PC轨道梁助重庆单轨上天入地科学家为水中“产油能手”解开“基因密码”最新研究成果揭示新冠病毒的传播特征
第07版:科技创新·项目
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PC轨道梁助重庆单轨上天入地
科学家为水中“产油能手”解开“基因密码”
最新研究成果揭示新冠病毒的传播特征
     
 
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2020 年 09 月 01 日 星期 放大 缩小 默认  

PC轨道梁助重庆单轨上天入地

本报记者 沈贝

    轨道交通从城市的天空“飞”过。   受访者供图

  无论是在电影《疯狂的石头》还是《从你的全世界路过》里,重庆的单轨十分吸睛。轨道梁与其他梁结构的主梁存在根本的区别,对其几何尺寸和安装精度要求极高,此外,接触轨、通信信号电缆等设施也敷设在轨道梁上,集多种重要功能于一身,因而它是单轨系统的关键系统之一。

  是轨道也是承重结构

  轨道梁既是车辆的走行轨道又是承受车辆荷载的承重结构。可采用预应力混凝土梁、钢梁,目前多采用预应力混凝土梁。简单的轨道构造建设费用低、工期短、维护费用低。

  国外的PC轨道梁的架设,一般采用汽车吊装方式。重庆地理环境复杂,不全适合汽车吊架设,而且汽车吊架设对城市交通影响较大。重庆2号线PC轨道梁一般跨度20~22米、最重梁片约62吨、曲线半径最小R等于75米、最大纵坡为6%、最大横坡为12%,且大多数线路在城市既有道路的上方,其施工难度国内外少见。

  重庆单轨交通工程有限责任公司教授级高级工程师苏明辉介绍,他们的项目团队经过研究对比选择,最终2号线采用了自行研制的JQ60型架桥机和YL60型运梁车架设安装PC轨道梁,在已架设的PC轨道梁上运输和架设下一片梁,按此顺序依次向前推进,可解决地面交通问题,也可不受地面场地影响。

  架设顺序采用单机单架,即架桥机和运梁车沿左线或右线架设,架设一定区段后再换到另一条线上架设,能够大大提高架设效率。“采用特制的架桥机和运梁车架设PC梁,借鉴了铁路桥梁架设中的架运技术,为国内外的PC轨道梁架设提供了新模式。”苏明辉说道。

  铺就坚实的“道路”

  在单轨系统中,轨道梁系统是三大核心之一。通过多年努力,实现了PC轨道梁系统关键技术自主创新并获得多项国家专利,该项技术可使轨道梁振动、噪声更小,乘客舒适度显著提高,轨道梁制造运架及调整技术输送到了韩国,并先后到了东南亚、南亚及中南美洲、北非等地进行技术交流和推广。

  苏明辉说:“跨座式单轨PC轨道梁采用混凝土结构形成,需确保PC梁混凝土工程的安全性和长寿,使用年限达100年。”

  重庆地区气候环境复杂,空气湿度大,酸雨多,夏季持续高温时间久。根据重庆气候条件,若采用高水泥用量配置的高强度等级混凝土,后期强度储备不足,对PC轨道梁的混凝土耐久性不利。需研究适应重庆气候环境特点的耐久性混凝土,并在单轨交通系统中的推广使用已刻不容缓。为此,重庆单轨交通工程有限责任公司联合重庆大学成立课题组,确立了“PC轨道梁混凝土耐久性优化配合比”研究课题,明确了“耐久性混凝土水胶比低,掺加足够数量的活性矿物掺和料和高效外加剂,可明显降低水泥用量,减少水化热,不但可以满足强度要求,而且混凝土的工作性能、抗渗性、体积稳定性、耐腐蚀性等都明显提高”这个研究思路与方向,历时一年多顺利完成了PC轨道梁混凝土耐久性优化研究工作。

  研究显示,PC梁混凝土配合比中掺加矿物掺合料,为混凝土提供足够的后期强度储备,减小混凝土早期开裂的可能性,减小混凝土的收缩,对防止混凝土开裂有利,并且明显改善混凝土的抗冻性,提高混凝土耐久性,混凝土的抗渗性能、抗碳化性能、电通量、护筋性、耐磨性均可满足PC梁百年耐久性的要求。

  PC梁间装上“手风琴”

  轨道3号线不仅跨过嘉陵江,还通过菜园坝大桥,跨过长江。然而,在跨江过程中也遇到了难题。

  菜园坝大桥主桥最大的伸缩量是80厘米。在冬天最冷和夏天最热的时候,伸缩达到了80厘米,而我们的PC梁水平误差不能超过3毫米。怎样把这不同等级的伸缩量,让其伸缩同步,考验着设计团队。

  后来,设计团队利用手风琴的原理,通过小段小节的伸缩,最终达到和菜园坝大桥主桥同步伸缩。团队研发了“手风琴”式的连接器,将其装在轨道PC梁上,以实现和菜园坝大桥主桥的同步伸缩。同时,为减轻荷载,采用钢轨的梁设计方案,其内部检修维护方式填补了国内相关技术空白。

  在3号线横渡嘉陵江从江北区到渝中区这一段,是位于江面上的高架,在进入牛角沱站时几乎呈90°弯道且有坡度。这一媲美过山车的弯道,却并不会让乘客觉得站不稳,这其中的秘密就在于创新设计。

  PC梁是支承和约束车辆行驶的轨道,也是牵引电网的载体,和人们预想中承载梁横断面是长方形不同,这段PC梁是一条动态的空间曲线。在这个区间转弯处的PC梁并不是长方形,而是不等边的梯形,而且PC梁拼接误差不超过3毫米,且幅度控制在12%以内。这一创新最大可能地保证了乘客的舒适性。

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