石門水庫特大橋創(chuàng)鋼拱橋合龍新速度
2016-09-09
近日，隨著最后一道焊縫的焊接完成，中交四公局承建的陜西寶雞—漢中高速公路石門水庫特大橋主橋拱肋合龍，歷時(shí)18個(gè)月實(shí)現(xiàn)大橋雙幅合龍，比國(guó)內(nèi)同類橋梁平均工期短8個(gè)月。
寶漢高速公路是陜西省規(guī)劃建設(shè)的“2637”高速公路網(wǎng)中三條南北縱線之一，是寶雞連接漢中的大動(dòng)脈，是寧夏銀川—云南昆明高速公路的重要組成部分。石門水庫特大橋是全線控制性工程兩隧一橋中的關(guān)鍵性節(jié)點(diǎn)工程，有著“西北第一跨”的美譽(yù)。大橋采用中承式鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，主跨262米，跨越原316國(guó)道和石門水庫。
由于位于石門隧道（8公里）和牛頭山隧道（5.6公里）兩座特長(zhǎng)隧道間，大橋地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，空間狹小，施工難度大。項(xiàng)目施工過程中先后召開了17次各類大橋施工方案專家評(píng)審會(huì)，有效降低了安全風(fēng)險(xiǎn)，保證了項(xiàng)目的順利推進(jìn)。
主橋拱肋制作與吊裝是石門水庫特大橋項(xiàng)目建設(shè)中的重點(diǎn)、難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)。項(xiàng)目部面對(duì)諸多難題，結(jié)合自身特點(diǎn)，精心組織設(shè)計(jì)，根據(jù)運(yùn)輸和場(chǎng)地條件，采用在寶雞工廠進(jìn)行平聯(lián)及其他單元件加工、漢中現(xiàn)場(chǎng)總拼裝兩級(jí)制作，拱肋單元件汽運(yùn)至橋位吊裝現(xiàn)場(chǎng)，極大地提高了拱肋制作效率，為吊裝速度提供了有力保障?，F(xiàn)場(chǎng)吊裝采用單吊點(diǎn)下車翻身，在空中進(jìn)行轉(zhuǎn)向后起吊至吊點(diǎn)轉(zhuǎn)換平臺(tái)，進(jìn)行吊點(diǎn)轉(zhuǎn)換后進(jìn)行拱肋吊裝施工，解決了施工現(xiàn)場(chǎng)無吊裝平臺(tái)這一難題，大大加速了拱肋吊裝施工。
一體式隧道錨碇
降本增效
石門水庫特大橋于2014年年底開工建設(shè)，最初設(shè)計(jì)的纜索吊機(jī)系統(tǒng)采用寶雞、漢中岸設(shè)扣吊合一的支撐塔架，主扣錨分離的樁基錨碇。技術(shù)團(tuán)隊(duì)在全面現(xiàn)場(chǎng)踏勘和全面分析后發(fā)現(xiàn)，在陡峭的漢中岸邊坡上扣塔錨碇施工難度較大，如果按照既定方案開挖工作平面，支撐塔距離隧道洞口僅35米，隧道施工時(shí)存在安全隱患且通風(fēng)不能保證，而扣塔坐落在拱座上的結(jié)構(gòu)形式將延長(zhǎng)總體工期，構(gòu)件起吊、拱橋線形控制難度大，洞錨、隧道、拱座和吊裝系統(tǒng)作業(yè)面多處交叉，安全風(fēng)險(xiǎn)會(huì)陡升。
針對(duì)這一技術(shù)難題，項(xiàng)目部自創(chuàng)了纜索吊與斜拉扣掛安裝一體式隧道錨碇的施工工法。項(xiàng)目部技術(shù)團(tuán)隊(duì)取消了漢中岸支撐塔架的設(shè)置，在山體一側(cè)50米的高度挖掘了一個(gè)直徑2米、長(zhǎng)26米的隧道，在22米至26米的深度隧道直徑擴(kuò)大一倍并澆筑混凝土基礎(chǔ)，整體形成倒楔形錨塞狀，混凝土基礎(chǔ)上設(shè)置主索（8根）、牽引索（2根），啟動(dòng)索（2根）、扣索（48根）的安裝洞。8根主索錨固方式采用無黏結(jié)錨固形式，突破了傳統(tǒng)的樁基礎(chǔ)大承臺(tái)錨固方式，這一創(chuàng)新成果目前已獲得國(guó)家發(fā)明專利。
一體式隧道錨碇的施工工法使工期提前了3個(gè)月，節(jié)省成本500萬元以上。
主拱肋直管冷彎技術(shù)
提高線形精度
