中铁二院副总工程师陈克坚:主持多座大跨度桥梁设计研究的专家

   日期:2024-07-05     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:319    
核心提示:来外包拱圈混凝土,由于斜拉扣索对内力的调整作用,管内混凝土应力大幅度降低,也节省了钢管混凝土材料,并且与原设计的节段悬灌和平衡加载结合的方法相比,临时斜拉索张拉力减少九成,很大程度上降低了临时工程的投入和风险。

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陈克俭,男,汉族,黑龙江省通河县人,1966年1月出生,1988年毕业于同济大学,教授级高级工程师,国务院特殊津贴专家,四川省勘察设计大师,现任中铁二院工程集团有限公司副总工程师。主持了云贵铁路南盘江大桥、大瑞铁路怒江大桥、拉林铁路雅鲁藏布江大桥、丽香铁路金沙江大桥等多座大跨度铁路拱桥、斜拉桥、悬索桥的设计研究工作。获国家科技进步二等奖1项、省部级科技进步一等奖5项钢管混凝土拱桥与钢结构拱桥和混凝土拱桥的对比,国家优秀工程设计奖银奖1项、铜奖1项,省部级优秀设计奖一等奖8项。

1996年荣获中华全国铁道工会“火车头”奖章。1998年被评为铁道部青年科技人才。2001年荣获全国铁道部优秀共产党员称号。2002年荣获茅以升铁道工程师奖。2003年荣获第六届詹天佑科技青年奖。2004年被评为中国铁路工程总公司有突出贡献的中青年专家。2006年被评为四川省学术技术带头人。2007年被授予四川省勘察设计大师称号。2007年经批准享受国务院政府特殊津贴。

2009年荣获中央企业劳动模范称号,2016年被评为中国铁道建筑总公司专家。

记者:您认为在山区修建铁路桥梁存在哪些困难?

陈克俭

铁路桥梁承载力较重,一条铁路线的荷载相当于6至8条公路线的荷载,再加上列车运行的规律性,导致铁路桥梁疲劳问题突出,这是铁路桥梁设计人员经常面临的问题。在山区修建铁路桥梁,还必须考虑在山区修建的可行性,包括运输、安装、制造等问题。

以运输为例,由于山区环境制约施工条件钢管混凝土拱桥与钢结构拱桥和混凝土拱桥的对比,很多大型构件难以直接运输到施工现场,因此设计往往采用“化整为零”的方法。如正在建设的大瑞铁路怒江大桥,主跨490米,是目前世界最大跨度四线铁路钢桁拱桥。该桥杆件重量很大,但由于桥址地处偏僻,运输不便,施工场地狭小,若采用常规的两片拱肋设计,杆件重量将超过180吨,运输安装难度极大。 为此我们提出了“四片拱肋”结构,将拱脚段上下弦设计成钢箱混凝土,弦杆及横节点采用螺栓连接,使最大运输重量控制在100吨以内,较好地解决了边远山区主拱钢结构杆件运输安装难题。

另一个问题是山桥施工场地狭窄。山桥施工场地往往非常狭窄,这对施工方案的设计带来很多限制,设计时需要仔细考虑,采取应对措施。例如,在桥梁转体过程中,可以合理利用坡度条件,先在坡度上分段拼装转体桥,再将整座桥梁转体合拢,这样施工更加便捷,保证质量,这是适应山地环境进行建设的典型例子。

另外,我觉得如何妥善处理桥梁基坑边坡稳定性也是山区铁路桥梁建设的一个难点。山区铁路桥梁往往位于陡峭的地形中,要想打好基础,就必须破土动工、偷工减料。因此,边坡稳定性就成了设计必须考虑的问题,它不仅关系到施工安全,更关系到整个工程的基础。有时候,处理边坡稳定性的费用甚至可能超过桥梁本身的建设成本。

荔香铁路金沙江大桥(效果图)

记者:在山区修建桥梁需要考虑哪些地质或气象因素?

陈克俭

山区多高强度地震,如西藏、云南、四川等地,这对于山区桥梁建设者是一个极大的考验,特别是大跨度桥梁,哪种结构形式更为合理是设计人员首先要考虑的问题。

风的影响不容小觑。峡谷风的数据很少,气象站有时也无法准确预报。此外,峡谷风具有“收缩效应”——当风从平原吹进峡谷时,风速会增加。此外,稳定流风缺乏规律性,因此在山区修建桥梁时,风的因素非常重要。

山区温差大对混凝土结构不利,如新浇筑的混凝土表面温度下降较快,使混凝土内外温差加大,容易产生开裂,影响混凝土质量,需要采取针对性措施,防止混凝土开裂。

记者:在2017中国(武汉)国际桥梁技术论坛上,您作了题为《山区铁路大跨度拱桥创新设计》的报告。能否和读者一起回顾一下您的报告?您在设计上的创新将给建设带来哪些改变?

