克服技术难题 宜都长江大桥锚碇方案为工程节约一个亿

肖璐欣

2020年08月24日09:35  来源:人民网-湖北频道
 

宜都长江大桥是一座主跨1000米双塔单跨钢桁梁悬索桥,主桥、引桥、接线全长15.679公里。在宜都长江大桥的施工过程中,主要存在施工的技术难度大、施工协调界面复杂、质量控制要求高、突发疫情工期延误等方面的困难。在施工过程中,湖北交投宜昌高速公路建设管理有限公司克服了一系列的施工技术方面的难题,仅新型锚碇方案一项就为项目工程节约造价近1亿元。

浅埋式扩大基础锚碇方案为国内首创

宜都长江大桥全貌。(受访者供图)

由于地质条件复杂,宜都长江大桥锚碇基础方案的选择,成为了本项目的关键难点。据湖北交投宜昌高速公路建设管理有限公司党委书记、总经理叶志华介绍,锚碇设计方案原采用沉井基础,试验坑开挖过程中发现了成块大面积胶结卵石层质地僵硬,沉井下沉时极易发生不均匀沉降,并且工期长达14个月,一个枯水期内沉井无法下沉完毕并封底。由于场地离长江较近,汛期时基坑还面临涌水风险,对防洪造成威胁。

因此,一个合适的锚碇设计方案显得尤为重要。经过多方努力,通过安全、质量、工期、成本综合,浅埋式扩大基础成为了最终方案。“施工简单,工期短,仅需6个月可完成基础施工,大大降低了施工风险。南锚碇新方案造价相对于采用沉井基础方案减少了造价近1亿元。”叶志华告诉记者,该方案在土层上设置锚碇扩大基础,国内尚属首例,唯一施工要克服的困难就是要做到施工各个节点要与长江水位变化规律相适应,基础开挖到最低点及基础下半部分施工时要抢在低水位完成。

“目前,宜都长江大桥主体结构施工完成,建成后经过长时间的测量观测,南锚碇未发生任何沉降和移动,实践证明我们的扩大基础方案相当成功的,为以后类似工程提供成功的案例,建设单位正在对南锚碇进行专项课题研究。”叶志华坦言。

新钢桁梁固接方法节省工期一个月

大桥主塔 。(李佳蔚摄)

不但要保证工程质量,湖北交投宜昌高速公路建设管理有限公司同时还要与时间赛跑。

“由于长江航道汛期影响,船运无法按期运输,钢桁梁吊装工期被迫延后,从而将会影响整个桥梁通车的工期。”湖北交投宜昌高速公路建设管理有限公司副总经理谢功元回忆道:“当时,建设单位希望能够提供一种新的钢桁梁固接方法,因为传统的钢桁梁悬索桥,在全部梁段吊装完成后,才能进行梁段固接,并且还需要根据线形要求进行模拟压重,以确保钢桁梁成桥线形和内力,需要耗费大量的时间和人力、物力。”

为了抢回工期,监控计算小组临危受命,通过监控计算小组反复验算和试算,提出了“窗口铰接法”。“通过这种一边吊梁一边固接梁段的方法,在钢桁梁合龙完成一周后便将所有钢桁梁固接起来,相比传统固接方法节省了大约一个月的工期,为桥梁通车抢回了时间。”谢功元说。

“窗口铰接”法一边吊梁一边固接梁段的方法。(李佳蔚摄)

“因为主缆长度受温度影响而发生线形变化,期间节段之间折角时刻随着温度发生变化,铰接转固结的时机很短,必须要有人时刻对连接部位进行观察,满足要求就立刻进行固接。”宜都长江大桥主桥现场施工技术员张吕说,那时每天都要抽查上百颗螺栓,记录数据,以保证其质量及安全性,现场施工数据与模型计算数据基本吻合。

“夜猫子”猫道精准架索股如期完工

首根索股架设顺利完成索股牵引上猫道。(受访者供图)

宜都长江大桥主缆采用镀锌铝合金高强钢丝,全桥分为上下游两根主缆,主缆是大桥的关键承重结构,主跨1km的钢桁梁均由两根主缆共同承受。单根主缆索股有 169股,每根索股由127根直径为5.2mm的高强度镀锌钢丝组成,主缆成形直径为84cm。主缆长度因温度的高低和应力的大小时刻发生变化,这对主缆架设造成了一定的难度。第一股索股架设线性直接决定成桥线性,为了保证所有索股受力尽量均匀,基准索以外的其它索股架设均以基准索为参考进行架设。

架设索股时,正值春节假期结束,由于温度对主缆基准索股架设精度影响非常大,所以索股的测量工作必须放在后半夜进行,夜间无日照影响,空气温度变化小。2月的夜晚尤为寒冷,但施工现场人员和数据计算小组都在紧张而有序的进行工作,测量人员将测量数据传回,计算小组将数据传给现场人员,现场人员再依据数据进行基准索股调节,循环往复调整基准索股。

基准索股架设完成后,为了保证精度,还需进行连续三天的观测,基准索股的架设精度也达到最高水平。接下来的索股均按照与基准索股的相对竖直距离进行架设,测量均在晚上进行,由于在江风的影响下,索股时刻晃动,测量人员要长时间等待并多次测量后才能确定数据,需要有很强的耐心和体力。“就这样上下游总共338股索股,一股一股架设上去,我们用于架设索股的工作平台猫道还真的天天站着一群夜猫子在架设索股。”湖北路桥总工焦长青感叹。

据悉,截至目前,宜都长江大桥项目共完成施工工艺改进或使用先进工艺10余项,其中获得实用新型专利证书2项,申报专利己获得批准的2项,专利正在受理的1项,完成专项技术指南编制5套。

(责编:周倩文、周恬)

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