近日,由中铁六局承建的大同(阳高)试验线一期,作为国内首条完全自主知识产权的磁浮试验线,已成功竣工,为后续相关技术的研发提供了坚实的基石。
高速飞车,全称为“低真空管道磁悬浮高速飞车”,是一种能够在近地轨道上实现时速1000公里以上飞行的交通工具。它具有更快速、便捷、舒适、安全和经济可控的特点,是未来交通领域的重要发展方向之一。在试验线上,高速飞车需要进行全线路综合演示试验和全尺寸系统耦合集成验证等测试,以确保其能够安全、稳定地高速行驶。这些测试将为高速飞车的商业化应用提供重要的技术支持和保障。高速飞车是一种具有巨大潜力的交通工具,它的研发和应用将为人们的出行带来更多的便利和效率,同时也为中国的科技创新和发展做出重要贡献。
大同(阳高)试验线工程,即超高速低真空管道磁浮交通系统全尺寸试验线一期工程,线路全长2公里。该工程的起点位于阳高南站西侧500米处,涵盖了桥梁工程、试验基地中心和车库、电力设施、真空设施、大型临时工程、真空管线设备的采购与安装等内容。
在2021年5月6日,中铁六局及相关单位成功打造了超高速低真空磁悬浮高速飞车试验平台,并在丰桥公司装配式产业基地落成。这是中国首个建成的真空管梁试验平台,其主体结构由“n”形半圆钢管盖结构和“u”形的“钢结构+预应力混凝土”叠合结构组合而成,外形酷似字母“n”与“u”的nu管梁。该平台的建成将为后续相关技术的研发提供重要的技术支持和保障。之所以要打造nu管梁,是因为要实现时速1000公里的高速运行,需要克服车轮与轨道间的摩擦力以及空气阻力等问题。当列车在专门设计的低真空管道内行驶时,超导磁悬浮技术帮助列车与地面脱离接触,消除摩擦阻力;内部接近真空的管道线路,大幅减少空气阻力,最终确保最高时速提升至1000公里以上。由于nu管梁直径近6米,长21米,整体几何尺寸误差必须小于2毫米。不止如此,工作时管梁内部必须达到长时间真空状态。要达到如此高的精度以及高标准的运行环境,安装难度可想而知。
在施工过程中,中铁六局在缺乏可参考资料的情况下,自主研究了如何控制大截面钢结构的制作加工尺寸和安装精度,从而确保了梁体的结构精度和力学性能。同时还采用了骨架可调支撑大直径厚板圆管拼接保圆方法,成功地保证了大型钢管的圆度和精度,确保了nu管梁在吊装和运输过程中不会发生变形。这些创新的方法和技术为整个工程的顺利实施提供了重要的支持和保障。
建设过程中,工作室团队完善了低温状态下梁体混凝土浇筑、养护、张拉、压浆等施工方案,形成了成熟的nu梁制作施工工艺,并在此基础上攻克了高大钢构件的吊装、运输、安装以及一级焊缝焊接、真空氦气检漏等一个个技术难题。
最终历时170天,项目顺利竣工。该项目部通过该试验平台积攒了大量数据和经验,掌握了nu梁结构形式施工技术,为后续承建高速飞车大同(阳高)试验线工程打下了坚实基础。
在2021年9月,中铁六局大同高速飞车项目部正式进场,主要承担了1.55公里正线高架管线、大型临时设施、电缆管沟、轨旁开关站基座等配套设施的设计与施工任务,并根据总承包合同确定的技术要求,完成了真空管线设备的采购和安装等任务。
作为试验线主体结构的关键部分,管线下部的“u”形结构由“钢结构+预应力混凝土”叠合而成,在试验运行时需要处于低真空状态。为了掌握构成“u”形结构的混凝土在长期低真空环境下的力学性能变化,创新工作室在钢管梁部内建立了真空环境,对不同龄期的试块进行反复试验,总结出了混凝土在低真空条件下的力学性能变化规律,并与常压下混凝土力学性能的变化进行对比,逐步掌握了混凝土在低真空环境下的力学性能变化规律。这些成果为高速飞车大同(阳高)试验线工程后续施工提供了科学依据。
在混凝土施工中,桥面系施工是另一项关键技术。在管梁内两侧用于安装模组的预制板上,需要确保48个预埋套筒同时达到高精度要求,即横向±1毫米、纵向±2毫米、竖向±2毫米。为了达到这些精度要求,项目部与厂家联合研发了国内首台数控多方向模组预制板精调智能装置和国内首台预制板运输与混凝土灌注功能浇筑台车。这些创新装置在施工过程中逐步升级,从最初的单月挂板60块到今年单月最多挂板114块,极大地提高了施工质效。
中铁六局参建人员反复研究施工方案,并聘请外部专家进行评审论证,最终设计出专用架梁吊具,并成功申请了国家实用新型专利。在对地基进行逐层换填压实的基础上,他们还在顶面铺设了箱型钢板,并在预压试吊合格后,采用一台800吨履带吊和一台700吨履带吊配合架梁。这种方法的应用为试验线架梁节约了近一个月的工期。
由于试验线对于真空环境的要求较高,因此焊接施工质量起到了决定性作用:项目部创新采用了焊缝探伤,并结合吸枪法与真空法氦质谱检漏,有效提升了焊接质量,使梁体焊接质量一次检验合格率从最开始的85%提升到99%。
作为国内首条高速低真空管道磁悬浮交通系统线路,高速飞车要实现时速1000公里以上的“近地飞行”,就对轨道的平顺性提出了极高要求——混凝土平整度高达0.3毫米,对模组预制板定位控制精度最高为1毫米。
此次在基桩控制网中采用了新型的布网方式,改变了控制网的距离,这是在国内首次应用。通过这种方式,点位精度可以最小控制到0.3毫米,各项指标均高于《高速铁路工程测量规范》的精度要求。测量成果符合规范要求,应用效果良好,并已通过部级工法认定。关键词:工程施工、工程新闻、工程建设资讯
目前,高速飞车大同(阳高)试验线工程已经完成了全部主体施工任务。建成后的试验线将为实现超高速低真空管道磁浮交通系统全尺寸悬浮推进演示验证提供坚实的基础。在不远的未来,高速飞车将与高铁和飞机共同组成全国立体交通干线网,对于优化中国资源配置、改善地区经济不平衡、形成“超级城市群”都将具有重要意义。高速飞车的建设将为社会经济发展提供新的动力。(此文出自见道官网:www.seetao.com未经允许不得转载否则必究,转载请注明见道网+原文链接)见道网机械栏目编辑/周应雯
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