319tyc.com: 每年运煤2亿吨!这条刚刚开通的重载铁路世界最长

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  出品|网易新闻

  作者|鹤运,土木工程博士

  昨天早晨,随着一列满载优质煤炭的列车从内蒙古浩勒报吉南站出发,世界上一次性建成并开通运营里程最长的重载铁路——浩吉铁路(即原蒙西至华中地区铁路)正式开通运营。

  

  浩吉铁路全长1813.5公里,北起内蒙古鄂尔多斯市境内的浩勒报吉南站,途经内蒙古、陕西、山西、河南、湖北、湖南、江西7省区,终到京九铁路吉安站,设计时速120公里,规划年运输能力2亿吨以上,是一条贯通南北的能源运输大通道。

  (一)运煤专线已经有三条,为何还要修浩吉铁路?

  在浩吉铁路之前,中国“北煤南运”的运煤专线主要有三条:一是1980年代建设的大秦线(山西大同至河北秦皇岛),全长653公里,2010年煤炭运量达4亿吨;二是神黄铁路(由神朔铁路和朔黄铁路所组成,陕西神木至山西朔州至河北黄骅),96年开通,02年全面建成,目前年运输能力约0.7亿吨;三是侯月线(山西侯马至河南月山,东延至山东日照),年运输能力过亿吨。

  这三条既有线路有着很明显的共同特征,它们的起点都在山西陕西,终点都在华北港口,煤炭通过港口出海。

  这样的煤炭运输格局带来了极大的不平衡:在供给侧,中国煤炭主产区是山西、陕西、内蒙三个省(自治区),晋煤、陕煤都很容易往外走,而蒙煤外运却困难重重,目前主要依靠卡车,运力成为制约其发展的瓶颈;在需求侧,从港口运出的煤炭主要运往沿海城市(华东、华南),华中一直处于无煤缺煤的状态,长久以来,华中电煤的缺口对百姓而言是一大心病。

  在这种情况下,新建一条打通南北、连建内蒙古自治区和华中地区的运煤线,成为当务之急。

  

  (二)浩吉铁路一跨长江两跨黄河,是如何实现的?

  浩吉铁路北起内蒙,南至江西,跨越中国的两条母亲河黄河和长江,因此长江和黄河的两座大桥——荆州长江公铁大桥和三门峡公铁两用大桥是铁路的控制性工程,更是这条南北线上璀璨的明珠。

  由于长江和黄河的水文和地质条件差异,两座大桥选用了截然不同的结构形式。

  1、长江上修桥,斜拉桥是主流,墩基础是命脉

  荆州长江公铁大桥(又名“公安长江公铁两用特大桥”)是一座双塔斜拉桥,主跨(两座塔间距518米),全长6317.8米。

  

  (荆州长江公铁大桥)

  长江上其它著名的大桥,如跨径1088米的苏通大桥,上海崇明长江大桥,南京三桥、二桥,武汉白沙洲长江大桥等也都是双塔斜拉桥,而这座荆州大桥却是第一座跨越长江的重载铁路桥梁,双塔对峙的形态在宽阔的江面上显得尤为灵动。

  对于斜拉桥而言,整个桥面的荷载通过拉索传给屹立的桥塔,桥塔受到的力则向下传给桥墩基础和地基,墩基础是斜拉桥的命脉。

  荆州长江公铁大桥的桥墩为围堰法施工,具体地,先将大型钢围堰结构(类似于钢筒)放入江中,再抽水,从而为后续作业提供平台。

  以4号主墩为例,其巨型围堰长68.2米、宽40米、壁厚2米、底节高16米,需在长江中逐节安装,一节的重量远超过长江船舶的载运能力,只能用充气囊将其浮运至预定位置并下沉,一步步的精细调整为其他大型工程积累了宝贵的经验。

  2、黄河上建桥,桥墩高跨距大,施工就像“踩高跷”

