“重咖位”的鐵老大不僅可以通達五湖四海,在大江大河面前,還有“壓艙石”的功效。
日前,四川汛情嚴峻,綿陽涪江發生50年一遇特大洪水,水位超過封鎖警戒值。8月17日,總重量超8100噸的重載貨物列車被機車推上大橋,“重車壓梁”再次抗洪護橋建功。
今年汛情期間,江蘇、安徽等地也多受洪水襲擾,重車壓梁也多次“上線”。何謂“重車壓梁”,為何要採用這種方式為大橋“護盤”,什麼情況需要“重車壓梁”?
壓橋前要考慮橋樑荷載、撓度
8月15日晚開始,四川地區出現新一輪的持續強降雨天氣。8月17日13時許,搶57094次、搶57096次兩列重載貨物列車分別被機車推上寶成鐵路上下行涪江大橋。這是繼2018年後,涪江大橋再次採取“重車壓梁”的方式,保障橋樑安全抵抗洪峯過境。
搶57094次列車司機李心遊表示,與2018年那次重車壓梁不同,此次火車壓橋,是以後退的方式把列車推上橋,機車頭不需要上橋,駕駛速度為5公里/小時。
“重車壓梁是為了增加橋樑上部結構的自重,使橋樑整體結構在洪水橫向衝擊荷載及浮力等共同作用下保持穩定,增強橋樑整體抵抗洪水的能力。”東南大學教授王浩告訴科技日報記者。
為何要用重車壓梁?中鐵大橋科學研究院副院長、教授級高級工程師侍剛説,側向流水對細長的橋墩有衝擊力,如果水流流速足夠大或者水中有漂浮物,洪水對橋墩全斷面會產生側向力,嚴重時甚至可能會被沖垮。“重車壓梁一是為了增強橋的豎向力,增加橋墩和河牀、地基的摩阻力;二是可以讓橋墩之間互相牽制,鞏固彼此的聯繫。”
重車壓梁,壓住的是大橋,守護的是安全。壓梁的車輛荷載多大也因橋而異。“我們一般會根據橋樑設計的荷載等級來確定壓橋的重量。”侍剛説。
王浩介紹,重車壓梁前,必須保證橋樑在重車作用下產生的撓度在允許範圍內,所以必須先分析計算一下。車速通常嚴格控制,以減小車致動力效應。對於鐵路橋,車速一般不超過10公里/時。
鋼樑橋、簡支梁橋多采用重車壓橋
今年以來,重車壓梁紛紛在各地“上線”。7月17日20時至18日14時,安徽合肥市區累計降雨量達到239.5毫米,破歷史極值 ,創下合肥市區日降雨量新高。上海鐵路局合肥工務段立即封鎖線路,組織軌道車吊裝鋼軌140噸,重車壓梁,提高橋墩的穩定性。
7月26日,長江南京站水位9.66米,超警戒0.96米。“南京浦口區的永利線一號鐵路橋的水位達到約10.3米,已經水淹橋樑底面,同時水速超過0.3米/秒,為了防止洪水及漂流物沖毀鋼樑梁體、橋墩及基礎,我們申請了重車壓橋。”中國鐵路上海局集團公司南京橋工段副段長萬樂山告訴科技日報記者。
中國鐵路上海局集團公司南京東機務段工作人員馬愛民介紹,當時,他們壓了15節貨運車廂,共重約1385噸。“橋長大約200米,這15節車廂,每一節都裝載着60噸煤,平時列車也是在這樣的載荷下通過橋的,但現在是以不超過每小時10公里的速度開行到橋上後,停下壓橋。”馬愛民説,之所以選擇煤來壓橋,是因為煤的密度適當,可以將重量均勻地分佈在橋墩上,以鞏固橋樑。
當洪水退去,重車壓橋結束後,工作人員還會檢查橋墩、護錐的沖刷情況,並檢查、保養橋樑支座,清洗梁體等。
什麼情況下,才會考慮重車壓梁?萬樂山介紹,“一般鋼樑橋比混凝土橋要輕,更容易被沖走;簡支梁橋由於結構特殊,且溝底的水流一般比較急,對橋墩衝擊力更大,相對也更容易被沖走。所以這兩種橋如果達到一定的水位和水速,我們會申請重車壓橋。”
不同類型的橋,受洪水威脅的程度也不同。王浩介紹,“懸索橋、斜拉橋的跨度大、淨空高,洪水一般不會造成嚴重威脅。所以,重車壓梁一般在梁式橋上用的多。”
與鐵路橋的火車重車壓橋不同,公路橋則多用汽車、貨車壓橋。侍剛介紹,幾年前,他們曾在武漢小河橋做過汽車壓橋。“那裏地勢低,當時大水已經快把橋的梁淹沒了,那座橋又是封閉式的小箱梁的結構,浮力會比較大,橋樑有被沖走的風險,所以當時壓了8輛重載汽車,每輛車重約三四十噸。”
“在公路橋上,壓重的車輛一般輪子多一點的好,這樣壓力可以均勻分佈。”王浩説。