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水落山间 虹桥初显——世界最大跨径公路悬浇拱桥拱圈合龙.pdf
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1、热点聚焦DOl:10.3963/j.issn.1006-8864.2023.05.001水落山间虹桥初显世界最大跨径公路悬浇拱桥拱圈合龙郭跃吴燃黄镜关键词:桥梁建设;精度控制;锚设计;智能监测;智能控制;古金高速;蜀道集团2023年8 月1 1 日,由蜀道集团下属四川路桥集团大桥工程分公司承建的泸州经古蔺至金沙高速公路施工总承包(简称“古金高速”)ZCB1-1标水落河特大桥拱圈顺利合龙,标志着大桥建设进入拱上结构施工阶段,为项目建成通车打下了坚实基础。古金高速地处四川盆地边缘的乌蒙山区,是典型的山区高速公路,多次跨越深谷、河流,桥隧比高达82%,是全国桥隧比最高的六车道高速公路。其中,古金高速
2、ZCB1-1标段的施工难度居全线之首,标段内的水落河特大桥是全线的关键控制性工程。水落河特大桥位于四川省泸州市古蔺县永乐镇与龙山镇交界处,为上承式钢筋混凝土悬臂浇筑拱桥,左幅全长1 7 2 1.2 5 米,右幅全长1 6 7 6.2 0 米,主跨计算长度335米。水落河特大桥具有“三大三高 的特点:浇筑方量大,拱座部分需浇筑混凝土总方量约2 5 5 0 4立方米,相当于1 4个标准游泳池的大小;拱圈部分为国内首次采用单幅分体式拱箱需浇筑混凝土1 1 8 0 0 立方米。拱圈长短差大,最长节段1 0.1 米,最短6.1 9 3 米,均超过国内现有拱桥最大和最小节段长度,悬浇重量达2 3 0 吨。
3、拱圈截面高宽比大,拱肋横断面最高6.5 米,宽4米,为国内最窄。拱箱结构壁薄至3 0 厘米,钢筋间距低至4厘米,特殊的结构设计使得拱箱内又高又陡,操作空间非常狭小,施工难度巨大。施工组织难度高,大桥位于山区深谷,四周沟纵横,建设场地狭窄闭塞,地质条件复杂,施工组织难度高。施工安全风险高,大桥所在地山势陡峭,桥面至谷底最大高差达2 5 0 余米,高空作业安全风险高。环水保要求高,桥址位于千鸟湖景区附近,背靠青山,且临近饮用水源保护区,生态敏感度高。水落河特大桥建成后,将超越世界已知同类型桥梁一一美国胡佛水坝大桥3 2 9 米的跨径,跃居世界公路桥梁第一位,在我国桥梁发展史上具有里程碑意义。一、勇
4、立“桥”头,攻坚克难,精准施策添动力水落河特大桥拱圈合龙前,需要经历拱座基坑开挖、大体积混凝土制备和浇筑、支架现浇、悬浇挂篮施工等施工步骤。面对施工场地受限、地质条件复杂等重重难关,项目建设团队积极发挥四川路桥特大型山区桥梁建设管理经验优势,结合实际建设条件,从建造技术创新、新型装备研发入手,精准施策,逐一破解施工难题,为今后山区大跨径拱桥施工积累了宝贵经验,也进一步促进山区公路桥梁建设实现智能化、装配化。1.合理规划现场,克服场地受限问题既有进场道路少且狭窄,施工便道须盘山而建且最大平均坡率达1 8%,累计长度达2 9.8 公里。大桥所在地地势陡峭,施工场地极其受限,导致缆索吊装系统、挂篮及
