世界级高桥这样建造(工匠绝活)

发布时间:2024-09-03 06:49:44 来源: sp20240903

  施工团队在进行大体积混凝土浇筑。   贵州桥梁集团供图

  建设中的花江峡谷大桥。   张杰摄

  施工人员在安装智慧缆索。   张杰摄

  核心阅读

  贵州省花江峡谷大桥主桥跨径达1420米,桥面与北盘江的垂直距离达625米,建成后将成为主桥跨径和高度世界第一的山区桥梁。

  几年来,项目团队创新工艺,攻克了混凝土浇筑、提高抗风安全性、优化索股架设等一道道难题,用智慧和汗水浇筑起这座世界级高桥。

 

  夏日炎炎,山风阵阵。登上204米高的花江峡谷大桥主塔,脚下的北盘江宛若一条碧绿丝带,在贵州花江大峡谷间蜿蜒前行。由贵州桥梁集团承建的六安8标花江峡谷大桥,是贵州省六枝至安龙高速公路的关键控制性工程。目前,项目团队已完成下部结构、索鞍施工,即将完成主缆架设,大桥建成后,将成为主桥跨径和高度世界第一的山区桥梁。

  智能温控,高空泵送,增强耐久性和安全性

  山区建高桥,混凝土施工有多重要?花江峡谷大桥混凝土总用量达43.9万立方米。“大体积混凝土浇筑,因为水化热产生内外温差,很容易出现裂缝,影响整体结构的耐久性和安全性。”六安8标一工区负责人李平安说,长、宽、高三个数值中,最小尺寸超过1米,就算大体积混凝土,在花江峡谷大桥,这种情况比比皆是,而最大的大体积混凝土结构——安龙岸锚碇达到16.4万立方米。同时,在浇筑大体积混凝土过程中,内部会释放热量,导致与外部产生温差,温差控制也很重要,一般内外温差不能超过25摄氏度。

  难题如何破解?“我们成立攻关小组,自主研发智能温控系统。”李平安介绍,混凝土浇筑前,提前埋设冷却水管和智能芯片,通过手机端或电脑端,可以实时监测浇筑时的内外温差,“我们还建有一冷一热两个水池,内部温度过高,输送冷水降温,反之输送热水。还能根据温度控制水流流速,把控调温速度,如果降温过快,容易造成开裂。”

  “像锚碇和主塔体积巨大,需要分层浇筑,要精准把控层与层之间的温差,尽可能让每层达到相近的温度,慢工出细活,才能实现整体稳定。”温控技术员吴仕鹏补充道。

  解决了温控问题,如何将混凝土泵送至204米高空?项目团队一度束手无策。

  “混凝土标号越高、稠度越大,管道泵送越困难。如果不能一次泵送,会影响混凝土质量和工效。”李平安跟技术团队一起,研究选用管壁加厚的锰钢材质,改良管道连接方式,优化混凝土配比,最终解决了超高混凝土泵送难题。“别说200米,现在可以实现一次泵送到300米高空!”李平安说。

  海量运算,创新安装,将风力影响降至最低

  早上6点,六安8标工程科负责人欧阳松穿上工装,戴好安全帽,乘坐电梯登上主塔,为架设主缆做准备。尽管身处高空,风声呼啸,他仍然步履稳健。“现在抗风做得好,能走得稳,心里也踏实。”欧阳松说。

  花江大峡谷,地处云贵高原向广西丘陵过渡的斜坡地带,山高谷深,在这里建高桥,首先要解决抗风难题。

  “要抗风,首先得‘捕风’,要观测风速、风向、风攻角等数据,开展风环境研究。”欧阳松表示,施工前期主要依靠人工观测,后来项目团队跟同济大学合作,采用多普勒激光雷达测风,成本降低、精度提升,还能24小时自动采集传输。

  自2022年起,项目团队积累海量数据,并以等比缩放方式建模,开展风洞实验,找到最优的抗风结构形式。

  欧阳松说,为了减轻大桥受风力等因素造成的摇摆,他们决定在主桥两侧安装可调节角度的钢材质风翼板,“该不该安装、安装什么形状、怎么安装等等,都通过大数据计算清楚。”

  有了海量的峡谷风数据,猫道的抗风安全性也明显提高。大桥施工时,架设在用于承重的主缆之下,平行于主缆的线形临时施工便道,便是猫道。在主缆施工完成之前,它实际上是一座大跨径“铁索桥”,关系到主缆架设精度和施工人员安全。

  花江峡谷大桥有两条4米宽的猫道,为增强抗风性能,项目团队选择镀锌钢丝网作为其底板和护栏。“这种钢丝网孔径大,质量轻,强度高,透风性能好。”欧阳松说,两条猫道间还增设了横向通道,形成一个空间网状结构,将风力影响降至最低。

