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世界最高、跨度最大反对称结构斜拉桥主塔合龙

时间:2018-01-16 09:53:09 来源:2018年最新注册送彩金网 作者:范燕宾
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  2018年最新注册送彩金网讯 (通讯员 范燕宾)1月12日,经过长达8个月的加紧建设,由中铁上海局五公司承建的,目前世界上最高、跨度最大的“反对称结构斜拉桥”——柳州白沙大桥主塔成功在106米高空“会师”。至此,被市民喻为“柳州之门”的大桥主塔顺利成型。
 
  广西柳州素来享有“桥梁博物馆”的美誉,其中白沙大桥更是这座博物馆里的“明星”。大桥主塔由空间曲线扭曲构成,采用单箱七室结构矩形截面钢箱型结构,共由27节总重量达4178吨的钢节段组成。其中最大节段重293.4吨,约等于70头成年非洲象的重量。白沙大桥能够在二十多座桥梁中脱颖而出,正是得益于这座屹立于柳江上高达106米的门形主塔。
 
  “世界之最”因何而来
 
  柳州白沙大桥主桥为“空间异形扭曲反对称全漂浮体系”,大桥建设规模为世界上同结构类型桥梁中最大的一座,同时也是高度最高、跨度最大、用钢量最多的“反对称结构斜拉桥”。
 
  据中铁上海工程局的“造桥专家”唐俊介绍,柳州白沙大桥在前期准备过程中,通过与世界上同类型桥梁施工模式进行比对后发现,在此类型桥梁的建设中,白沙大桥的综合性造桥技术和功法在国内处于首创地位,在国际上的同类桥梁施工中也属一流。
 
  白沙大桥的主塔为空间异形结构,仿佛将两根笔直的钢塔在106米的空中拧成一个“麻花”,使得建设难度呈几何倍数提升。由于主塔施工难度巨大,大桥采用整体行架辅助主塔施工。
 
  对此,项目部设计了能够同时满足主塔高度、异形结构、线性、稳定性要求,能够实现模块化设计并在现场快速安装的整体行架,采用拼装方式进行架设。在满足绿色环保要求的同时,使得行架能够循环利用于各类竖状结构物施工,有效节约了项目成本。但由于减少了焊接环节,对行架搭设的精确度、稳定性以及安全把控的要求也大大提高。
 
  据技术负责人介绍说:“在实际施工过程中,项目采取了四点千斤顶同步提升的方式进行,通过快速调整钢塔对位姿态,有效节约了施工进度。而在高位吊装支架施工中,通过采用远程监控系统对施工过程钢塔应力和位移实行全程监控,有效确保了高空作业安全稳定,行架拼接顺利完成。”
 
  50项措施攻克“六大关口”
 
  “柳州白沙大桥在建设过程共有‘两重四难’6大关键点。在施工过程中,我们坚持积极摸索、谨慎前行,超前谋划、严密组织的原则,针对每项重难点均编制了专项施工方案,共提炼出了50项具体措施。”项目经理刘明友介绍。
 
  白沙大桥仅在主塔处和交界墩处就分别设计了16根直径3米和2.5米的钻孔灌注桩。由于施工区域属于裂隙、溶洞发育的溶蚀地质,河床面起伏较大,且柳江每年均有固定的洪水期,导致大直径钻孔桩和水下承台施工不确定地质因素较多。为了不让大桥变成柳江上的“无根之萍”,钻孔桩的施工无疑是重中之重。对此,项目部设计了专用冲击锤头对钻机进行改制加强,并对钻孔垂直度进行监控,严格执行斜面入岩、溶洞处理的工艺细则,根据地勘资料有针对性地加强施工过程管理,确保了钻孔桩的质量。
 
  大桥主塔承台为深水基础,长27.5米、宽12米、高8米。面对体积如此巨大的桥墩,项目部采用了双臂钢围堰进行施工,并通过“大重量整体提升分段自浮式”方法安装钢围堰,高效快捷的同时,还进一步保证了围堰稳定性。同时,承台采用了高强度混凝土进行分层浇筑,辅助设置了冷却水管,有效降低了水化热,保证了承台质量。项目部还在洪水期积极与当地水文站和防洪办沟通联系,对上游雨量和水位情况进行全时掌控,高效组织洪水间歇期施工,既确保了安全,又保证了进度。
 
  为兼顾柳江航道通行顺畅,白沙大桥主桥为2×200米跨江设计,由正交异性桥面板流线型扁平钢箱梁构成,采取单边顶推功法进行施工。为了让这块重达9400吨的“大滑板”前行400米不脱离轨道且不脱节。项目部对“原材料关、下料关、运输关和焊接关”进行了严格卡控。并通过初步纠偏、强制限位、控制通过三个阶段,保证在经过主塔时不与塔身“擦肩”,确保桥面线性稳定。同时,在组织主塔底部和桥面施工时,为避免现场施工环节相互“打架”,项目部积极做好组织衔接,对支墩、支撑等临时设施均采用模块化设计,并配置了相应的运输船只,有效提高存放和运输效率,妥善解决了“一地三用”的问题。
 
  作为柳江上的“颜值担当”,由于主塔塔身结构形式特殊,对施工过程中的测量定位和吊装就位精确性要求非常严格,稳定性也很难把握。对此,技术负责人介绍说:“主塔每个节段均经过计算机仿真、自动化控制技术下料、切割和焊接等一系列精细工艺制造成型,通过三维模型模拟定位,全方位布置定位轴线后,采取‘钢栈桥基础加高位门吊’的双重保障分节进行吊装,有效保证了稳定性和精确性。”
 
  俗话说“一个好汉三个帮”,大桥主塔这个“好汉”也有着60根热镀锌材质的斜拉索帮助。由于单根斜拉索最大成桥索力高达687.6吨,为了精确控制成桥索力以及主塔线型,技术团队将主塔线型与理论值进行对比,并结合温度、气候等因素,针对性的制造斜拉索。同时根据远程监控系统得出的结果,模拟安装情况,并分阶段施加索力,有效保证了施工过程的安全和成品的质量。
 
  大桥建成后的意义在哪
 
  柳州白沙大桥在建设过程中坚持以科技为先导,不断加强科研开发和工艺优化。先后获得国家级授权专利发明16项,《深水溶蚀地质大直径钻孔桩施工工法》《钢箱梁大跨度柔性支墩多点连续顶推施工工法》《空间异形扭曲反对称钢主塔吊装施工工法》《反对称斜拉索安装施工工法》等4项工法获广西自治区工法。依靠丰富的施工经验和多项独有的水中施工专利,项目部解决了一道道横亘在建设路上的难题。
 
  据技术负责人介绍,柳州白沙大桥通过采用midas civil软件建立了钢主塔有限元模型,对主塔吊装工程进行了全程模拟。同时,采用BIM技术建立钢塔模型,依据拟合塔轴线精确计算安装定位坐标。针对工程特点和现场实际情况合理设计了施工方案,依靠信息化远程监控技术保证了钢塔吊装过程临时结构的安全稳定,拓展了国内复杂钢桥建设信息化施工技术的应用,对今后同类桥梁施工具有广泛的参考应用价值。
 
  柳州白沙大桥是广西柳州市的第20座跨柳江大桥,是连接柳北区和河东片区的一条交通要道,对有效缓解柳州市河东大桥与壶东大桥的交通压力起着至关重要的作用。作为柳州市重点民生工程,白沙大桥建成通车后,将成为柳州市区又一条东西走向的“大动脉”。
 

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编辑: 何维
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