5、索塔拼装场布置困难。为了解决这一难题,项目部建设团队积极开展水落河特大桥结构设计、加工一体化研究,建立了水落河特大桥BIM模型,对施2023年第5 期总第3 8 1 期交通企业管理丨1热点聚焦工便道及拱座开挖平台进行合理规划,不断优化纵横向便道设置方案、缆索吊装系统、拼装场布置方案,从根本上解决了场地受限问题,便道的快速拉通也为后续各个施工节点的有序推进提供了交通保障。2.加强评估监测,克服复杂地质环境水落河特大桥桥位地质条件复杂,存在灰岩、溶洞、滑坡、裂缝发育等多种不良因素,施工安全风险高。对此,项目部提前做好工程施工的专项施工方案编制和安全技术交底,针对现场地质条件进行了全方位的安全风险评
6、估并施以精准处置:针对灰岩岩层易出现溶洞等问题,钻孔检验基坑,发现溶洞后及时采用砂浆注浆处置;针对滑坡体及时施作抗滑桩,并实时监控,确保边坡稳定;针对岩石裂隙发育区域采用垫墩锚杆、挂网喷射混凝土等措施防护边坡,并加强变形监测。3.强化过程控制,克服混凝土浇筑难题水落河特大桥拱座需浇筑2 万多立方米C50钢纤维混凝土,方量大、设计强度等级高,其质量对于桥身整体质量至关重要,且拱座施工时正处于夏季高温期,浇筑、养护等质量控制难度极大。对此,项目部从原材料把控、混凝土制备、浇筑温度、工序流程、浇筑间歇期、养护控制等6 个方面进行专项研讨与预案部署,有效地保证了混凝土浇筑质量。4.强化精度控制,克服线
7、型控制难题水落河特大桥拱圈4条拱肋从两岸对向施工,合龙允许轴向偏差、高程偏差仅为1 0 毫米,调节偏差小,精度要求高,且面临着沉降、温度、山间大风天气等不利因素。如何保持8 条“肋骨”齐头并进,沿着设计的线型标高“完美生长”,为了打赢这场无硝烟的“精度之战”,项目建设团队提前建立拱圈结构受力模型并进行演算分析,结合挂篮定位系统和应力监测系统,及时调整高程,以实现拱肋标高及轴线的精准控制,确保拱圈高精度合龙。二、勇攀高峰,敢为人先,技术创新增活力项目建设团队秉持“安全第一、质量至上”的理念,坚持创新驱动,针对复杂地理条件和项目特点,从设计优化、工艺优化、措施优化等方面积极开展多项关键技2交通企业
8、管理2 0 2 3 年第5 期总第3 8 1 期术研究,积极推进“四新技术 应用,以技术创新引领示范创建,助力品质工程建设。1.首次采用C80高韧性混凝土制备与泵送工艺由于水落河特大桥的拱圈跨径大、箍筋密集,薄壁箱型的拱肋设计导致混凝土开裂的风险大大增高,因此,急需一种高强度、高韧性、高流态的新型高性能混凝土。对此,项目部成立了专题科研小组,并邀请武汉理工大学专业技术团队通力合作,积极开展技术攻关。经过42 个配方比共40 0 多次试验,最终成功发出具有自主知识产权的C80高韧性抗裂钢纤维混凝土,既保留了普通混凝土优异的工作性能,又大大增加了抗裂性、柔韧性、抗渗性等各项性能,提高了拱肋结构的耐
9、久性及外观质量。2.首次运用高精度、轻型化架式挂篮针对水落河特大桥主拱圈多幅、拱肋节段长、高窄截面的特点,项目部积极开发高精度、轻型化桁架式挂篮,成功研发出自重轻、承载大、行走方便的“倒T型挂篮。该挂篮通过液压行走系统实现挂篮内外模的自行行走,保证了大倾角爬升的平稳,能够实现自动化悬浇挂篮施工;同时建立了挂篮施工安全监测系统,通过实时监测挂篮主要构件的受力情况,做到“数据可视化、风险自动预警”,既保障了桥梁施工安全,又提升了建桥品质和施工效率。3.首次运用拱箱钢筋装配化施工水落河特大桥拱箱钢筋节段长、数量多、倾角多变、焊接工作量大,为减少高空作业,项目建设团队创新研发出“分段制作、分块组拼、整
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