陈克俭

这次中国(武汉)国际桥梁技术论坛上,我主要介绍了三种类型的拱桥:第一类是混凝土拱桥,如云贵铁路南盘江大桥,设计时速250公里双线铁路,其上承式混凝土拱桥416米,是目前世界最大跨度客货共线混凝土拱桥;第二类是钢桁拱桥,如在建的大瑞铁路怒江四线大桥,建成后将成为世界最大跨度铁路拱桥;第三类是钢管混凝土拱桥,如拉林铁路藏木雅鲁藏布江大桥,设计时速160公里双线铁路桥,其上承式钢管混凝土拱桥430米,建成后将成为世界最大跨度铁路钢管混凝土拱桥。 三座桥型均为主跨超过400米的大跨度桥梁,跨度均居同类型铁路桥梁之首。

在创新部分,以云贵铁路南盘江大桥为例,我在论坛上重点介绍了南盘江大桥拱圈混凝土施工新工法——“利用斜拉索调整骨架内力的大节段平衡加载法”。国内多采用钢管混凝土刚性骨架平衡加载法外包拱圈混凝土,该工法工序繁琐,拱圈接头多,节段间混凝土凝结期差异大,施工周期长。为了改善以上问题,我们研究提出了“利用斜拉索调整骨架内力的大节段平衡加载法”外包拱圈混凝土。由于斜拉索对内力的调整作用,管内混凝土的应力大大降低,同时也节省了钢管混凝土材料。与原设计采用的节段悬浇与平衡加载相结合的方式相比,临时斜拉索的张拉力减小了90%,大大降低了临时工程的投资和风险。 从效果上看,拱圈接头数量减少,拱圈混凝土龄期差异较小,发生收缩开裂的风险较小,大大提高了混凝土接头的质量,方便了施工。

2017年4月23日,一列高速列车疾驰过云贵铁路南盘江大桥。

记者:就铁路桥梁而言,您认为中国的建设水平与国际水平相比如何?

陈克俭

从各类铁路桥梁的跨度、桥梁上火车的通行速度来看,我认为我国铁路桥梁建设水平处于世界领先地位。当然,还有几个方面需要我们更加努力去提高:第一,设计的精细化程度有待加强。有时候设计人员面临工期紧张,设计时间有限,会影响设计方案的精细化;第二,在建筑美学方面,桥梁工程师的审美素养还有提升的空间;第三,设计的经济性,比如桥梁每延米的钢筋和混凝土用量,这些指标体现设计的水平,需要慎重考虑;第四,现在桥梁项目越来越多,但桥梁人才供给不足,高素质设计师、施工队伍等人才的缺乏也会影响设计和施工的精细化。

记者:您曾参与修建过很多铁路特大(山区)桥梁,经常需要深入险峻的山区,您觉得这样的工作太辛苦吗?您怎么看待自己的职业?

陈克俭

我其实很开心能做这份工作,当然也有辛苦的时候,高铁建设规模越来越大,投资额成倍增加,面对人才短缺,靠提高生产效率来保证工程质量,这个过程肯定是辛苦的。

我从内心深处喜欢桥梁设计工作,因为它充满挑战,富有创造性。遇到难题时,我会感到有些兴奋。难题往往意味着新的突破,这是我愿意看到的。而且,我一直认为,人经历一些磨难,才会对幸福有更深的理解。我经常和公司里的年轻人交流,聊起我们这个行业的艰辛。我会告诉他们,“幸福总是在苦涩之后,幸福就是在比较中诞生的。”

记者:您能给我们的读者,特别是刚刚进入工程领域的年轻人一些建议吗?

陈克俭

对于刚刚加入桥梁建设工作的年轻人来说,既然选择了这个职业,就不应该怕吃苦,因为吃苦在所难免,要接受吃苦,适应吃苦的环境。桥梁工作是创造性的,创造性带来的乐趣是深刻的。年轻人的思维很活跃,桥梁行业也需要有志于进取的年轻人,这个行业也会让年轻人收获很多。在工作中,希望年轻人多思考,勇于表达自己的意见,敢于质疑,激发自己的潜能,充分发挥自己的价值。

 
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