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“一跨过江”建大桥

发布时间:2021-01-28阅读次数:

近日,由中交二航局承建的宜昌伍家岗长江大桥主桥成功合龙,为大桥今年建成通车奠定了良好基础。



伍家岗长江大桥连接宜昌市伍家岗区与点军滨江生态新区,全长约2.8公里,主桥为双塔钢箱梁悬索桥,采用一跨过江方式,跨度达1160米,是宜昌城区首座主跨超千米的大桥,中交二航局主要负责大桥南岸主塔、锚碇、匝道、引桥以及全桥钢箱梁吊装等施工任务。

自2017年开工建设以来,中交二航局项目团队积极开展科技攻关,首次将咬合桩应用于桥梁锚碇基坑开挖支护中,实现了“跨度千米级特大桥”锚碇基坑支护结构形式的重大突破;通过“空中变轨”的大胆创新,解决了爬模平台设计与主塔装饰条施工的匹配问题;通过对大桥上部结构施工进行全过程可视化监管和智能化控制,保障了大桥主缆架设、箱梁吊装的安全性与精准性,最终实现毫米级合龙精度。

锚碇支护出新招

伍家岗长江大桥位于中华鲟省级自然保护区缓冲区,为保护中华鲟洄游不受影响,大桥采用主跨超千米的“一跨过江”悬索桥设计,这导致大桥主要承重结构——锚碇达到13个篮球场大小,成为施工关键控制点。



锚碇基坑开挖通常采用地连墙支护方式,但其工期长、造价高,并不利于市政桥梁项目高效推进,因而在大桥筹备期,项目团队就创新性地提出运用咬合桩进行基坑开挖支护。

咬合桩原本属于房建支护方式,运用于桥梁施工在国内尚属首次。“相比地连墙,咬合桩可有效缩短工期、减少成本,但我们没有相关施工经验,一旦失败,损失难以估量。”锚碇工区负责人丁刚梁起初倍感忐忑。

但等和靠不是办法,为了将思路转化为实践,中交二航局项目技术团队以问题为导向,制定了“走出去、请进来、勤钻研”三管齐下的策略,一方面前往成都咬合桩施工现场考察、学习施工工艺,从昆明邀请专业人士到项目部分享经验、提供指导,另一方面查阅文献资料,开展相关试验,努力探索科学合理的施工方案。

在进行了大量考察学习和研究后,这个成员平均年龄不到30岁的技术团队再次选择挑战——放弃技术成熟的全套管液压咬合桩,开创性地采用旋挖钻咬合桩施工。“这个决定是我们经过多轮技术试验、成本核算、现场施工模拟和问题论证得出的结论,是经得起考验的。”项目部副总工周志兴信心十足地表示。

果然,充分的准备带来了丰厚的回报。锚碇工区仅用6个月时间便圆满完成基坑支护施工,缩短工期近30%,还降低了施工成本,实现了千米级跨度的特大桥基坑支护结构形式的新突破。


主塔“生长”变轨道

作为宜昌的地标性建筑,伍家岗长江大桥主塔设计新颖,每一面都有一对混凝土装饰条为大桥外观增添光彩。



但随着塔柱向上“生长”,装饰条的位置不断向内移动并形成弧度,用于主塔施工的爬模平台却始终保持垂直搭设,导致与装饰条施工区域产生偏离。 

面对这一棘手问题,项目部有两个方案可选择:要么直接拆除爬模平台,重新搭设;要么设法改造爬模平台。

然而,爬模平台共有6层,重达45吨,且此时已爬升至90米高空,若直接拆装,起吊风险不言而喻。

当众人一筹莫展之时,时任项目部副经理刘海军提出了“空中变轨”的想法,“我们可以尝试变换爬模平台的轨道位置,来解决平台和装饰条施工的匹配矛盾。” 

为了证实新思路的可行性,技术团队连续5天作战攻关,对平台的整体结构、临时支架受力、三角架预埋件、承重销抗剪及焊缝等施工细节进行反复计算,对操作流程、工序衔接和安全保障措施进行全方位梳理和推演,最终制定出详细的变轨施工方案。

“塔柱施工共有4个爬模平台,每个平台都有3个轨道,为保证平台稳定,我们每次只变动1个轨道,同时加强临时支护,这样通过12次变轨就能顺利实现平台的‘云中滑步’。”刘海军表示。

“空中变轨”的成功实施,不仅确保了157米高的大桥南岸主塔内外兼修、顺利封顶,这一技术创新还获得了实用新型专利。


上构搭载“智能芯”

主缆是悬索桥上部结构的主要承重和传力结构,其线性控制极为重要,在架设过程中,需通过由塔顶门架、卷扬机、手拉葫芦等机具设备组成的牵引系统对索股进行精确的线性调整。

伍家岗长江大桥共有2条主缆,每条主缆由91根索股组成,单根索股长达1995米,单条主缆重达5000吨,想要保证其架设精度符合设计要求,牵引系统的精准运行是关键。

然而,在传统施工中,牵引系统的运行管控均通过人工对讲机口头指挥,缺乏对运行过程的数据监管和智能控制,大量工作仍停留在人工判断阶段。考虑到传统施工缺陷可能制约工程品质,中交二航局项目团队决定对主缆施工进行智能化升级。

“我们经过充分的市场调查后,决定携手武汉智汇高桥科技公司,为大桥上构施工打造智能数控平台。”周志兴表示,这如同为牵引系统装上了“大脑”与“眼睛”。

“‘眼睛’就是现场安装的各种传感器,它们可以实时采集猫道、塔顶门架、卷扬机的状态数据,监控索股拽拉器的运行位置、通过速率、完成进度,还能自动测量索股温度、间距,以及风速风向、索塔偏移范围。”负责上构施工的主任工程师林飞扬解释道,“‘大脑’则是这些数据与影像信息集中呈现的智能数控平台,它通过对相关信息进行实时关联分析,为平台子系统的控制指令发送与风险预警提供智能支撑。”

“大脑”与“眼睛”的联合作战成功在机具控制、索夹螺栓紧固等诸多施工环节保障了牵引系统的稳定性,提高了索股架设与后期调整效率,实现了主缆线性控制达到毫米级精度。这也促使项目团队将智能化升级扩展至缆载吊机与钢箱梁吊装的指挥管理中。

1月18日,大桥启动合龙梁段吊装。在智能平台的监控下,重达245.9吨的钢箱梁,用起重能力为500吨的缆载吊机吊起,并通过顶推调整端梁的方式确保了合龙精度达到毫米级。

目前,伍家岗长江大桥项目建设已进入最后冲刺期。作为宜昌市构建“四纵五横”快速路网,实现“一江两岸”共同发展的重要通道,大桥通车后,将实现宜昌市城区中环闭环,内中外三环真正成形,对缓解宜昌城区过江交通压力,打造长江经济带综合立体交通走廊,推进宜昌立足长江中上游区域性中心城市建设发挥重要作用。(雷伟利  胡晓虎  延涵)


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