二桥,铸精品克难关

来源:芜湖新闻网—大江晚报编辑:张清晨发表时间:2017-12-30 00:10:48
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芜湖长江公路二桥创造了中国斜拉桥建设史上的多个第一

滔滔江水奔流而下,宽阔江面船舶奔忙。自2013年6月开工以来,经过大桥建设者1500余天的奋力建设,备受关往的芜湖长江公路二桥建成通车了。谈起这座被称为“最有挑战性、最富创新性、最具示范性”的桥梁,中交二航局芜湖长江公路二桥项目部有关负责人笑称一言“难”尽。

难点之国际首创

在芜湖长江公路二桥附近的长江大堤上远观,高达262米的大桥塔柱矗立在江面,白色的钢索管道斜拉下来固定在桥面箱体两侧的固定栓上,从远处望去犹如两只巨帆。

芜湖长江公路二桥的建造位置附近,是共和国解放战争中渡江战役第一船登陆点,大桥的设计者由此在美学上把它的造型定位为“远航”和“渡江”:用两根主塔像巨轮的桅杆一样将四面的斜拉钢索连起来,大桥的造型远观像一艘扬帆远航的大船。作为斜拉式大桥最为核心的部件就是最显眼的主塔,之前世界上所有斜拉桥都是两根混凝土柱子在桥身两侧,最上端有一根主梁衔接的造型。而这次芜湖二桥的设计者希望两根主塔能够像巨轮的桅杆一样将四面的斜拉钢索连起来,从造型上无限接近一只“巨帆”,于是独柱式主塔设计浮出水面。

“这种设计最大的区别就是,主塔只有一根,立在双向的路面中间而不再是两侧。这就要求一根柱子的主塔的‘抗拉’能力更强。我们在主塔上使用‘同向回转拉索锚固体系’,这是世界首创。”中交二航局芜湖长江公路二桥项目经理部党总支书记唐洪流告诉记者,这种技术就是将四周的钢索用特殊构件在塔柱内部环形固定,相当于将柱体环抱住。“简单地说,这样能够使钢索对塔柱巨大的拉力转化为往内的压力。混凝土上的特征就是怕拉伸但不怕承压,这样根本上避免拉力过大导致塔柱不堪重负出现裂缝。”

国际首创的主塔“独柱”设计以及拼装轻型薄壁箱梁等技术,让芜湖二桥大大减轻了混凝士使用量,不仅节省成本,而且使得桥身变得十分飘逸和美观。

难点之“安徽精度”

给主塔“减负”还不够,为了进一步保障斜拉桥的安全性,设计者们在保证坚固的前提下,追求桥面的“轻薄”——就像笔记本电脑一样,越轻薄也会越好看。实现这种安全和视觉的“双赢”,还是需要创新和设计。芜湖长江公路二桥创新性的采用轻型、薄壁、大悬臂全体外预应力节段拼装箱梁,其高度与传统箱梁差不多,但是路面以下的箱体两侧是经过瘦身,整个桥梁的截面呈半圆弧形。与此同时,这种轻薄箱梁每一块相比传统箱梁长度较短,易于标准化生产和运输。运到现场后,施工人员用钢索将箱梁串联起来绷直,就成了路面。“就像串糖葫芦一样串起来,而且传统箱梁连接时钢索是要穿在混凝土中固定,新式安装则是在箱体与钢索分离,便于维修更换。”中交二航局芜湖长江公路二桥工程部副部长王晓飞介绍说。据了解,整个工程节段拼装箱梁达到20034榀,这些节段梁要求结构尺寸误差不超过1毫米,梁体重量差不大于1%,这种“安徽精度”是桥梁建筑史无前例的。

2017年10月6日上午,随着4台架梁吊机成功将长14.2米、重128.6吨的中跨合龙段吊装进入合龙口,经过精调、码板、锁定、环焊等六道工序,芜湖长江公路二桥主桥中跨顺利合龙。据介绍,中跨合龙施工采用了配切合龙方案,即通过索力调整、现场配重等方法调整合龙段两侧钢箱梁的轴线和高程,再经过连续两天两夜观测合龙口间距,对比合龙时的实际环境温度和钢箱梁设计的合龙温度进行计算,综合考虑并预留一定工作间隙确定合龙口长度,现场配切合龙段,利用4台架梁吊机抬吊中跨合龙段到位,在合适的温度下调整后锁定合龙劲性骨架,进行码板、环焊缝焊接,完成中跨合龙。

