身边的故事 装配式研发中心团队:逐“绿”前行,“创”出新路
中央经济工作会议指出,必须统筹好培育新动能和更新旧动能的关系,因地制宜发展新质生产力。铁五院桥梁院不断创新业务模式,创新组织团队,立足自身优势,探索发展新质生产力,装配式研发中心团队也在创新之路上努力前行。
今天,身边的故事带大家走进铁五院装配式研发中心团队,听听这个团队在桥梁绿色建造、三新技术发展上不断前行的故事。
合照(桥梁院提供)
绿色之路 立足需求破难题 作为工业化桥梁的建造方式,装配式桥梁以设计模块化、制造工艺化、施工高效化等产业优势得到更广泛尝试和应用,并被列为工业化建设支柱产业加快发展。 由铁五院勘察设计的苏北地区首个列入中长期铁路网规划的港口铁路——盐城大丰港铁路,在新团河特大桥的设计中,就采用了全预制装配建造技术——包括整孔架设预制梁,装配式桥墩和打入预制管桩,其中新团河特大桥预制拼装桥墩是华东地区首次建成的铁路预制拼装桥墩。 现场(桥梁院提供) 近几年我国铁路装配式桥墩开始探索性应用,铁五院装配式研发中心主管苏国明在充分掌握和分析国内铁路装配式桥墩的应用现状后,将研究方向定位在结构体系和连接方式上,开始攻坚之路。 “如何保证铁路桥梁应有的结构刚度,并同时满足各预制构件的轻量化?如何将构件连接的可靠性、经济性和可检测性有机结合?”这一系列的痛点、难点需要逐个突破,为找到合理的连接技术,苏国明将目前铁路装配式桥墩采用的不同连接工艺进行了系统的分析比选,包括京雄铁路采用的灌浆套筒连接、和若铁路应用的预应力连接等,逐项分析不同连接的优缺点,经济性和安装便捷性等各项指标。 与此同时,锥套锁紧钢筋接头已经在钢筋部品化连接方面实现应用,苏国明又提出疑问,“是否可以将这种钢筋连接应用到预制装配式桥墩上?”他带领团队骨干张扬和张华对这种连接方案可能性展开了深入研究。 以锥套锁紧接头连接为突破口,经过大量的方案比选,不断调整墩身和基础结构形式,优化连接构造细节,并把墩柱尺寸和桩基形式有效结合,实现了结构刚度和轻量化构件的有机结合。 最终,大丰港铁路装配式桥墩的技术方案得到审查专家的认可和赞同,工程示范应用取得良好的效果。“我们初期的研究工作是曲折的,既不想沿用既有的连接方案,又要保证结构安全可靠,但我们始终相信任何难题都能被克服,”苏国明总结道。 目前,研发中心开始探索新型压铆式钢筋连接技术,压铆式连接接头已经初步研发成型,轻量化安装设备正处于优化阶段,即将成为下一个亮点产品。 创新之路 勇立潮头敢为先 “这么重的混凝土板竟然能被龙卷风掀翻到轨道上!”近两年发生的大风导致铁路桥梁人行道步行板或被掀翻坠落,或被卷至铁轨道砟处等事件造成了严重的安全隐患,温贵生、张扬和刘飞开始想办法对桥梁人行道板进行抗风加固整治。 为了探明步行板到底受了多大风荷载,他们在中南大学开展了龙卷风风洞实验,清楚的掌握了步行板在龙卷风作用下的流场特性,并确定了人行道板被风掀的核心原因。他们进行了一系列方案比选,包括钢压板加固、钢丝绳加固、锁扣加固等。 实验(桥梁院提供) 在寻求最优方案的过程中,刘飞多次在天窗点同工务部门开展了大量上道验证工作,“为了适应步行板由于施工不当和多年服役导致的多样性和不确定性,我们经过多次验证,最终确定采用锁扣加固步行板,同时对加固系统进行破坏性实验验证,保证加固措施能够具备抵抗EF2级龙卷风。”
在团队成员的不懈努力下,2024年锁扣加固方案课题成果评价获得了以院士为代表的专家团队高度评价,研发成果达到总体国际先进、部分达到国际领先水平。此外,铁五院桥梁院首次实现了自主研发的锁扣产品规模化供应,真正实现了技术创新的产学研用一体化发展。
突破之路 广泛应用见真章 面对新形势,铁五院着力部署多元化产业模式,以科技创新推动产业创新,装配式研发中心积极响应铁五院战略发展部署,深耕既有铁路桥梁维养领域。 我国既有铁路桥梁人行道步行板普遍存在安装实施改造难度大等问题,耐久性差导致露筋掉块现象普遍,强风天气易掀翻,桥梁步行板更换已成为一项长期、重大专项整治内容。
为此,团队成员张扬聚焦材料创新,提出采用新型高强复合材料人行道步板,同时为了满足不同工务段对抗风和更换等多重需求,将步行板设计为格栅式和实体板两种形式。并且结合夜间天窗点施工情况,创新步行板与桥梁角钢支架连接形式,不需要对既有角钢支架进行钻孔破坏,实现了天窗点快速便捷安装。
目前,新型高强复合材料步行板已经在国内五大铁路局开展了不同规模的工程应用,均取得了良好的应用效果,实现了经济效益和社会效益的双丰收。
现场(桥梁院提供)
经过装配式研发中心团队的不懈努力,团队主导的技术成果在科技、设计、专利、论文、QC等方面实现全版块收获:中交通运输协会科技进步一等奖,中国铁建优秀工程设计二等奖、工程建设行业高推广价值专利二等奖、国家铁路局铁路科技论文成果入库、中国铁道工程建设优秀QC小组成果一等奖…… 路虽远,行则将至;事虽难,做则必成。未来,装配式桥梁研发中心将用创新驱动发展,持续探索,不断前行。