宜都長(zhǎng)江大橋是一座主跨1000米雙塔單跨鋼桁梁懸索橋,主橋、引橋、接線全長(zhǎng)15.679公裡。在宜都長(zhǎng)江大橋的施工過(guò)程中,主要存在施工的技術(shù)難度大、施工協(xié)調(diào)界面復(fù)雜、質(zhì)量控制要求高、突發(fā)疫情工期延誤等方面的困難。在施工過(guò)程中,湖北交投宜昌高速公路建設(shè)管理有限公司克服了一系列的施工技術(shù)方面的難題,僅新型錨碇方案一項(xiàng)就為項(xiàng)目工程節(jié)約造價(jià)近1億元。
淺埋式擴(kuò)大基礎(chǔ)錨碇方案為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)
由于地質(zhì)條件復(fù)雜,宜都長(zhǎng)江大橋錨碇基礎(chǔ)方案的選擇,成為了本項(xiàng)目的關(guān)鍵難點(diǎn)。據(jù)湖北交投宜昌高速公路建設(shè)管理有限公司黨委書記、總經(jīng)理葉志華介紹,錨碇設(shè)計(jì)方案原採(cǎi)用沉井基礎(chǔ),試驗(yàn)坑開挖過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了成塊大面積膠結(jié)卵石層質(zhì)地僵硬,沉井下沉?xí)r極易發(fā)生不均勻沉降,并且工期長(zhǎng)達(dá)14個(gè)月,一個(gè)枯水期內(nèi)沉井無(wú)法下沉完畢并封底。由于場(chǎng)地離長(zhǎng)江較近,汛期時(shí)基坑還面臨涌水風(fēng)險(xiǎn),對(duì)防洪造成威脅。
因此,一個(gè)合適的錨碇設(shè)計(jì)方案顯得尤為重要。經(jīng)過(guò)多方努力,通過(guò)安全、質(zhì)量、工期、成本綜合,淺埋式擴(kuò)大基礎(chǔ)成為了最終方案。“施工簡(jiǎn)單,工期短,僅需6個(gè)月可完成基礎(chǔ)施工,大大降低了施工風(fēng)險(xiǎn)。南錨碇新方案造價(jià)相對(duì)于採(cǎi)用沉井基礎(chǔ)方案減少了造價(jià)近1億元。”葉志華告訴記者,該方案在土層上設(shè)置錨碇?jǐn)U大基礎(chǔ),國(guó)內(nèi)尚屬首例,唯一施工要克服的困難就是要做到施工各個(gè)節(jié)點(diǎn)要與長(zhǎng)江水位變化規(guī)律相適應(yīng),基礎(chǔ)開挖到最低點(diǎn)及基礎(chǔ)下半部分施工時(shí)要搶在低水位完成。
“目前,宜都長(zhǎng)江大橋主體結(jié)構(gòu)施工完成,建成后經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)量觀測(cè),南錨碇未發(fā)生任何沉降和移動(dòng),實(shí)踐証明我們的擴(kuò)大基礎(chǔ)方案相當(dāng)成功的,為以后類似工程提供成功的案例,建設(shè)單位正在對(duì)南錨碇進(jìn)行專項(xiàng)課題研究。”葉志華坦言。
新鋼桁梁固接方法節(jié)省工期一個(gè)月
不但要保証工程質(zhì)量,湖北交投宜昌高速公路建設(shè)管理有限公司同時(shí)還要與時(shí)間賽跑。
“由于長(zhǎng)江航道汛期影響,船運(yùn)無(wú)法按期運(yùn)輸,鋼桁梁吊裝工期被迫延后,從而將會(huì)影響整個(gè)橋梁通車的工期。”湖北交投宜昌高速公路建設(shè)管理有限公司副總經(jīng)理謝功元回憶道:“當(dāng)時(shí),建設(shè)單位希望能夠提供一種新的鋼桁梁固接方法,因?yàn)閭鹘y(tǒng)的鋼桁梁懸索橋,在全部梁段吊裝完成后,才能進(jìn)行梁段固接,并且還需要根據(jù)線形要求進(jìn)行模擬壓重,以確保鋼桁梁成橋線形和內(nèi)力,需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和人力、物力。”