纜索吊方案難題破解，一個(gè)新的矛盾又?jǐn)[在項(xiàng)目部面前：主橋拱肋制作采用什么焊接工藝？若采用傳統(tǒng) “以直代曲”直管冷彎技術(shù)，在扣掛施工中，傳統(tǒng)焊接扣點(diǎn)容易使主拱肋產(chǎn)生收縮變形或引起弦管內(nèi)部應(yīng)力釋放，主拱質(zhì)量不能保證。項(xiàng)目部經(jīng)過鋼材性能分析，開展了相關(guān)試驗(yàn)，決定主拱肋采用直管冷彎技術(shù)，這一技術(shù)突破了傳統(tǒng)以直代曲的加工工藝，大橋拱軸線為m=1.5的懸鏈線，直管冷彎技術(shù)直接使用頂彎?rùn)C(jī)將鋼拱肋在加工的時(shí)候一體成形，一方面使得拱架焊縫從傳統(tǒng)的2米一道變成12米一道，減少焊縫85%的焊縫數(shù)量，另一方面大大改善了線形精度。
技術(shù)團(tuán)隊(duì)還設(shè)計(jì)了新型的抱箍式扣點(diǎn)，在抱箍與鋼管拱間加裝保護(hù)橡膠板扣點(diǎn)與錨箱采用鉸接形式，整體受拉，不產(chǎn)生彎矩，可重復(fù)利用，提升了安全性。
科學(xué)管控
護(hù)航施工安全
在纜索吊機(jī)施工中，隧道式錨碇采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土結(jié)構(gòu)的變形及裂縫微小，待直接觀察到混凝土裂縫時(shí)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)已經(jīng)破壞，將產(chǎn)生不可挽回的損失，對(duì)結(jié)構(gòu)物的安全性帶來較大隱患。項(xiàng)目部聯(lián)合科研院校對(duì)隧道錨碇的應(yīng)力和應(yīng)變變形進(jìn)行科學(xué)觀測(cè)，采用埋設(shè)傳感器采集數(shù)據(jù)，通過移動(dòng)信號(hào)傳輸數(shù)據(jù)到各單位進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，在施工中如拉應(yīng)力過大或應(yīng)變過大時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)警示，可及時(shí)卸載或停止加載作業(yè)，對(duì)施工安全提供有利保障。
在吊裝現(xiàn)場(chǎng)中，項(xiàng)目部采用風(fēng)速儀時(shí)刻記錄吊裝現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)速變化，在現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)速達(dá)到5級(jí)以上時(shí)停止吊裝及拱上施工作業(yè)。在橋位施工現(xiàn)場(chǎng)兩岸共布置8個(gè)高清攝像頭，組成嚴(yán)密的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。在橋位現(xiàn)場(chǎng)設(shè)立安全監(jiān)督崗，由項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)班子成員輪流到崗，現(xiàn)場(chǎng)主管人員主抓施工人員安全，保證現(xiàn)場(chǎng)施工安全，同時(shí)每天去工地往來巡查，查看勞保用品是否佩戴、安全防護(hù)設(shè)施是否到位、施工中有無“三違”現(xiàn)象發(fā)生。
在大橋建設(shè)過程中，飽含著建設(shè)者們無數(shù)個(gè)日日夜夜的付出與汗水，無論是40攝氏度的高溫，還是零下十幾攝氏度的嚴(yán)寒，他們攻克了一個(gè)個(gè)難題，完成一個(gè)個(gè)節(jié)點(diǎn)，創(chuàng)造了鋼拱橋施工的新紀(jì)錄：2014年12月12日下發(fā)開工令；2015年12月左幅纜索吊裝系統(tǒng)試吊成功；2016年2月左幅正式吊裝；2016年4月右幅試吊成功；2016年4月左幅合龍；2016年6月右幅合龍……