  三门峡黄河公铁两用大桥位于山西省运城市与河南省三门峡市之间,大桥全长约5663米,主桥长1100多米,下层为四线铁路,上层为宽28.5米、设计时速100公里的双向六车道高速公路。

  如果没有去过晋南,或许你很难想象大桥所在的地方有多么深厚的历史底蕴。大桥紧邻黄河茅津渡,从桥址向上游走100多公里,便是千年古渡蒲津渡;上游80公里处,有“风陵渡口初相遇,一见杨过误终生”的风陵渡和军事要地潼关;上游40公里处是大禹渡。

  和长江大桥相比,这座黄河大桥更为“稳重”,是一座多跨连续梁桥,桥下有12个宽大的门式空心墩稳稳地伫立黄河中,上部为11跨的连续钢桁架梁。这一设计与它上游的9跨连续梁桥风陵渡黄河大桥遥相呼应。

  

  (浩吉铁路三门峡段施工工地现场)

  桥墩高,跨距大(11跨中,有9跨的跨度达108米),上部结构的施工成了问题——既没法直接从下部搭脚手架现场安装,也没法预制好吊装。

  几经研讨,上部结构的施工最终选择了顶推法——在大桥一侧将预制好的梁架上桥墩,然后通过水平的推进系统一点一点地把梁往中间推。一节梁质量4.3万吨,施工时在几十米高的桥墩上平移1公里多,相当于在“踩高跷”,仅此一项,便创造了两个世界纪录(顶推长度最长、重量最大)。

  除了上述两座大桥之外,浩吉铁路线上还有一座桥也很引人瞩目:浩吉铁路洞庭湖大桥。

  它是一座三塔斜拉桥,正桥全长1290.24米,全长10444.659米,是首条跨越内湖泊的重载铁路桥,并拥有四个“世界第一”:世界最大跨度三塔铁路斜拉桥,世界第一次在斜拉桥上采用钢箱桁结合主梁、世界上第一次采用先架设合龙钢箱梁后安装施工、首次在铁路上采用中塔长加劲索。

  

  (浩吉铁路洞庭湖大桥)

  (三)修铁路重要,保护历史自然同样重要

  铁路的施工在中国已十分成熟,大都中规中矩、创新有限,所以线路的施工技术并没有太多值得圈点的地方。不过,浩吉铁路施工过程中,注重可持续发展,保护历史遗迹和自然环境,展现出了传统施工行业的新面貌。

  以两座大桥为例,长江大桥在荆江防洪区,通过精打细算减少土方开挖和回填,以减轻水土流失,保护防洪区的生态环境;黄河大桥穿越两大湿地自然保护区,以及一个水产资源保护区,施工过程中的声、光、废料对当地的天鹅等50多种鸟类和70多种鱼类都会有影响,因此施工在常规措施基础上,持续进行污染控制,为减少光污染,连施工灯具的光谱照度都严格控制。

  

  浩吉铁路穿越众多历史文化名城,沿线区域古迹遍布、遗产众多,如青化砭战役遗址、明长城、秦长城、子陵岗遗址路段,文物保护也是一个重要议题。在设计线路时,施工方便已开始和省级文物局对接,对沿线文物进行标注。

  铁路施工范围在湖南省华容县境内共有7处文物点,相关部门提早对楚王台东周遗址等遗址进行抢救性发掘。工程湖北段影响地下文物点46处,工人施工过程中一旦发现地下古墓,也会立刻停止作业,配合文物部门挖掘处理。在湖北荆州沙市区赵家墩遗址,出土了西周、唐、宋、明、清等各时期的陶器、瓷器与石器。若不是施工方重视自然资源和历史遗产的保护,这些宝贵的遗产很可能就湮灭在历史长河中了。

  结语

  浩吉铁路这条凝聚着中国劳动人民智慧和汗水的钢铁长城正在神州大地拔地而起,它的通车,将会为中国梦的伟大实践源源不断地输送能量。

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  编辑| 史文慧

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