重點(diǎn)工程元江特大橋 用技術(shù)扛起高墩大跨

元江特大橋，用技術(shù)扛起高墩大跨

7月12日，記者在中老國(guó)際通道玉溪磨鐵路元江特大橋施工現(xiàn)場(chǎng)看到，中鐵四局?jǐn)?shù)十名工人冒著40攝氏度的高溫，抓緊推進(jìn)大橋鋼桁梁安裝。

這座大橋飛跨V型高山峽谷，是元江上第一座鐵路雙線特大橋。橋梁集高墩、大跨于一體，最高的3號(hào)橋墩高154米，主橋變桁高上承式連續(xù)鋼桁梁最大跨度249米，將創(chuàng)下同類鐵路橋梁建設(shè)的兩個(gè)“世界之最”。

元江特大橋工程是全線重點(diǎn)控制性工程，橋梁兩側(cè)自然岸坡高達(dá)70度，橋面到江面高差237米，施工場(chǎng)地狹窄、交通不便，且大橋的設(shè)計(jì)施工技術(shù)國(guó)內(nèi)外可以借鑒的先例不多，橋梁施工難度大，安全風(fēng)險(xiǎn)高。

為確保橋梁按照預(yù)定工期交付使用，如何有效克服現(xiàn)場(chǎng)地形地貌復(fù)雜、大跨度懸拼架設(shè)、超高臨時(shí)墩施工等難點(diǎn)就成為擺在建設(shè)者面前亟須解決的難題。

精確合龍 做好橋梁線形控制

在橋梁架設(shè)過程中可能會(huì)出現(xiàn)最長(zhǎng)懸臂達(dá)124.5米的工況，而且這里山高谷深，地勢(shì)險(xiǎn)要，風(fēng)大、溫差大，鋼桁梁本身受溫度影響大，“如何做好橋梁線形控制是能否實(shí)現(xiàn)精確合龍的關(guān)鍵所在。”中鐵四局元江特大橋項(xiàng)目總工程師謝露說，為滿足鋼桁梁線形調(diào)整需要，施工過程中，項(xiàng)目部將建立一套監(jiān)控量測(cè)系統(tǒng)，運(yùn)用全站儀、GPS設(shè)備觀測(cè)線形變化，在桿件上安裝應(yīng)變片感知鋼梁形變程度。

工作人員在橋臺(tái)及各墩頂布置三維智能千斤頂及抄墊板等縱橫移糾偏裝置，并在墩頂安裝球形支座，利用墩頂縱橫移糾偏裝置和溫度調(diào)整法，分步驟調(diào)整合龍口縱向偏差，從而確保主橋精確合龍。

為確保鋼桁梁架設(shè)安全穩(wěn)定，中鐵四局元江特大橋項(xiàng)目部還根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)形式，因地制宜，創(chuàng)造性地提出“無纜索吊和吊索塔架輔助架梁方案”，使用2臺(tái)架梁吊機(jī)由兩側(cè)邊跨向主跨雙向懸臂架設(shè)，鋼梁在主跨跨中合龍，從而消除了吊索塔架和纜索吊施工面臨的山體塌方等安全風(fēng)險(xiǎn)。

分析建模 確保臨時(shí)墩穩(wěn)固

“考慮到現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境保護(hù)需要和施工難度情況，在精確計(jì)算橋墩受力數(shù)據(jù)，確保橋墩滿足橋面承重和自身載荷的前提下，大橋共設(shè)置4個(gè)主墩和2個(gè)橋臺(tái)。”項(xiàng)目經(jīng)理王炳巖說，在鋼桁梁架設(shè)過程中，由于主墩間距過大，不能滿足鋼桁梁懸拼架設(shè)的需要，項(xiàng)目部參考同類型橋梁架設(shè)方案，并根據(jù)本橋梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過建模計(jì)算，量身設(shè)計(jì)了11組臨時(shí)墩支架用于輔助鋼桁梁懸臂架設(shè)，其中L6號(hào)超高臨時(shí)墩高達(dá)133米，相當(dāng)于48層樓高，創(chuàng)國(guó)內(nèi)同類超高臨時(shí)墩之最。

根據(jù)橋梁架設(shè)需要，每個(gè)臨時(shí)墩需承受4000噸的荷載，且高度超高，還要面對(duì)山谷地區(qū)高達(dá)20米每秒的風(fēng)速考驗(yàn)，這對(duì)臨時(shí)墩的穩(wěn)定性和安全構(gòu)成極大挑戰(zhàn)。

在超高臨時(shí)墩的結(jié)構(gòu)選型上，項(xiàng)目部通過分析國(guó)內(nèi)常規(guī)橋梁格構(gòu)柱支架制作工藝，結(jié)合對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)地貌、自然條件的考察，并使用計(jì)算軟件對(duì)超高臨時(shí)墩支架受力狀態(tài)分析，最終設(shè)計(jì)確定超高臨時(shí)墩在使用國(guó)內(nèi)常規(guī)格構(gòu)柱支架的基礎(chǔ)上，在每片桁下面制作一組支架，兩組之間用細(xì)桿連接起來，確保了超高臨時(shí)墩在滿足荷載的前提下，也更加穩(wěn)固。針對(duì)高處作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)高、工作量大的特點(diǎn)，在每層作業(yè)面設(shè)置可連通的工作平臺(tái)，并設(shè)置爬梯、安全網(wǎng)、防墜器，確保人員施工安全。

高墩減重 為橋梁建設(shè)提供借鑒

高達(dá)154米的3號(hào)橋墩，相當(dāng)于54層樓房的高度。這座“第一高墩”重量將超過12萬噸，加上2.1萬噸的鋼桁梁，即使在不通行火車的情況下，橋墩底部都要承受15萬噸之重。設(shè)計(jì)人員在對(duì)橋墩底部進(jìn)行地質(zhì)勘探時(shí)發(fā)現(xiàn)，這個(gè)區(qū)域斷層和滑坡體較多，地質(zhì)破碎，地底結(jié)構(gòu)不足以承受如此大的重量。經(jīng)多次專家論證、方案比選優(yōu)化，最終創(chuàng)造性地提出，由兩個(gè)鋼筋混凝土空心墩通過墩頂橫梁和中間“X”型鋼結(jié)構(gòu)橫向連接的施工方案，在確保承重達(dá)標(biāo)的前提下，有效減輕橋墩自身重量。這一國(guó)內(nèi)首創(chuàng)的工法，為類似地質(zhì)條件的橋梁建設(shè)提供了借鑒。(趙漢斌)