為了搶回工期,監(jiān)控計(jì)算小組臨危受命,通過(guò)監(jiān)控計(jì)算小組反復(fù)驗(yàn)算和試算,提出了“窗口鉸接法”。“通過(guò)這種一邊吊梁一邊固接梁段的方法,在鋼桁梁合龍完成一周后便將所有鋼桁梁固接起來(lái),相比傳統(tǒng)固接方法節(jié)省了大約一個(gè)月的工期,為橋梁通車搶回了時(shí)間。”謝功元說(shuō)。
“因?yàn)橹骼|長(zhǎng)度受溫度影響而發(fā)生線形變化,期間節(jié)段之間折角時(shí)刻隨著溫度發(fā)生變化,鉸接轉(zhuǎn)固結(jié)的時(shí)機(jī)很短,必須要有人時(shí)刻對(duì)連接部位進(jìn)行觀察,滿足要求就立刻進(jìn)行固接。”宜都長(zhǎng)江大橋主橋現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)員張呂說(shuō),那時(shí)每天都要抽查上百顆螺栓,記錄數(shù)據(jù),以保証其質(zhì)量及安全性,現(xiàn)場(chǎng)施工數(shù)據(jù)與模型計(jì)算數(shù)據(jù)基本吻合。
“夜貓子”貓道精準(zhǔn)架索股如期完工
宜都長(zhǎng)江大橋主纜採(cǎi)用鍍鋅鋁合金高強(qiáng)鋼絲,全橋分為上下游兩根主纜,主纜是大橋的關(guān)鍵承重結(jié)構(gòu),主跨1km的鋼桁梁均由兩根主纜共同承受。單根主纜索股有 169股,每根索股由127根直徑為5.2mm的高強(qiáng)度鍍鋅鋼絲組成,主纜成形直徑為84cm。主纜長(zhǎng)度因溫度的高低和應(yīng)力的大小時(shí)刻發(fā)生變化,這對(duì)主纜架設(shè)造成了一定的難度。第一股索股架設(shè)線性直接決定成橋線性,為了保証所有索股受力盡量均勻,基準(zhǔn)索以外的其它索股架設(shè)均以基準(zhǔn)索為參考進(jìn)行架設(shè)。
架設(shè)索股時(shí),正值春節(jié)假期結(jié)束,由于溫度對(duì)主纜基準(zhǔn)索股架設(shè)精度影響非常大,所以索股的測(cè)量工作必須放在后半夜進(jìn)行,夜間無(wú)日照影響,空氣溫度變化小。2月的夜晚尤為寒冷,但施工現(xiàn)場(chǎng)人員和數(shù)據(jù)計(jì)算小組都在緊張而有序的進(jìn)行工作,測(cè)量人員將測(cè)量數(shù)據(jù)傳回,計(jì)算小組將數(shù)據(jù)傳給現(xiàn)場(chǎng)人員,現(xiàn)場(chǎng)人員再依據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行基準(zhǔn)索股調(diào)節(jié),循環(huán)往復(fù)調(diào)整基準(zhǔn)索股。
基準(zhǔn)索股架設(shè)完成后,為了保証精度,還需進(jìn)行連續(xù)三天的觀測(cè),基準(zhǔn)索股的架設(shè)精度也達(dá)到最高水平。接下來(lái)的索股均按照與基準(zhǔn)索股的相對(duì)豎直距離進(jìn)行架設(shè),測(cè)量均在晚上進(jìn)行,由于在江風(fēng)的影響下,索股時(shí)刻晃動(dòng),測(cè)量人員要長(zhǎng)時(shí)間等待并多次測(cè)量后才能確定數(shù)據(jù),需要有很強(qiáng)的耐心和體力。“就這樣上下游總共338股索股,一股一股架設(shè)上去,我們用于架設(shè)索股的工作平臺(tái)貓道還真的天天站著一群夜貓子在架設(shè)索股。”湖北路橋總工焦長(zhǎng)青感嘆。
據(jù)悉,截至目前,宜都長(zhǎng)江大橋項(xiàng)目共完成施工工藝改進(jìn)或使用先進(jìn)工藝10余項(xiàng),其中獲得實(shí)用新型專利証書2項(xiàng),申報(bào)專利己獲得批準(zhǔn)的2項(xiàng),專利正在受理的1項(xiàng),完成專項(xiàng)技術(shù)指南編制5套。