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做座我国最北高铁飞奔在温差70摄氏度的黑土地

发布时间:2021-10-09 08:14:23 阅读: 来源:脱模剂厂家
做座我国最北高铁飞奔在温差70摄氏度的黑土地

我国最北高铁:飞奔在温差70摄氏度的黑土地

我国最北高铁:飞奔在温差70摄氏度的黑土地

中国工程机械信息

8月17日,我国纬度最高最北的高寒高铁——哈齐高铁正式开通运营,这也将我国高铁向北延伸279公里。在冬夏温差近70摄氏度的辽阔黑土地上,面对严寒酷暑、点多线长、冻胀变形等重重艰难险阻,我国铁路建设者用突破性创新的智慧,以钢铁般的毅力,谱写了一段高寒高铁的崭新篇章。

勇于探索

应对高寒湿地挑战

“作为哈齐高铁的主要设计者,铁三院为哈齐高铁项目部派出了以‘70后’‘80后’为主力军的骨干设计人员,我有幸成为这个项目的总工程师,从2009年开始参与到设计工作中,见证了哈齐高铁从图纸上到大地上的全过程。”铁道第三勘察设计院集团有限公司哈齐高铁项目总工程师卢茂胜说。

被誉为我国“最北高铁”的哈齐高铁,正线全长281公里,其中桥涵部分占61.8%,路基部分占38.2%。哈尔滨铁路局工作人员介绍,当旅客乘坐哈齐高铁列车时,普遍感觉到非常平稳舒适,这在很大程度上要归功于路基。哈齐高铁全线铺设无砟轨道,显著技术难点便是如何严格控制轨道的变形。相对于其他高铁普遍存在的路基沉降变形问题,哈齐高铁的路基冻胀变形控制则具有更大的挑战。

“虽然以前我也曾经参加过秦沈客专、京沪高铁的设计工作,但是首次担任高铁项目总工程师,负责哈齐高铁的设计团队,仍然感觉十分艰难。因为我们面临着前所未有的艰难挑战,那就是严苛的气候特点和特殊的地理环境。”卢茂胜介绍说。

哈齐高铁全线位于高纬度严寒地带,沿线地区一年中有半年时间处于冬季,最冷月平均气温达零下27.3摄氏度,沿线地势低洼,地下水位较高,分布着扎龙自然保护区、龙凤湿地,50%的路基路堤高度小于3米,可以说是“泡在水里的低路基”。冬季,土壤结冰收缩形成的冻土,对高铁路基安全造成极大不良影响,大大增加了设计人员处理路基冻胀变形控制的难度。

在攻克哈齐高铁技术难关的过程中,专业设计人员勇于创新、敢于探索。比如,路基设计创造性地采用了混凝土基床、改善路基填料或基床结构、设置隔水层及防冻胀护道、加强地表水及地下水的排除等路基冻胀变形控制的新技术;桥梁从材料选取、混凝土强度等级、桥涵基础埋深、附加防腐等多方面采取措施,保证了冻融环境下哈齐高铁桥涵结并可提供联数据接口;构的安全性和耐久性。

“内服外敷”

解决路基冻胀难题

“我从小在江苏宿迁长大,在四川成都读了7年大学,在参与哈齐高铁项目之前,还没感受过什么是真正的冷。荒郊野外零下二三十摄氏度甚至零下40摄氏度的严寒,不仅穿厚衣服的人冻得受不了,就连高铁的路基都会因冻胀而变形。而我的主要工作,就是要研究和破解哈齐高铁路基冻胀变形控制的难题。”铁三院地质路基勘察设计院工程师,哈齐高铁项目路基专业负责人刘东说。

加强智能制造系统集成商培养 哈齐高铁从哈尔滨到齐齐哈尔,一路穿过草原、湿地、湖泊等不同地理环境,到了冬天这一带的冻土现象较为严重。铁路工作人员在哈大高铁路基冻胀变形控制技术的基础上,积极开展路基冻胀控制技术攻关,创造性地采用了改善路基填料或基床结构、设置隔水层及防冻胀护道、加强地表水及地下水的排除等路基冻胀变形控制新技术。

“形象地说,这种路基冻胀变形控制技术,如同传统中医治疗的‘内服外敷’法。”刘东介绍说,“内服”就是改善了路堤填料,采用了粗颗粒填料防冻技术,即首先在冻结深度范围内填筑非冻胀性填料;其次,针对“泡在水中的低路基”的特殊情况,采用了混凝土基床结构。这种混凝土基床防冻的设计方法在我国高铁历史上并不多见。

“外敷”是为了防患于未然,在路堤坡脚两侧设置“防冻胀护道”,也称为“保温护道”,该护道高2.5米、宽2.5米,采用就近挖方弃土的方法填筑,既对路基起到保温作用,减少了路基冻胀,又利用了弃土,节约了弃土占地,保护了自然环境。

同时,还对地下水位埋深相对较大的低路堤地段,首次采用了将水导入地下的排水方法,并在约10公里的路基地段上成功应用,经过去年冬天的监测,成功预防了“泡在水里的低路基”冬季冻胀变形问题。

“穿衣戴帽”

设计松花江特大桥

多年前,一部名为《夜幕下的哈尔滨》的电影,让松花江FS表示上建于1901年的松花江大桥,成为许多观众脑海中难以磨灭的记忆。如今,一座白色的新拱桥依偎在松花江大桥的旁边,一趟趟动车组列车不时穿梭其上,这就是新建的哈齐高铁松花江特大桥。

铁三院桥梁处高级工程师,哈齐高铁项目桥梁专业负责人尚海涛介绍说,其实,松花江特大桥原来的设计方案是:在既有松花江大桥上拆旧建新。松花江大桥是松花江上最早的铁路大桥,也是哈尔滨的第一座跨江桥梁,它位于哈尔滨松花江畔斯大林公园东侧,滨洲线2.741公里处。同时,它也是哈市道里、道外两区的分界桥。2008年,松花江大桥被文物专家确定为国家重点文物进行保护。于是,拆旧建新的设计方案行不通了,设计人员随即进行了桥梁移位变更设计。

如何在保留老桥的同时展现新桥的时代特征,并与松花江浩荡的江水和两岸秀美景色融为一体?这是确定该桥跨江主桥设计方案的一大难题。

为此,桥梁设计人员多次到桥位处调研,精心制订了钢桁梁、斜拉桥、拱桥等桥式方案,与哈尔滨市规划、城建、水利等部门接洽后,最终确定为现在的四线预应力混凝土连续梁拱组合桥。它全长3460.58米,主桥跨度长626.6米,设计时速250公里,是目前国内首例整体四线刚性系杆拱桥,桥上2条铁路线行驶滨洲线铁(b)不同含水率GO和GO-PDA的层间距(c)GO和GO-PDA论文的扫描电子显微镜图象路普速列车、2条铁路线行驶哈齐高铁动车组列车。

在设计松花江特大桥时,创新性地采用了在江底设置隔离保护层的方案,这就好比为该桥穿上了“钢铁衣”,避免建设施工及通车运营以后对松花江大桥产生破坏性的影响。同时,为了进一步保证市区段沿线居民的正常生活,施工中在特大桥大新街至江畔路区间安装一个9米高、17米宽、440米长的声屏障。这个声屏障形似一顶“防护帽”,可以很好地屏蔽哈齐高铁动车组列车运行时的噪声。

“2010年9月,松花江特大桥正式开始施工,其施工难度、安全质量风险均为我国桥梁史上罕见。施工中采用新工艺25项,完成技术创新成果29项。”中国铁建二十二局教授级高工、项目指挥长张国华说。

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