13日早晨6點(diǎn)35分,濰青高速跨膠濟(jì)鐵路橋完成轉(zhuǎn)體后不久,一列動(dòng)車從橋下飛馳而過(guò)。作為目前國(guó)內(nèi)最重的高速公路跨鐵路轉(zhuǎn)體橋,濰青高速跨膠濟(jì)客專、膠濟(jì)鐵路轉(zhuǎn)體橋的單體重量分別達(dá)3.85萬(wàn)噸、3.79萬(wàn)噸。如此重的橋體實(shí)現(xiàn)華麗轉(zhuǎn)身,是如何做到分毫不差精準(zhǔn)對(duì)接的?背后又有哪些不為人知的技術(shù)和施工準(zhǔn)備?大眾網(wǎng)·海報(bào)新聞?dòng)浾邔?duì)話負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)體橋項(xiàng)目的兩位工程師,揭秘兩個(gè)3.8萬(wàn)噸大家伙華麗轉(zhuǎn)身背后的故事。
單體3.8萬(wàn)噸國(guó)內(nèi)史無(wú)前例 剎停都要提前15分鐘減速
“通過(guò)球鉸進(jìn)行轉(zhuǎn)體,在公路、鐵路建設(shè)上是比較成熟的技術(shù),但單體重量3.8萬(wàn)噸的6車道高速公路轉(zhuǎn)體橋,在國(guó)內(nèi)也是史無(wú)前例的。”山東高速濟(jì)青中線項(xiàng)目公司總經(jīng)理姜開(kāi)明坦言,橋梁轉(zhuǎn)體的兩個(gè)多小時(shí)里,他和現(xiàn)場(chǎng)所有工程技術(shù)人員一樣,心里始終緊繃著一根弦。
姜開(kāi)明介紹稱,由于橋上是6車道高速公路,橋下是膠濟(jì)客專和膠濟(jì)鐵路的并行線,同時(shí)為保證橋體與鐵路接觸網(wǎng)之間的凈空安全距離,又要求橋梁墩柱足夠高。以上種種因素,造就了這兩座寬度超過(guò)40米、轉(zhuǎn)體跨徑2×85米,混凝土澆筑量6萬(wàn)多方,總重量達(dá)7.64萬(wàn)噸的轉(zhuǎn)體橋。
要轉(zhuǎn)動(dòng)單體3.8萬(wàn)噸的大家伙,所需的牽引力也非同一般。“啟動(dòng)階段需要的牽引力最大,在150噸左右,加速過(guò)程也需要120多噸的牽引力,勻速轉(zhuǎn)體階段則需100噸左右的持續(xù)牽引。”轉(zhuǎn)體橋項(xiàng)目工程部長(zhǎng)佟傳鑫介紹說(shuō),為了保證足夠的拉力富余,現(xiàn)場(chǎng)使用了最大拉力可達(dá)1000噸的千斤頂。
3.8萬(wàn)噸的鋼筋混凝土,轉(zhuǎn)體過(guò)程必須保證勻速轉(zhuǎn)動(dòng),急停急剎可能因巨大的慣性造成內(nèi)部結(jié)構(gòu)損傷。根據(jù)前期計(jì)算和試轉(zhuǎn)體的數(shù)據(jù),正式轉(zhuǎn)體末端提前15分鐘就開(kāi)始慢慢降低千斤頂?shù)臓恳?,直到牽引力減為零后,這個(gè)3.8萬(wàn)噸的大家伙仍會(huì)在慣性下繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)20秒左右,才會(huì)完全停下。這時(shí),橋體末端離完全對(duì)齊仍有60厘米弧長(zhǎng),再經(jīng)過(guò)10分鐘左右的牽引微調(diào),最終實(shí)現(xiàn)了橋體分毫不差精準(zhǔn)對(duì)接。
“轉(zhuǎn)體過(guò)程中,最關(guān)鍵的是保證重心穩(wěn)定和橋體平衡,一百多米長(zhǎng)的轉(zhuǎn)體橋,結(jié)構(gòu)偏心不能大于0.1米。”姜開(kāi)明介紹說(shuō),如果梁體重心不平衡,轉(zhuǎn)體過(guò)程中就會(huì)發(fā)生側(cè)向偏移,因此工程技術(shù)人員在轉(zhuǎn)體前就對(duì)橋體進(jìn)行了重心測(cè)算。
佟傳鑫全程參與了3.8萬(wàn)噸橋體的重心測(cè)算,“通俗來(lái)說(shuō),就是用千斤頂在一側(cè)上承臺(tái)的位置翹一翹,看用多大的力能把它翹動(dòng),再?gòu)牧硪粋?cè)重復(fù)這一過(guò)程,從而測(cè)算出梁體的重心位置。”佟傳鑫說(shuō),經(jīng)過(guò)計(jì)算,最終工程技術(shù)人員在35號(hào)主墩上放置了20.4噸的配重塊,在32號(hào)主墩也加了34噸配重。
