成貴鐵路五通岷江特大橋成功跨越岷江
2016-07-15
隨著最后一根上弦桿精準(zhǔn)安裝到位，由中鐵四局集團(tuán)鋼結(jié)構(gòu)有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)中鐵四局鋼構(gòu)）施工的成貴鐵路五通岷江特大橋鋼桁梁順利合龍，標(biāo)志著成貴鐵路五通岷江特大橋成功跨越岷江。
成貴鐵路五通岷江特大橋全長(zhǎng)5597米，主橋采用（140+224+140）米三跨連續(xù)鋼桁梁，總用鋼量為1.26萬(wàn)噸。其雙主桁下弦變桁高結(jié)構(gòu)在我國(guó)鋼橋梁建設(shè)史上尚屬首次采用，主跨跨度224米位居亞洲同類(lèi)型鋼桁連續(xù)梁之首。
由于成貴鐵路五通岷江特大橋存在鋼桁梁結(jié)構(gòu)形式新穎、體系復(fù)雜、負(fù)荷重等難點(diǎn)，如何進(jìn)行施工組織管理，確保按期安全完成架設(shè)任務(wù)，成為擺在施工單位面前的一大難題。
變堵為疏“改”方案
在施工的過(guò)程中，現(xiàn)實(shí)的困難比想象的要大的多。岷江,這條流經(jīng)四川盆地腹地的長(zhǎng)江主要支流，是樂(lè)山及沿線(xiàn)地區(qū)人民的母親河，擁有非常發(fā)達(dá)的航運(yùn)條件和極為豐富的水產(chǎn)資源。為減少、避免施工對(duì)岷江環(huán)境的影響，成貴鐵路指揮部在建設(shè)過(guò)程中對(duì)橋梁施工有明確要求：施工期間盡量避免侵占河道，至少需保留140米寬的航道。這無(wú)疑是對(duì)設(shè)計(jì)單位推薦的“從主墩開(kāi)始向兩側(cè)對(duì)稱(chēng)懸臂拼裝”施工方案予以了否定。原定方案需在主墩位置設(shè)置60多米長(zhǎng)的臨時(shí)支撐設(shè)施，不僅侵占了航道，安全風(fēng)險(xiǎn)壓力極大，而且僅僅是這些輔助工程費(fèi)用就是很大的一筆投入。施工還沒(méi)開(kāi)始，本來(lái)應(yīng)遵照?qǐng)?zhí)行的設(shè)計(jì)方案卻成為施工單位進(jìn)退兩難的一個(gè)屏障。
雖然中鐵四局鋼構(gòu)在重鋼橋梁領(lǐng)域擁有豐富的施工經(jīng)驗(yàn)，并先后完成過(guò)柳州雙擁大橋、南寧英華大橋、石濟(jì)客專(zhuān)濟(jì)南黃河大橋等跨越大江大河的橋梁架設(shè)，但計(jì)劃與現(xiàn)實(shí)要求沖突的問(wèn)題還是首次碰到。
“到現(xiàn)場(chǎng)找答案！”面對(duì)困難，已經(jīng)參與過(guò)煙大鐵路輪渡棧橋、合肥鐵路樞紐南環(huán)線(xiàn)特大橋等眾多工程的橋梁專(zhuān)家、項(xiàng)目經(jīng)理張慶發(fā)斬釘截鐵地說(shuō)。他帶領(lǐng)中鐵四局鋼構(gòu)成貴鐵路五通岷江特大橋項(xiàng)目部的技術(shù)人員圍著岷江東西兩岸轉(zhuǎn)了不下百遍，認(rèn)真對(duì)照設(shè)計(jì)規(guī)劃進(jìn)行研究，并查閱了大量的國(guó)內(nèi)外相關(guān)資料。經(jīng)過(guò)1個(gè)多月的實(shí)地考察與理論研討，一個(gè)與原設(shè)計(jì)方案截然相反的“從兩側(cè)邊墩向主跨相向?qū)ΨQ(chēng)懸臂拼裝”方案破繭而出。該方案不僅在技術(shù)上滿(mǎn)足了通航要求，更在安全控制、保證工期和節(jié)約成本上具備很多優(yōu)勢(shì)。