据了解,钢铁建筑的桥梁,热胀冷缩造成的变形达十多厘米也很常见,当天的芜湖长江公路二桥施工精度可谓“精准合龙”:经过测量,轴线误差仅仅2毫米,高程误差仅6毫米,且一次性就位。

难点之施工环境

芜湖长江二桥斜拉索安装需跨越高温、雷雨、大风天气,高空作业安全管控压力大;钢箱梁吊装又要跨越洪水期,运梁船抛锚定位难度大;种种不利因素的交织,给施工工期与施工安全带来了前所末有的压力。

王晓飞告诉记者,大桥施工中,最艰苦的环境,当属在262米高的主塔顶部。除去高空作业危险,塔顶的空间十分狭小,只能同时容纳2个人。工程人员早上7点不到就要上塔顶,一直要忙到晚上7点,吃喝拉撒全在空中,寒风、烈日还稍微好办,一旦下雨连躲的地方都没有,高空风大雨大,穿着雨衣都没用,十分辛苦。就这样,工程人员要在塔顶完成工序繁多的钢索组装任务:一根钢索通常由15—41根不等的钢丝组成,最长的钢索达895.45米,重达一吨多,总计98股钢索全部要在高空施工,难度很大。工程人员克服困难、不畏寒暑,按期、圆满完成了高空任务,并成为了今后的标准和示范。

中交二航局承建的南主墩所在长江处水深流急,对施工安全性产生影响较大,连续几年都受到了洪水的严重影响:项目实际于2014年5月19日完成主墩所有桩基施工,然而此时长江水位提前进入汛期,长江水位高、流速快,主墩位置正处于水深最深(40米)、水流最快(+2.3m/s)、水位高(+8m)、覆盖层浅,项目直至2014年10月24日才恢复施工,经过精心组织调度,合理安排工序,增加施工机械人员投入等措施,用了短短2个半月就完成了计划工期半年的施工任务。2015年6月-10月由于度汛影响,南主墩停工超过5个月之久,主墩钢套箱沉放由于水位原因延误。2016年更是遭遇长江50年一遇特大洪水,导致主桥现场被淹、项目驻地被淹,现场停工。此时正值南主墩塔柱施工关键期,但是不得不于当年的7月开始停工,直至现场水退、现场修复完成,才于8月12日恢复施工。

难点之多项第一

芜湖长江公路二桥从2013年6月28日落下第一锤开工建设至今,大桥建设者们冒严寒、战洪水、抗激流,完成了262米高主塔施工、210榀3.5万吨主桥钢箱梁安装任务,同时创造了中国斜拉桥建设史上的多个第一:

第一次在大跨度桥梁上运用同向回转拉索锚固技术,是世界大跨径斜拉桥首次应用这一创新技术,成为斜拉桥建设史上一个新的里程碑。

长江上第一座双分肢柱式塔;第一座采用弧底钢箱梁的超大跨径斜拉桥;第一次运用所有梁段对称悬拼工艺,最大悬臂长度达到397米,创下了国内斜拉桥施工的新纪录。

凭借诸多技术创新,芜湖长江公路二桥荣获全球基础设施建设领域的重要创新奖项——“BE创新奖”,这是我国桥梁建设工程首次荣膺这项创新大奖。

由于芜湖长江公路二桥项目所处位置水系发达,各类桥梁总长度达30公里(不含主桥),占线路长度比例高达62.5%,全部由工业化生产的节段箱梁拼装而成,累计使用了2万多榀节段箱梁。在四年的工程管控过程中,二桥建设者先后总结出大体积砼温控精度、制造控制精度等“八大精度”施工指南,提炼出752条技术指标,其中高于规范的指标145条,新增指标多达60多项。

站在即将通车的芜湖长江公路二桥上远远望去,每个人都由衷地觉得“这座大桥真是漂亮”:银色的弧形桥面造型,现代美观;且作为安徽省最大跨度的斜拉桥,是又一条连接我市长江两岸的重要快速通道。芜湖长江公路二桥建成通车后,芜湖将形成137公里的高速公路绕城,拥江发展大格局进一步形成,将为推动全市经济社会发展,打造经济和城市两个升级版提供有力支撑。

记者 吴安亚 文/摄

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