索鞍是放置在悬索桥主塔顶部的部件,它“扛起”主缆,作为关键传力枢纽,其性能直接关系到桥梁安全性和使用寿命。
位于贵州山区的花江峡谷大桥是一座大跨径钢桁梁悬索桥。传统铸造工艺生产的索鞍,单件重量达到上百吨,若将其吊装到距水面近800米高的主塔顶部,需要动用超大吨位的吊装设备。
“要是在大江大河上的话,万吨浮吊可以说是想吊哪里就可以吊哪里,但在绵延不绝的山区、悬崖峭壁之间,大吨位的设备或材料运输极为不便。”花江峡谷大桥项目总工程师刘豪说。
桥梁跨径越大,索鞍所承受的重量越大,花江峡谷大桥的索鞍,需兼顾轻量化与高性能,因此,更轻、更强的索鞍成为技术突破要点。
建设团队首创了一种“高性能锻焊组合式索鞍”。这种锻造工艺的索鞍,与传统铸造索鞍相比,不仅在用料上减少了31%的用钢量,力学性能和稳定性还有很大提升。“这是我们‘被逼出来的技术’。”刘豪说。
6月6日,工人在贵州花江峡谷大桥桥塔顶上施工(无人机照片)。新华社记者 杨文斌 摄
他介绍,行业内最多进行厚度为200毫米的锻件焊接,而在此次建设中,为了一次成功焊接好厚度近500毫米的锻件,建设团队发明了一种自动焊接设备,不仅提高焊接精准度,还解决焊接裂纹、焊接变形等技术问题。
为方便安装和运输,最大索鞍部件从400吨通过7类32个模块拆解,降至48吨,以模块化形式运输和安装,降低了运输和吊装难度。
最终,经过严格测试,新款轻量化索鞍在承受重载、抗疲劳、抗腐蚀等方面表现卓越,较传统索鞍其力学性能和稳定性提升了30%以上。这一技术创新,不仅显著提高了桥梁的承载能力和使用寿命,还将大大降低维护成本,为今后桥梁的健康运行提供有力保障。
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