為了驗(yàn)證此方案的可行性，中鐵四局鋼構(gòu)成貴鐵路五通岷江特大橋項(xiàng)目部先后組織召開(kāi)了10余次內(nèi)部評(píng)審會(huì)，并多次邀請(qǐng)上級(jí)單位和西南交通大學(xué)、合肥工業(yè)大學(xué)等院校的行業(yè)專(zhuān)家，對(duì)新方案進(jìn)行審核鑒定。功到自然成，專(zhuān)家們一致贊成新方案。這樣，工程施工終于邁出了實(shí)質(zhì)性的一步。
以“穩(wěn)”為進(jìn)“準(zhǔn)”合龍
橋梁架設(shè)，特別是超萬(wàn)噸級(jí)的鋼橋施工，靠的就是“穩(wěn)”、“準(zhǔn)”二字。“穩(wěn)”是“準(zhǔn)”的基礎(chǔ)，“準(zhǔn)”是“穩(wěn)”的最終結(jié)果。
成貴鐵路五通岷江特大橋鋼桁梁共有36個(gè)節(jié)間，每個(gè)節(jié)間長(zhǎng)14米，由20～30根桿件組成，重達(dá)300～500噸，最高作業(yè)面離江面有60米，拼裝施工的“穩(wěn)”字要求分外嚴(yán)格，時(shí)刻都有橋體傾覆的危險(xiǎn)。尤其是在主跨合龍之前，大橋懸臂最長(zhǎng)距離達(dá)112米，重量有6000余噸，這對(duì)鋼梁拼裝架設(shè)線(xiàn)形控制可是巨大考驗(yàn)。由于大橋橋址位于岷江下游，河床起伏大，且覆蓋著一層多達(dá)10米厚的卵石層，臨時(shí)基礎(chǔ)工程施工和維護(hù)難度也極大。中鐵四局鋼構(gòu)成貴鐵路五通岷江特大橋項(xiàng)目部堅(jiān)持以“穩(wěn)”克“穩(wěn)”，通過(guò)對(duì)大粒徑卵石沙土地質(zhì)條件的研究，創(chuàng)新采取旋挖鉆機(jī)鉆進(jìn)、鋼護(hù)筒跟進(jìn)成孔新工藝，成功克服大粒徑卵石砂土且滲水嚴(yán)重地質(zhì)條件，確保臨時(shí)墩的成孔質(zhì)量，還將施工效率提高了5倍以上。在拼裝過(guò)程中，他們先后成立桿件驗(yàn)收、線(xiàn)形測(cè)量、偏差分析3個(gè)專(zhuān)業(yè)工作小組，嚴(yán)把桿件加工質(zhì)量關(guān)，在一個(gè)節(jié)點(diǎn)安裝完成后，技術(shù)人員及時(shí)測(cè)量豎向、橫向和縱向偏差，隨時(shí)掌握鋼梁線(xiàn)形數(shù)據(jù)，通過(guò)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)線(xiàn)形對(duì)比，快速響應(yīng)并適時(shí)提出糾偏方案，確保滿(mǎn)足整體線(xiàn)形要求。
對(duì)拼裝精度的所有要求都將在主跨鋼桁梁合龍時(shí)成幾何倍數(shù)地放大出來(lái)。隨著橋體懸臂拼裝距離越來(lái)越長(zhǎng)，即便是最堅(jiān)固的鋼材，也會(huì)因?yàn)樽陨碇亓堪l(fā)生不易發(fā)覺(jué)的變形，和垂直方向產(chǎn)生夾角，這就是力學(xué)上的“下?lián)?rdquo;。根據(jù)測(cè)算，在主跨合龍前，鋼桁梁兩側(cè)懸臂將伸至112米、98米，由于自重分別下?lián)?94毫米、301毫米，與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)分別有0.22度和0.18度的轉(zhuǎn)角，加之受到溫度、制造安裝偏差、安裝荷載和鋼梁實(shí)際剛度系數(shù)等因素的影響，要將6根桿件精準(zhǔn)合龍，對(duì)合龍點(diǎn)位置控制要求極高。