北斗定位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)體姿態(tài) 國(guó)產(chǎn)技術(shù)讓“不敢想”變成“有底氣”
“功夫下到平時(shí),從樁基施工、鋼絞線張拉到混凝土澆筑,從工期規(guī)劃、安全管理到人員分配,橋梁轉(zhuǎn)體過(guò)程中可能出現(xiàn)的各種問(wèn)題,都在設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中進(jìn)行了規(guī)避。”姜開(kāi)明介紹說(shuō),為了最后這兩個(gè)多小時(shí)的成功轉(zhuǎn)體,全體工程技術(shù)和施工人員已經(jīng)忙活了一年多。
大眾網(wǎng)·海報(bào)新聞?dòng)浾咴跇蛄恨D(zhuǎn)體現(xiàn)場(chǎng)看到,監(jiān)控大屏幕上橋梁轉(zhuǎn)體的偏航角、線速度、傾伏角、俯仰角、整體完成度等各項(xiàng)參數(shù)實(shí)時(shí)滾動(dòng),為工程技術(shù)人員提供了可視化參考。
作為目前國(guó)內(nèi)最重的轉(zhuǎn)體橋,橋梁轉(zhuǎn)體過(guò)程中對(duì)線形控制、技術(shù)精度要求極高。為此,項(xiàng)目方首次使用了北斗定位系統(tǒng)對(duì)橋梁轉(zhuǎn)角及姿態(tài)進(jìn)行監(jiān)控,實(shí)時(shí)采集偏航角、俯仰角、橫滾角等數(shù)據(jù),通過(guò)“全程可視化、控制智能化”提前分析告警。佟傳鑫介紹說(shuō),這是行業(yè)內(nèi)近兩年才開(kāi)始使用的一項(xiàng)全新技術(shù),與此前橋梁轉(zhuǎn)體過(guò)程中使用的全站儀相比,是一項(xiàng)顛覆性的技術(shù)進(jìn)步。
有著多個(gè)轉(zhuǎn)體橋項(xiàng)目施工經(jīng)驗(yàn)的佟傳鑫介紹說(shuō),此前轉(zhuǎn)體過(guò)程中監(jiān)測(cè)橋體姿態(tài)使用的全站儀是光學(xué)儀器,通過(guò)人工觀察、口頭報(bào)數(shù)、人腦判斷的方式來(lái)對(duì)橋梁轉(zhuǎn)體姿態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)?,F(xiàn)場(chǎng)指揮員接收到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)永遠(yuǎn)比實(shí)際情況慢半拍,既做不到實(shí)時(shí)更新,更別提可視化監(jiān)測(cè)。
“北斗定位技術(shù)應(yīng)用在橋梁轉(zhuǎn)體上,大大解放了我們的勞動(dòng)量,極大提高了生產(chǎn)效率,這樣我們心里也更有底了。”技術(shù)嘗鮮后,佟傳鑫喜悅之情溢于言表。除了北斗定位技術(shù),這次橋梁轉(zhuǎn)體的“轉(zhuǎn)軸”,也是廣西柳州生產(chǎn)的抗傾覆球鉸,實(shí)現(xiàn)了核心技術(shù)的全國(guó)產(chǎn)化。
記者 賀輝 郭由 報(bào)道
“這么大噸位的橋,能保證順利轉(zhuǎn)體,放在幾年前,這是想都不敢想的技術(shù)挑戰(zhàn)。”從事工程施工幾十年的姜開(kāi)明坦言,原來(lái)最多只能做4車道寬度的轉(zhuǎn)體橋,現(xiàn)在能做到6車道,這得益于最近幾年國(guó)產(chǎn)定位系統(tǒng)、軟件信息系統(tǒng)的應(yīng)用,以及建筑材料、施工方案和施工工藝的不斷迭代升級(jí)。“這背后是我們國(guó)家基建技術(shù)整體實(shí)力的穩(wěn)步提高,讓我們敢于嘗試3.8萬(wàn)噸的轉(zhuǎn)體橋。”