“空中变轨”建大桥
2021-03-04
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“漂亮!”这是大家看到伍家岗长江大桥主塔后心底的想法。作为连接宜昌市主城区与新区的地标性建筑,伍家岗长江大桥主塔设计新颖,每一面都有一对混凝土装饰条为大桥外观增添光彩。
1月18日,随着最后一榀钢箱梁顶推到位,二航局参建的湖北宜昌伍家岗长江大桥主桥成功合龙,大桥建设进入通车冲刺期。
伍家岗长江大桥是宜昌城区首座主跨超千米的大桥,全长2.8公里,主桥为双塔钢箱梁悬索桥,采用一跨过江方式建设,跨度达1160米。自2017年开建以来,二航局项目团队便积极开展科技攻关,大胆创新,取得多项先进成果,最终实现了大桥毫米级精度合龙。
“混凝土装饰条虽然好看,但给我们带来的就是难题。”时任项目副经理刘海军说。随着塔柱向上“生长”,装饰条的位置不断向内移动并形成弧度,但用于主塔施工的爬模平台却始终保持垂直搭设,导致与装饰条施工区域产生偏离。面对棘手问题,项目部要么直接拆除爬模平台,重新搭设,要么设法改造爬模平台。然而爬模平台共有六层,重达45吨,而且已爬升至90米高空,若直接拆装,起吊风险不言而喻。当众人一筹莫展之时,刘海军提出了“空中变轨”的想法,他说,“我们可以尝试变换爬模平台的轨道位置,来解决平台和装饰条施工的匹配矛盾。”
为了证实新思路具备可行性,技术团队连续作战攻关,对平台的整体结构、临时支架受力、三角架预埋件、承重销抗剪及焊缝等施工细节进行反复计算,对操作流程、工序衔接和安全保障措施进行全方位梳理和推演,最终制定出详细的变轨施工方案。“塔柱施工共有四个爬模平台,每个平台都有三条轨道,为了保证平台稳定,我们每次只变动一条轨道,同时加强临时支护,这样通过12次变轨就能顺利实现平台的云中滑步。”刘海军介绍。
“空中变轨”的成功实施,不仅确保了157米高的大桥南岸主塔“内外兼修”、顺利封顶,这一技术创新还获得了国家实用新型专利。
除了“空中变轨”,项目创新还有很多,锚碇基坑开挖方式也是创新之一。锚碇基坑开挖通常采用地连墙支护方式,但这种方式往往工期长、造价高,不适用于市内桥梁。“我们测算下来,锚碇面积足足有13个篮球场大小,必须进行技术革新。”项目副总工周志兴介绍。早在筹备期,项目团队就创新性提出运用咬合桩进行基坑开挖支护。
大桥采用了主跨超千米的“一跨过江”悬索桥设计,这也大大增加了大桥主要承重结构——锚碇的施工难度。咬合桩原本属于房建支护方式,运用于桥梁施工在国内尚属首次。“相比地连墙,咬合桩可有效缩短工期、减少成本,但我们没有相关施工经验,一旦失败,损失难以估量。”锚碇工区负责人丁刚梁起初倍感忐忑。技术团队制定了“走出去、请进来、勤钻研”三管齐下的策略,主动前往成都咬合桩施工现场考察、学习,还从昆明邀请专业人士到项目分享经验、提供指导,同时通过查阅文献资料,开展相关试验,探索科学合理的施工方案。在进行了大量考察学习和研究后,技术团队决定开创性地采用旋挖钻咬合桩施工。周志兴自信地说,“这个决定是我们经过多轮技术试验、成本核算、现场施工模拟和问题论证后得出的结论,经得起考验。”
果不其然,应用了新工艺,锚碇工区仅用6个月时间便圆满完成基坑支护施工,不仅缩短工期,还节约了不少成本,实现了跨千米级特大桥基坑支护结构形式的新突破。
创新还体现在新设备的应用上。在传统施工中,牵引系统的运行管控均通过对讲机人工口头指挥,大量工作仍停留在人工判断阶段。“我们经过充分的市场调查后,决定为大桥上构施工打造智能数控平台。”周志兴说,“这如同为牵引系统装上了‘大脑’和‘眼睛’。”
“眼睛”就是现场安装的各种传感器,实时采集猫道、塔顶门架、卷扬机的状态数据,监控索股拽拉器的运行位置、通过速率、完成进度,还能自动测量索股温度、间距,以及风速风向、索塔偏移范围。“大脑”则是这些数据与影像信息集中呈现的智能数控平台,对相关信息进行实时关联分析,为平台子系统的控制指令发送与风险预警提供智能支撑。
“大脑”与“眼睛”的联合作战成功在机具控制、索夹螺栓紧固等诸多施工环节保障了牵引系统的稳定性,提高了索股架设与后期调整效率,实现了主缆线性控制达到毫米级精度。
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