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文望青:跟着高铁勇闯建桥禁区

来源:科技日报2021-05-24 09:35

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  “目前国内高铁桥跨度已超过1000米,为世界桥梁之最,但其实际行车时速不超过250公里。跨度300米以上、满足时速350公里运行要求的高铁桥,我们仅设计建成了两座。”中国铁建第四勘察设计院集团有限公司(以下简称铁四院)副总工程师文望青近日在接受科技日报记者采访时说。

  “设计满足快速运行要求的大跨度高铁桥,是我毕生的追求。”从业33年来,作为铁四院桥梁勘察设计技术研究部门的主管,文望青主持设计了众多桥梁,为我国高铁桥梁建设技术向大跨度、重载和高速发展作出了贡献。

  4月20日,由文望青主持设计的武汉至十堰铁路崔家营汉江特大桥,荣获2021国际桥梁大会IBC(International Bridge Conference)铁路桥奖章,这是继南京长江大桥之后我国第二座获此殊荣的铁路桥。

  在“豆腐”上插牢“筷子”

  2010年12月3日,在京沪高铁综合试验先导段——枣庄至蚌埠段,动车跑出时速486.1公里最高试验速度,刷新了世界纪录。这一成绩,让数年耕耘在京沪高铁勘测设计一线的文望青,激动不已。

  1988年,文望青从西南交通大学毕业后,加入铁四院。老师传授的桥梁设计宗旨——追求安全、经济、美观、跨越能力强,文望青一直记在心间,并努力落实到每个设计项目中。

  1994年,京沪高铁进入工程试验阶段,时年28岁的文望青受命主持京沪高铁上海段桥梁设计工作。

  要想高铁跑得快,线路平直与否至关重要。长三角地区存在深厚软土层,加之土地资源紧张,因此在线路选取上多以桥代路。京沪高铁全线桥隧比高达82%,仅徐沪段就有中型以上桥梁138座。

  建造桥梁是第一步,之后要铺设轨道。高铁无砟轨道铺设标准非常高,桥墩建设完工后,沉降数值要控制在2厘米以内,相邻桥墩沉降差要控制在5毫米以内。不过,在深厚软土层上控制沉降非常难,这一地区因此一度被认为不适合建设高速铁路,在此地建桥甚至被戏称为“在豆腐上插筷子”。

  “一定要设计出满足高铁安全运营要求的桥。”文望青暗下决心。

  通过深入研究基础沉降原因,文望青团队发现:若设计一座墩高12米、单桩承载力300吨以内、跨度32米的简支箱梁高铁桥,需采用10根直径1米、长45米以内的桩基;按照桥梁静力计算,如果把单桩承载力提高至400吨以内,采用最长60米的桩基,根数可减少到8根,在几乎不增加成本的情况下,可使桥墩基础沉降控制趋于零。

  而后,文望青带领团队通过现场大量试验研究与理论分析,总结出深厚软土地区桥梁基础变形控制技术,打破了“长三角深厚软土地区是高速铁路建设禁区”的断言。

  给大跨度桥铺上无砟轨道

  2020年4月22日,商合杭高铁合湖段联调联试,动车通过全长686米、主跨324米的裕溪河特大桥时,时速达385公里。

  我国跨度300米以上的高铁桥梁中,这是第二座满足运行时速350公里要求的桥梁。

  “此前,跨度300米及以上的高铁桥,多采用斜拉桥等柔性结构。受自然环境影响,桥面高程会随气温升降而变化,影响轨道的平顺度。”文望青说,当时由于有砟轨道维修技术相对成熟,我国设计的满足时速350公里要求的高铁桥,其桥梁轨道均为有砟。

  “不过,有砟轨道也有它的短板。列车高速通过有砟轨道时,道砟(用来铺公路或铁路路基的粗沙砾或碎石)容易被火车吸起,也容易击打列车底盘,由此产生一系列问题。我国铁路部门规定,高铁通过有砟轨道,以时速250公里为界限。”文望青说。

  若采用无砟轨道则可避免道砟飞溅,其平顺性、稳定性好,但这种轨道对施工工艺要求高,对沉降控制要求苛刻。

  如何在大跨度桥梁铺设无砟轨道,这成为一个难以攻克的技术问题。

  谁来解决?文望青站了出来。“我们一定要啃下这块‘硬骨头’。”他说。

  2017年,中国国家铁路集团有限公司(以下简称国铁集团)设立“大跨度桥梁铺设无砟轨道技术深化研究”项目,文望青主持其中的桥梁课题,并以昌赣铁路赣江特大桥为项目依托。

  赣江特大桥设计主跨长300米,主跨塔底以上索塔全高120.6米,是国内首座设计时速350公里的大跨度高速铁路斜拉桥,也是世界上首座铺设无砟轨道的大跨度高速铁路斜拉桥。

  通过开展模型试验研究,文望青团队得出该桥可以满足无砟轨道的受力、传力等要求的结论,为其铺设无砟轨道提供了重要的数据基础。

  乐于为年轻设计师答疑解惑

  30余年主持项目无数、获得多项业内荣誉……对于一般的桥梁设计师来说,这样的职业成绩已相当不错,可以放慢脚步,不用把自己逼得那么紧了。

  不过,55岁的文望青并不这么想。“职位意味着责任,荣誉也只代表过去,明天依旧需要努力与付出。”他说。

  文望青是这样想的,也是这样做的。工作之余,他坚持学习,充实提高自己,他的办公桌前常年摆放着各类工程技术方面的书籍资料,没事就翻翻。“学习是一种快乐,我没觉得是负担。”他说。

  谦逊温和,是很多和文望青打过接道的人,都会给出的评价。“他脸上总挂着笑,没一丁点儿老总的架子,像位慈祥的‘老父亲’。”文望青的一位同事说。

  每当年轻设计师遇到问题、向文望青请教时,他不管有多忙,总会放下手头的工作,耐心听别人讲完,然后一步步为其答疑解惑。

  “和文总讨论问题,总能有意想不到的收获。他会帮你找出问题症结所在,同时举一反三,最后再来个发散拓展。”文望青的一位年轻同事说。

  工作上拼搏忘我、尽职尽责,生活中,文望青的兴趣十分广泛,唱歌、登山、游泳都是他的爱好。最近,他迷上了散步,不仅自己坚持每天散步1到2小时,还邀青年同事一起锻炼身体。

  强健体魄,是为了继续在造桥之路上走得更远。

  如今,文望青正率领团队,研究如何利用前沿信息技术,辅助完成桥梁勘察、设计等基础工作。“这无疑会提升高铁桥的设计研究效率,未来我们要把更多高科技融入设计工作中。”他说。(矫 阳

[ 责编:蔡琳 ]
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