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160米鋼梁,懸臂凈伸在黃河中

  • 發佈時間:2016-01-25 02:31:34  來源:科技日報  作者:佚名  責任編輯:羅伯特

  ■新時速

  山東東營市利津縣大田家村與東營區蔣家村隔黃河相望,黃大鐵路黃河特大橋飛架其間。

  1月18日,朔風在黃河上呼嘯。

  在大田家村一邊的河中橋墩,一段160米鋼梁凈懸臂筆直地伸向河中,施工人員正採用頂推技術,使鋼橋一節一節向前延伸,準備搭向河中的橋墩。當天7級大風,而這支龐大的鐵臂居然左右僅晃動了不到2公分!

  這是正在建設的黃驊南至大家洼鐵路黃河特大橋,總投資2.4億,全長960米,建設工期自2014年7月至2016年9月。

  全橋採用大跨度鋼桁梁無支墩頂推,僅7個墩柱,最大頂推重量13000多噸,頂推距離840米,頂推最大跨度180米,鋼梁最大凈懸臂160米……一串亮眼的數字,令中國鐵建系統22個單位的橋梁專家和技術負責人,共100多人大為震撼。

  在黃河中頂推,最大跨度180米,為國內首次。截至當天,工程已完成70%。

  6級以上大風下頂推施工

  黃河入海口,“變幻莫測”的大風讓建設者百般糾結,萬般無奈;滔滔河水咆哮東流,不熟悉它的“性格脾氣”,寸步難行。

  “來到工地,幾天幾夜沒合眼,蹲在黃河邊苦思冥想,資金緊、技術含量高、施工難度大,無處下手。”回憶兩年多前的情景,十四局集團三公司副總經理、項目經理周洪順坦言壓力巨大。

  10年前,周洪順負責另一座黃河公路特大橋技術,並榮獲2007年建築工程魯班獎,赫赫戰功令其心中有底。

  安全、品質、安全都要確保,成本管控還要到位。“一座橋的施工方案細節環環相扣,一著不慎,全盤皆輸。”周洪順説。

  設計為連續鋼桁梁橋,最大跨度180米。“這是依據當地水文、地理、環境與河道等自然條件,本著品質上乘、降低成本、確保安全的原則確定的設計方案。”項目總工程師楊超説。

  要實現這樣的設計,採用頂推施工為首選。“這種連續鋼桁梁多點頂推架設施工技術,為2011年由中鐵大橋局首創,即鄭州黃河公鐵兩用橋,168米跨。當時震驚了橋梁界。”周洪順介紹。

  然而,黃大鐵路黃河特大橋臨近黃河入海口,主橋處在黃河主河槽中,氣象水文條件極不穩定,6級及以上大風天氣全年約60天,暫態風力達12級,頂推風險加大。

  鋼桁梁拼裝時,桿件吊裝高36米,最大桿件單重38噸。連續鋼桁梁頂推施工,最大重量13000多噸,頂推距離840米,頂推最大跨度180米,鋼梁最大凈懸臂160米……

  鋼梁跨數多、重量大,支墩處豎向千斤頂的數量多,起落時頂升壓力、位移同步控制難度極大。這些因素加大了大家對施工方案的質疑。大家知道,長大鐵臂單懸在咆哮的黃河上,一旦失利,後果不堪設想。

  十幾名技術員論證了整整一年

  “針對施工方案,十四局三公司技術部人員帶領項目部十幾名技術人員論證了整整一年。”談起過去的經歷,周洪順深有感觸。

  面對國內最大懸頂推跨度180米平行弦鋼桁梁施工,摸著石頭過河,之前國內最長的是168米,每增加1米長度,其難度都呈幾何式遞增。

  查資料,精計算,畫圖紙,求論證,請專家,他們踏上了艱辛的探索之旅。

  每一個施工工序都有上理論數字做支撐,安全系數、品質標準,科學依據,抗風計算都是按照50年不遇的大風標準。

  “普通一個橋的幾張施工圖紙就解決了,這個橋畫了近萬張圖紙,項目部投入幾百萬元,對方案中的導梁、支架、圍堰等臨時結構進行多次驗證試驗,確保萬無一失。”項目書記李偉説。

  施工材料反覆對比優選,施工隊伍反覆考核。項目部每走一步都小心翼翼。鋼筋、水泥廠家跑遍濟南、東營、青州,濰坊周圍地區,試驗配比做了無數遍,把每個細節都做的慎而又慎。

  7項國家專利,26篇科技論文

  一年,上萬個數據,無數次模擬試驗,加上對黃河水性的深入了解。這些使施工非常順利。

  2016年1月18日,隨著技術員李紅紅在主控臺上摁下一個指令,只見分佈在各處的分控臺上一起接受了這個指令,而施工現場上,14台水準連續千斤頂開始進行多點頂推,分毫不差。

  “同步控制是施工一個難點。此外,由於鋼梁跨數多、重量大,支墩處豎向千斤頂數量多,起落梁時各豎向千斤頂的頂升壓力、位移同步控制是難點。”楊超説。

  無支墩多點連續頂推法施工是一种先進的無支架或少支架的施工方法,具有不影響通航、降低成本、拼裝施工安全等優點。對於該橋最大跨度180米的頂推施工在世界範圍內尚屬首次。

  當然,還因為摸透了黃河的習性,當基礎施工處於汛期時,面臨水流急、河床沖刷變化大,深水基礎及圍堰施工風險大大增加的情況,技術人員胸有成竹,通過改善混凝土的和易性等方法,確保了灌注過程連續,保證成樁品質。

  “黃大鐵路黃河特大橋施工,是一個系統性的工程,克服了複雜地質條件下的深長樁基礎施工,高標號大體積混凝土的裂縫控制施工,大跨度多跨連續平行弦鋼桁梁的頂推施工,大懸臂條件下的頂推施工,多點同步頂推施工系統性的控制。同時也包含了各方面的協調。”周洪順説。

  大橋正向對岸挺進,碩果纍纍。日前,項目部已申請了7項國家專利,總結工法1套,發表科技論文26篇。

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