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和若铁路中蕴藏的高科技

2022-08-03朝暮

科学之友 2022年8期
关键词:桥墩机房装配式

预制装配式桥墩

搭积木的智力游戏你小时候也许经常玩,但像搭积木一样建起的铁路桥你见过吗?

和若铁路大部分线路位于荒漠无人区,风沙季节漫长,自然环境恶劣,沿线施工用水及混凝土养护困难。若采用传统的混凝土现浇法施工,存在很多问题,如模板投入大、材料和水资源消耗多、人员劳动强度大、环保性差。

为了减少沙尘暴对施工的影响,新疆和若铁路有限责任公司开展了预制装配式桥墩的科研项目,进行了装配式混凝土结构应用技术研究,主要是把原本在沙漠等环境中进行的水泥配件浇筑作业转移到基地中进行,将主要部件浇筑完成后,再运往作业现场进行安装。在室内提前浇筑水泥配件,运到现场后像搭积木一样进行组装,组装成完整的结构物即可。这一方法有效解决了沙漠中施工难的问题,保证了施工进度。

预制装配式桥墩克服了沙漠地区现浇混凝土施工结构物表面开裂、养护困难等难题,满足了在沙漠地区新建铁路桥墩工程快速施工的要求,提高了施工质量。

这项技术在尼雅河特大桥、亚通古孜民洛高速特大桥等桥梁的434个桥墩施工中得到应用,取得了较好的效果。

和若铁路是单线装配式桥墩科研及推广的“先行者”,此举在全国铁路建设中还是第一次,开展了多项工艺试验,形成了成套的工艺工法,为后续铁路干线推广预制装配式技术提供了设计和施工经验。

以桥代路方案

在狂风和沙害特别严重的地段,和若铁路采用的是以桥代路的方案。全线以桥代路的主要桥梁有5座,5座桥梁合计长度为49.738千米(其中专门为让风沙穿过而设置的桥梁段落达47.899千米,其余1.839千米为河道地段),大幅降低了沿线风沙对线路的威胁。

其中,依木拉克特大桥所经地段呈东北向分布,属于流动性和半固定沙漠地貌,靠近大面积流动沙丘。线路处于风口位置,在大风的作用下,全年有三分之一的时间都是沙尘天。

据测算,低矮的沙丘每年平均移动20米,非常容易掩埋线路,建设过沙桥能够让风沙从桥下穿过,减少风沙对线路和列车运行的影响。同时,桥梁直接将地基打到地下深处的硬岩上,可以避免沙质地面给铁路建设带来不稳定因素。

在沙漠中建起过沙桥,代表了中国沙漠铁路建设的新阶段。茫茫大漠中,架空的桥梁宛如一条钢铁巨龙,任凭肆虐的风沙从脚下飞过。

跨区间无缝线路

“千里一根轨”是和若铁路铺建中能够看到的壮观景象。过去,人们坐火车时常常会听到车轮碰撞轨缝的哐当声,同时,由于轨缝多,列车运行中越过轨缝时容易产生颠簸感。在铁路建设中采用无缝线路能够有效提高列车运行时的平稳性,提升旅客乘车时的舒适度。

和若铁路是新疆境内一次性铺设跨区间无缝线路最长的铁路,消除了钢轨接头轨缝,为列车提供了连续、平顺的运行轨面,保障列车安全,减少轨道结构病害,降低工人劳动强度,且节省运营维护费用,可以说是一项伟大的创举。

智能化防沙绿化灌溉工程

作为一条沙漠铁路,和若铁路建设的一个难点是如何保障及提高沿线植物的成活率及长势,让防护林带尽早枝繁叶茂,真正起到防风固沙的效果。

沙漠中干旱缺水,植被种植最需要的就是水源。铁路沿线沙漠路途遥远,管养极为困难。为了应对这种困境,和若铁路应用了近几年流行全国的智能化农业灌溉系统。这也是国内首次在铁路建设及维护上采用人工智能自动化控制的沙漠滴灌管网系统。

为了提高植物成活率,这套系统共计打井131口,最大深度280米,覆盖面积达11.351万亩(约合7 567公顷)。

此外,还采用手机智能控制灌溉系统,增加了科技含量。在灌溉管道系统设计中实现了人工智能自动化控制,维护人员可以在任何有网络的地方用手机控制和监测灌溉情况。在远离滴灌区域的地方,维护人员可以快速完成“开”“关”工作,查看灌溉时间,并做到每个分区灌溉均匀,在保证植物需水量的同时节约用水。

这一举措见效很快,不仅省去了维护人员的长途奔波,而且节省了人力成本。在疫情期间,维护人员通过手机就能保证灌溉的正常进行。

升级版通信基站机房空调

在和若铁路沿线,通信基站同步设立,保证乘客可以享受到手机信号。而在沙漠高温环境中,如何给通信基站降温,以保证基站工作,是个世界性难题。美的集团旗下的楼宇科技事业部是和若铁路通信基站机房空调的供应商,他们通过技术创新、设备升级解决基站降温难题,为沙漠铁路沿线送去清凉。

通信基站具有提供列车自动监控、进行防灾报警及设备电力监控的功能。铁路通车后,通信基站运营几乎不停歇,温湿度及洁净度等空调参数直接影响着通信设备的可靠运行和使用寿命,进而关系到整个通信系统的顺畅与列车运行的安全。

在和若铁路沿线,沙尘暴是家常便饭,沙漠地表温度最高时可达近70 ℃。恶劣的施工环境、困难的工作条件、极端的温差变化对各个站点的精密空调都是巨大的考验。

为了聚焦“双碳”目标,响应国家“新基建”号召,由美的打造的升级版通信基站机房空调深深“扎根”在沙漠中。在不增加能耗的前提下加大空调运营的功率,是个难度不小的技术活。为了更好地适应沙漠环境,供应商从设备到机房,再到控制室,对基站机房空调进行了一场精心升级。

据介绍,在设备端,为了减小沙尘颗粒的污染,所有的设备均装备了G4过滤器,最大化降低风沙的影响。在机房,工程师重新设计了机房的空调结构,在原本的出风口上稍加设计,实现了前侧上出风。在控制室,采用双贯流结构,让机房空调实现158°的广角送风,避免送风死角。“风量提高了,回风加快了,设备压力减小了,这一切使得通信基站降温变得更高效、更便捷。”

伴随着和若铁路的正式通车,这些高科技凭借各自的本领守护着这条在“死亡之海”中穿梭的交通线。

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