  考虑到山区峡谷风速变化快,有着很强的突发性,项目团队还研发了山区峡谷超高索塔竖向移动工厂整体式爬模系统,集模架爬升、峡谷风环境监测、安全监控、防雷避险等集成控制于一体,能实现一人控制所有爬架同步提升,让花江峡谷大桥实现工业化、高精化、智能化建造。

  优化索鞍,北斗定位,提高缆索架设精度

  时针划过凌晨2点,峡谷风力逐渐稳定,六安8标项目经理吴朝明和同事们开始上岗。他们要把握黄金时间,调整索股。

  对于悬索桥而言,几乎所有承重都依靠两根主缆,它从主跨中部向两岸伸展,像臂膀一样将桥梁的荷载重量传递到峡谷两岸的主塔和锚碇上。花江峡谷大桥的两根主缆均由217根索股组成,一根索股43.4吨重,2378米长。在600多米高空逐一精准架设,难度可想而知。

  团队尝试采用控制主缆转向的新型索鞍设备。“索鞍相当于是专供悬索绕过两座主塔顶端,用于承受主缆重量、固定主缆的‘基座’。相较于以前的铸焊结构索鞍,新研发的锻焊结构索鞍强度高、重量轻,易吊装。”六安8标机料科科长唐健介绍,铸焊容易出现气孔和裂纹,但团队联合生产企业研发专业焊接机器人,锻焊焊缝实现质量控制,“能更好地让主缆‘骑’在索鞍上,完成转向、支撑以及传递载荷等任务。”

  吴朝明说,第一根索股的精确定位非常关键,其余几百根索股都要参考这根基准索股。如何确保基准索股的空间位置达到设计要求?“之前是用两台全站仪分别从不同方向同时对基准索股进行测量、计算,在气温和风速相对稳定的夜间进行调整。”吴朝明说,花江峡谷大桥建设引入北斗系统,直接获取三维绝对位置,还能24小时连续进行动态采样,提高缆索架设的精度。

  基准索股架设整整耗时一天,并对同一位置变化情况持续观测一周,直至相对高差稳定在2毫米以内,才陆续架设其他索股。目前,主缆索股架设任务已经过半。

  今年6月,在主缆架设过程中,花江峡谷大桥安装了智慧缆索,让主缆有了“神经系统”,能进行“健康监测”。

  “共有3条智慧缆索,装有光栅光纤传感装置。通过监测索股受力变化,实时掌握桥梁主体安全情况,及时预警风险隐患,还能为大桥后期维护保养提供较为精准的数据参考。”吴朝明说,智慧缆索还配套除湿系统,确保主缆内部湿度处在合理范围,有效防止锈蚀,延长使用寿命。

  从混凝土浇筑看新技术,从抗风安全性看新工艺,从缆索架设看新设备……项目团队正用智慧和汗水,攻克一道道难题,奋力托起这座世界级高桥。

 

  ■延伸阅读

  花江峡谷大桥有哪些新工艺

  花江峡谷大桥全长2890米,2022年1月开工,预计2025年6月建成。考虑到山高谷深,地形险峻,风力、湿度、温度等变化莫测,花江峡谷大桥创新运用多个新工艺,应对复杂环境条件。

  采用轻量化锻焊结构索鞍,减少用钢量,降低吊装难度,给出了大跨度悬索桥的建设新方案;采用全方位专业设备进行峡谷风观测,并开展智能数据分析,获取山区桥位风场环境的基本规律,提前进行猫道、缆吊风稳定性专项设计;采用石粉配制混凝土,减少水泥用量,践行绿色环保施工理念;采用物联网传感、数据采集和无线传输,结合北斗数字化平台管控服务,探索大数据建桥新实践……此外,花江峡谷大桥还规划建设服务区,配套建设的桥梁博物馆、200米垂直观光电梯、高空观光餐厅等桥旅融合项目已同步启动,建成后将带动周边区域发展,助力乡村全面振兴。

  《 人民日报 》( 2024年07月19日 06 版)

(责编:岳弘彬、牛镛)
选择用户
全部人员 全选 撤消
谢志刚
李岩
李海涛
谢志强
李亚琴
潘潇潇
杨亚男
高荣新
郑文静
金琳
张银波
张欣
陈曦
刘涛
王长青
高广柱
孙圆
行政专员
付雪枫
张雪莲
张璐
刘相群
张明璇
李静
孙静
王晨
赵夏
马洪亮
张兰
黄莉
李潍伊
常恩宁
侯昭宇
韩岩峰
冯亚红
林洋
陈静
刘婧
魏保国
唐彦秀
张楠
刘瑞萍
付严明
荣伶
马建国
邓爱青
系统管理员