在河面上,架起一座188米跨徑的下承式鋼管混凝土簡(jiǎn)支系桿拱橋,你會(huì)怎么建設(shè)?按照傳統(tǒng)方法,那就要先搭起支架、拼接鋼格梁、安裝拱肋……但如果,需要橫跨在建的平陸運(yùn)河航道,并且避開(kāi)沖突的工期,應(yīng)該怎么辦?依托承建的陸楊新村大橋,廣西路建集團(tuán)的工程師們給出了答案。
2024年底,陸楊新村大橋建設(shè)提上日程。按照“先梁后拱”的原位支架法,技術(shù)團(tuán)隊(duì)需先在水深8米的運(yùn)河中搭建起一座10層樓高、4865噸重巨型支架,并確保這座“龐然大物”能夠抵御住水位落差和汛期湍急水流的沖擊。更關(guān)鍵的是,橋梁主體施工必須等待航道開(kāi)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高才能全面啟動(dòng),工期進(jìn)度難以預(yù)估。
“能不能換一種造法?”面對(duì)困境,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)提出一個(gè)大膽設(shè)想:放棄傳統(tǒng)“先梁后拱”支架法,改用“先拱后梁”纜索吊裝無(wú)支架施工工藝。如此,所有施工流程都將在航道上方完成,既不用搭建龐大支架,也徹底避開(kāi)了與航道作業(yè)的沖突。然而,新工藝也帶來(lái)了新挑戰(zhàn)。陸楊新村大橋作為簡(jiǎn)支體系拱橋,在拱肋拼裝過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生巨大的不平衡水平力。形象地說(shuō),這就像搭建一座積木拱橋,中間木塊越多、越重,兩端支撐就會(huì)被推得越開(kāi),在沒(méi)有主梁“拉住”的情況下,整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)可能會(huì)因?yàn)槭Ш舛⒓堋?/span>
為了解決這個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。經(jīng)過(guò)日夜鉆研探索,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)提出了解決之法:在簡(jiǎn)支體系拱橋纜索吊裝施工中應(yīng)用“平衡索”,構(gòu)建一套“纜索吊+斜拉扣掛+平衡索”施工工藝。
這套創(chuàng)新組合工藝究竟如何化解水平推力,并確保關(guān)鍵構(gòu)件在施工過(guò)程中“零位移、零水平力”?有三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)必不可少。
纜索吊裝系統(tǒng)的就位。在開(kāi)展主橋基礎(chǔ)、下構(gòu)施工同時(shí),在大橋兩岸安裝廣西路建集團(tuán)自主研發(fā)的纜索吊機(jī)“主扣合一”H型鋼塔架,布設(shè)纜索,形成一條穩(wěn)固的“空中運(yùn)輸軌道”。跑車可沿索道前后移動(dòng),它的吊鉤能吊起百余噸重的拱肋節(jié)段,并穩(wěn)穩(wěn)送到航道上空的指定位置。
H型鋼塔架
實(shí)施“斜拉扣掛”施工法。以拱肋吊裝階段為例,每個(gè)拱肋節(jié)段被纜索吊至預(yù)定位置后,由高強(qiáng)度鋼扣索作為“臨時(shí)固定繩”,一端“抓住”拱肋節(jié)段的頂端,另一端“扣住”穩(wěn)固的錨碇,施工人員通過(guò)液壓千斤頂對(duì)每根扣索進(jìn)行張拉與微調(diào),使拱肋精準(zhǔn)就位,通過(guò)“吊裝一段,扣掛一段,調(diào)整一段”的循環(huán),平穩(wěn)進(jìn)行拱肋安裝,直至成型。
智能“平衡索”的應(yīng)用。隨著拱肋節(jié)段的逐段拼裝,結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的水平推力持續(xù)累積。于是,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在兩岸的每個(gè)拱座與對(duì)岸的塔架基礎(chǔ)之間,設(shè)置了一束束強(qiáng)大的鋼絞線平衡索,如同為整個(gè)結(jié)構(gòu)安裝了可精確調(diào)節(jié)的“水平彈簧”。配合一套自主研發(fā)的平衡索支撐小纜索吊系統(tǒng),精準(zhǔn)動(dòng)態(tài)調(diào)整拱腳與對(duì)岸塔架基礎(chǔ)對(duì)拉的平衡索拉力,抵消拱腳的水平推力,保持左右受力平衡,確保拱座在施工過(guò)程中始終處于“零位移、零水平力”狀態(tài),為高精度合龍奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
平衡索與小纜索吊支撐體系
為了避免平衡索占用后續(xù)剛性系桿安裝空間,完成從臨時(shí)結(jié)構(gòu)到永久體系的平穩(wěn)過(guò)渡,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還創(chuàng)新提出在拱腳處設(shè)置臨時(shí)系桿的方案,通過(guò)兩次精準(zhǔn)的“體系轉(zhuǎn)換”,將水平推力從平衡索傳遞至臨時(shí)系桿,最終轉(zhuǎn)移至永久剛性系桿,全過(guò)程確保橋梁結(jié)構(gòu)安全可靠。
依托工藝創(chuàng)新和一系列智能建造技術(shù),項(xiàng)目?jī)H用21天便完成了全部拱肋節(jié)段的吊裝與合龍,實(shí)現(xiàn)了令人驚嘆的毫米級(jí)精度:合龍口拱軸線偏差小于±2毫米,高程偏差小于±3毫米?!袄|索吊+斜拉扣掛+平衡索”施工方法在陸楊新村大橋的成功實(shí)踐,為同類型簡(jiǎn)支體系拱橋在通航河道、山區(qū)峽谷等復(fù)雜環(huán)境下的建設(shè),提供了可復(fù)制、可推廣的“路建方案”。
當(dāng)前,大橋建設(shè)正在開(kāi)展橋面預(yù)制板濕接縫施工,主體施工已進(jìn)入尾聲。廣西路建集團(tuán)的建設(shè)者正以決戰(zhàn)決勝的姿態(tài),穩(wěn)步推進(jìn)后續(xù)工程,助力這座承載著創(chuàng)新力量的匠心“長(zhǎng)虹”,凌空飛躍運(yùn)河之上。(通訊員:覃雨蓓)
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