43分钟！总台《科幻地带》聚焦“国之重器”

百米长的钢铁巨物

在数十米高空上演凌空架桥的绝技

可变形的手臂

4小时内让桥梁“脱胎换骨”

为了筑就万里高铁

中国铁建工程师打造钢铁重器

让山川沟壑化为坦途

7月14日

中央广播电视总台科教频道

《科幻地带》专题节目

以43分钟的超长篇幅

聚焦铁五院、十一局联合研制的

世界首台千吨级架桥一体机“昆仑号”

以及铁五院研制的

世界首台换运架一体机“太行号”

背后的研发故事

上演凌空筑桥绝技

铁五院前身是

中国人民解放军铁道兵科学技术研究院

在我国的铁路建设历史上

创下我国铁路勘察建设领域的

多项历史第一

可是新一代架桥机的研发

对他们来说仍旧是全新的挑战

为了适应新时期铁路建设

铁五院研发团队扛起重任

工程师们高强度工作

拿出了下导梁架桥机设计方案

但是整套设备的重量却达到近1450吨

功能性虽然满足要求

但经济性和特殊工况适应性还存在不足

在否定下导梁架桥机设计方案后

工程师们选出上导梁架桥机方案

这套设计方案

集运梁、架梁于一体

但架桥机主梁强度难以达到要求

这台“钢铁巨兽”没有足够强壮“脊梁”

在高空吊运箱梁时就有可能被压折

工程师们将架桥机的主梁高度设计为5米

为让大梁体拥有

足够的纵向和横向稳定性

工程师们创新性地采用

双Π型结构和梯形连接体系

新型结构设计搭配高强度钢材的制造

新一代架桥机

拥有强壮而富有韧性的“脊梁”

小支腿如何撑起大身板

2019年底

我国新一代空中架桥机设计工作

在铁五院进入了白热化攻坚战阶段

工程师们通过

结构的创新和特种钢材应用

让116米长的架桥机

拥有了强壮的“脊梁”

用什么样的“腿”支撑起架桥机的“脊梁”

成为工程师们必须解决的难题

上导梁方案的架桥机跨越桥墩并进行架桥时

需要像变形金刚一样

将折叠在身体下方的三角形支腿展开

支撑在第一节桥墩上

架桥机和箱梁的一部分重量

会逐渐转移到小小的三角形支腿上

而随着架桥机不断向前移动

支腿的荷载也在不断增加

向前移动的推力也会施加在三角形支腿上

如果不能将这个推力化解掉

三角形支腿就会被推倒

导致钢铁巨物从数十米的高空坠落

为了解决这一问题

工程师们捋清了

架桥机主梁与三角形支腿的受力强度

尺寸与变形的关系以及移动逻辑关系

并形成了一套算法

在三角形支腿上方与主梁接触部位

设计一套托滚轮

当架桥机向前推进时

这套托滚轮会向前方转动

以此抵消架桥机前进时产生的推力

工程师们还解决了

滚轮运行流畅度问题