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内蒙古昭君黄河特大桥首创国内波形钢腹板单体之最

发布时间:2021/10/19 商业 浏览次数:176

内蒙古高原湛蓝的天幕下,湍急流淌的母亲河依然记得竟宁元年昭君出塞的故事。

如今,飞跨黄河两岸的昭君黄河特大桥下早已岁月静好,来自祖国四面八方的建设者,在千米大桥上上演着基建人不畏艰难、勇于挑战的精神,全力打造交通运输部首批“公路钢结构桥梁”示范桥梁项目。

10月5日凌晨3时,经过建设者们1500多个日夜的奋斗,昭君黄河特大桥实现合龙。中国交通建设股份有限公司第二公路工程局有限公司(以下简称“中交二公局”)的建设者,在大桥上相互拥抱庆祝。

太阳升起,在天际线的两端,昭君黄河特大桥犹如一条蓝色哈达正迎着旭日将希望与祝福送向远方。

立誓言建桥之心不可挡

黄河包头段,看似平静的母亲河,却有着深不可测的一面。

有着二十多年造桥经验的中交二公局项目经理章小雨,清楚地记得2017年7月盛夏时节来到黄河岸边的情景:“远望母亲河温婉宁静,坐船航行其中却发现,宽阔的河面随处有旋涡和激流,特别是一场大雨之后,黄河河床摆幅不定,整个河面突然间就会涌起惊涛骇浪。”

昭君黄河特大桥是包茂高速包头至东胜段改扩建项目的重要控制性工程,全长4300m,其中主桥为单箱、单室波形钢腹板结构,主桥单联长达1520m,建成后将为国内单联最长的梁式桥。

想要在水域复杂、气候多变的高原上完成这样一项艰巨的任务,中交二公局从领导到职工,每个人都明白——未来的几年中,摆在他们的面前将是一个又一个待解的难题。

出硬招抗难之责现真章

施工开始前,经测量,桥梁横跨黄河面上最深处有十几米(最深桥墩),深水桥梁基础施工中交二公局有着丰富的经验。以往采取的阻水措施大致有混凝土沉井、土石围堰、钢板桩围堰等几种,一般根据不同的地质条件可选择不同的围堰形式。

由于项目处于黄河“几”字弯,该段黄河河床属于游荡性河床,钢板桩无法满足受力,只能采取钢套箱围堰进行阻水,但项目所在的内蒙古地区冬季气温会降至-30℃以下,且很漫长,年度有效作业期短,钢套箱材料投入大、加工安装周期长,必将出现施工进度缓慢,工期滞后和大临设施成本超标的情况。

采取何种基础施工方案,成为修建特大桥的第一道考验。

为破解难题,中交二公局项目技术人员全天泡在黄河上,取回大量的地质样本,并从常年与黄河为伴的村民和渔民中获取信息,马不停蹄地走进黄河水文站和地勘单位,充分了解河道地质情况、水流影响等外界因素对钢围堰的冲击、不平衡压力等影响。

在河道内反复实验,最终在结合钢板桩围堰和双壁钢围堰各自的优点的基础上,提出了双层钢板桩围堰的方案。滔滔的黄河水,在双层钢板桩围堰的面前低下了高傲的头颅。

迎难上破题之策见真功

昭君黄河特大桥主桥为单箱、单室波形钢腹板结构,主桥单联长达1520米,按照目前国内水中钢腹板桥梁普遍应用的施工工艺,就是将传统菱形挂篮主桁架加高,从挂篮主桁架下面垂直运输钢腹板,进行钢腹板安装,然后顶底板同位、同步浇筑施工。

这种顶底板同步施工工艺,施工作业面小,作业周期长;挂篮高度高、悬臂端变形增大,安全风险高;同时挂篮重量加大也造成挂篮加工及材料购买费用增加。而对于昭君黄河特大桥共计有20个“T”构,单个“T”构14个悬浇节段,一次性需要投入20套挂篮,如此巨大体量,如采用加高式的挂篮进行顶底板同步施工,其进度管控难度、安全管控难度和材料成本管控难度之大,成为修建特大桥的第二道考验。

为高标准完成特大桥建设任务,项目人员逆水行舟,决定寻求更先进的解决方案。

项目在借鉴国内外相应施工经验的基础上,通过设计变更,统一箱梁节段长度和钢腹板与底板混凝土角钢连接方式,提高钢腹板在施工过程中的承载能力后,提出设计钢腹板桥梁用新型挂篮,采用顶底板错位施工的新施工工艺。

全新的方案带来的难度可想而知,如何进行顶底板错位施工,是其中一个“死结”。为打开这个“死结”,项目技术人员同技术研发中心一起深入分析本桥梁钢腹板的受力特点,不断改进挂篮结构形式,通过建立简化模型,并模拟加载验算,设计出受力明确、整体结构简单、高度低、结构自重轻具有波形钢腹板安装系统的新型挂篮,并获得相关实用型新型专利多项。

技术有了,积累总结制定顶底板错位施工工艺的工法又是一个关键。项目在顶底板错位施工过程中通过现场工序的不断调整、资源数量的不断优化,形成了经济高效的顶底板错位施工的工法,新工法较传统工法单个节段可节约2天时间。最终通过利用设计的新型挂篮采取顶底板错位施工工艺。

一连串的革新工艺,助力大桥飞跃黄河,飞向对岸,更在中国桥梁建设史上留下了浓墨重彩的一笔。

破僵局创新之势不可挡

从盛夏到隆冬,从隆冬到盛夏,昭君黄河特大桥在狂风、冰凌的冲刷中,迎着朝阳渐渐长大,和高原天空一样色彩的蓝色,成了这座大桥的主色调,远远望去,已经连接的部分蓝色的钢板波澜起伏,与河水的流淌的波浪相映生辉。

那镶嵌于桥体之上延绵千米的蓝色波浪有一个好听的名字——波形钢腹板,它作为桥梁领域一种新型腹板结构形式,其有着造价低、减轻桥梁自重的特点,非常适合包头这座风力频率巨大的城市。

但是看着漂亮,却有着超级体重的波形钢腹板,在昭君黄河特大桥上的总量近8800吨,为目前国内波形钢腹板单体之最。

如此大体量的钢腹板需求如何能够及时、低价、保质量地进行钢腹板供应,保证项目施工进度,成为修建特大桥的第三道难题。

为寻找突破点,实现保进度降成本的目的,项目成立了钢腹板加工攻关小组,并确定“采用项目大型设备项目自主采购+专业化协作队伍的加工方式进行自加工”。

几个月的时间,在大桥的脚跟下,一座现代化的钢腹板加工厂建成了。

昭君黄河特大桥是内蒙古地区首座大型钢腹板桥梁,而钢腹板自加工更是为桥梁行业首创,工作人员付出的艰辛外行人难以想象。

时至今日,昭君黄河特大桥已经合龙,犹如一条巨型的蓝色哈达卧波于母亲河,守护着母亲河,致敬着远去的昭君。