既然不能竖跨 ， 我们能不能将梁片横过来铺设呢？”在前期策划中 ， 孟祥乾科技创新工作室团队提出了大胆的假设 。
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