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跨径千米 精准毫厘-转中国交通报(2016年5月第6239期)
2016-05-11

 

         

 特约记者 刘华

  在风景秀丽的鸭池河畔,在建的贵州贵阳至黔西高速公路鸭池河特大桥两岸主塔高耸入云,边跨为预应力混凝土箱梁,中跨是钢桁梁半漂浮体系结构,钢桁梁段吊装架设施工从两岸向中央合龙,钢桁梁吊装架设现场如火如荼,350吨重的钢桁梁段从黔西岸主塔下徐徐向桥面吊起。钢桁梁段先在地面拼装成形,再通过大型机械平移至黔西岸主塔下,运用缆索吊到桥面安装连接,起吊距离约千米,每次起吊时间需 5小时左右。这就是350余吨的钢桁梁段吊装架设施工,缆索吊将钢桁梁段从黔西岸主塔下起吊至桥面安装的过程。

  贵黔高速公路是贵州高速公路骨架网的重要组成部分,由中交路建贵黔公司以BOT﹢EPC模式投资建设,路线全长78.44公里,总投资概算为90.12亿元,采用双向四车道高速公路标准建设,设计时速为80至100公里。

  鸭池河特大桥是全线的控制性桥梁工程,大桥全长1461米,主桥为1240米双塔双索面混合梁斜拉桥,主跨为800米钢桁梁半漂浮体系结构,边跨为预应力混凝土箱梁,主塔采用H形桥塔,贵阳岸塔高243.2米、黔西岸塔高258.2米,水面至桥面高达300米。鸭池河特大桥在同类型结构桥梁中,是贵州省内跨径最大,也是目前国内跨径最大、世界跨径第二大的钢桁梁斜拉桥,同时也是国内第六大和世界第十大斜拉桥。

  截至目前,主跨钢桁梁吊装架设工程已施工安装第47段钢桁梁,完成了全长800米51段钢桁梁的92.16%,大桥建成通车后,贵阳黔西两地之间仅需 50分钟车程。

高标准——钢桁梁拼装偏差毫厘级

  由于鸭池河特大桥位于深切峡谷之中,受地形条件限制,主跨钢桁梁架设方法有限,首次采用缆索吊进行斜拉桥主梁架设。由于斜拉桥建造技术复杂,精度要求高,建设过程中面临较多挑战,中交路建贵黔公司组织参建各方专家研讨,对钢桁梁首轮拼装进行评审,开展气象观测服务,设立桥址处观察站,安装相关仪器,采集数据,建立现场气象预警预报系统,为鸭池河特大桥的顺利施工提供气象服务保证;开展风洞模型试验,完成结构体系及适应性构造研究,完成钢混结合段关键构造研究;完成缆索吊装系统的现场安装及调试,编制钢桁梁安装指南,总结钢桁梁厂家制作、现场预拼及安装经验,结合监控量测结论,对钢桁梁构件工厂制造的几何尺寸精度和制孔精度提出预拼线形尺寸,多次召开专题会议提高构件制造标准。

  钢桁梁拼装精度高。钢桁梁拼装形位公差不能超过3毫米,对加工制造、螺栓制孔、现场拼装提出了很高要求,最高精度要求甚至达到了0.5毫米。通过严格控制加工制造和验收、厂内进行预拼、控制现场组拼精度等措施层层把关钢桁梁拼装精度。

  安装定位精度高。钢桁梁采用悬臂拼装,最大拼装长度400米,长悬臂拼装状态的精度控制和调整都十分困难,轴线偏差精度要求控制在5毫米以内,精度要求非常高,对施工控制是极大挑战。每次16米长、28米宽、8米高、350吨重的梁段吊装时,都要测量相邻5个梁段数据,根据实际情况适时修正,确保梁段的轴线和线形符合要求,并定期进行两岸联测,采用缆索吊整体吊装,梁段间连接采用高强螺栓,在吊装对接过程中成功解决了风荷载梁段摆动过大、缆索吊无法精调、梁段安装误差、螺栓孔对位等系列技术工艺难题。

新工艺——破解吊装施工难题

  由于鸭池河特大桥是全线控制性桥梁工程,面临工期紧、任务重、难度大的施工技术工艺挑战,中交路建贵黔公司组织参建各方,运用了多种新技术和新工艺。

  项目创新性地采用塔身钢筋节段整体吊装技术,在塔下进行钢筋预扎,采用大塔吊整体提升,塔上仅将主筋对位后连接直螺纹套筒。该工艺施工6米节段,每米仅需 3—4天时间,将国内斜拉桥索塔的施工进度提高到一个新高度。

  由于受运输环境及施工场地的限制,运用缆索吊安装钢桁梁,这是在斜拉桥施工中首创采用缆索吊进行主梁安装,同时主跨800米、吊重350吨的缆索吊在国内外是罕见的。主梁在场地内拼装成标准16米节段后平移至塔下,采用缆索吊进行吊装安装,不仅加快了进度,也是对斜拉桥施工工艺的大胆尝试。

  受缆索吊本身对架设精度的影响,钢桁梁采用缆索吊进行吊装,缆索吊体系和斜拉桥体系是截然不同的两个结构体系,两者在施工中的结合形成了高度耦合的结构,对施工控制提出了很高的要求。为了减少缆索吊对塔偏的影响,对缆索吊设置了背索,通过背索张拉来控制塔偏,也按照不同工况对塔偏进行测量,随时进行修正。

  受气候环境对架设影响,钢桁梁吊装时间为11月至次年5月,横跨冬、春、夏3个季节,气候变化大,天气、温度、日照等对钢桁梁架设都有极大的影响。雾天施工时,通过增加照明设备、在缆索吊上安装监控功能设备等安全措施保证正常施工。雨、雪、低温、大风天气时,通过在桥面设置风雨棚、增加加热设备等措施来保证恶劣天气条件下的施工;在气温较高的时段,通过调整吊装时间、测量时间来保证钢桁梁架设的精度。

 


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