為保證合龍精確，技術(shù)人員將所有合龍偏差按方向總結(jié)成三個(gè)維度，以進(jìn)一步細(xì)化、分解合龍的過(guò)程控制。一是針對(duì)東西向的縱向偏差，通過(guò)橋墩處縱向千斤頂推動(dòng)鋼梁橋體來(lái)消除，當(dāng)這個(gè)偏差在10毫米以?xún)?nèi)時(shí)，則利用溫差進(jìn)行微調(diào)：溫度每升高1攝氏度，合龍口之間的距離將減少2.45毫米。二是南北的橫向偏差，利用橫向糾偏系統(tǒng)推動(dòng)橋體來(lái)調(diào)整，當(dāng)橫向偏差在10毫米以?xún)?nèi)時(shí)，則通過(guò)張拉合龍口節(jié)點(diǎn)處的鋼絞線(xiàn)或倒鏈進(jìn)行上下游的對(duì)拉來(lái)微調(diào)。三是豎向偏差，通過(guò)邊墩落梁的杠桿原理使合龍口自然上升，達(dá)到既定合龍位置。這樣，在合龍過(guò)程中，按照依次調(diào)整橫向偏差、豎向高差和縱向偏差的順序，確定合龍口無(wú)平面偏差和豎向高差以后，再依次合龍下弦桿、上弦桿和斜桿，完成主桁合龍，最后安裝下平聯(lián)、縱梁和上平聯(lián)桿件，最終實(shí)現(xiàn)橋體的完全精準(zhǔn)合龍。
從“零”開(kāi)始終跨越
科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，在成貴鐵路五通岷江特大橋鋼桁梁的施工過(guò)程中，中鐵四局鋼構(gòu)再次驗(yàn)證了這個(gè)顛撲不破的真理。面對(duì)各種施工難題，中鐵四局鋼構(gòu)人已習(xí)慣在問(wèn)題面前鉆研、在實(shí)踐中摸索，依靠技術(shù)創(chuàng)新來(lái)打破僵局。自2014年2月進(jìn)入項(xiàng)目以來(lái)，中鐵四局鋼構(gòu)成貴鐵路五通岷江特大橋項(xiàng)目部所有人員幾乎全都開(kāi)啟了白天在現(xiàn)場(chǎng)看問(wèn)題、晚上集體開(kāi)會(huì)研討的工作模式，他們先后組織召開(kāi)各種內(nèi)部技術(shù)研討會(huì)140余次，邀請(qǐng)外部專(zhuān)家評(píng)審、授課20余次，編制完成各類(lèi)施工技術(shù)方案50余份，將所有技術(shù)方案壘起來(lái)就有兩米多高。
一分耕耘一分收獲。正是這種敢于直面困難、一切從零開(kāi)始的進(jìn)取精神，讓中鐵四局鋼構(gòu)在完成成貴鐵路五通岷江特大橋下弦變桁高連續(xù)鋼桁梁的架設(shè)過(guò)程中，也收獲了累累碩果：他們先后總結(jié)形成了大跨度下弦變桁高連續(xù)鋼桁梁懸臂架設(shè)、跨中無(wú)應(yīng)力合龍，大粒徑卵石沙土且滲水嚴(yán)重地質(zhì)條件下樁基成孔等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，安全有序推進(jìn)架設(shè)施工，比原定合龍計(jì)劃時(shí)間提前了兩個(gè)月。該橋鋼桁梁的順利合龍，成功填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在大跨度下弦變桁高鋼桁梁施工領(lǐng)域的技術(shù)空白，也為國(guó)內(nèi)今后類(lèi)似鋼橋工程建設(shè)提供了可靠借鑒。
