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科技引領 匠造品質

——寫在安徽池州長江大橋合龍之際

2019-04-03 11:13:32 來源:中國交通新聞網 作者:記者 趙珊珊 特約記者 田劍


4月2日,由中交路橋建設有限公司承建的安徽池州長江公路大橋主橋合龍,預計6月建成通車。

站在橋上抬頭仰望,大橋兩個主塔好像合十的“佛手”,掌中6個金色的球形鋼橫梁如同6顆佛珠,寓意佛教六度,金色的斜拉索呈放射狀從佛珠中穿過連接橋面,好似“佛光普照”。這都是池州長江公路大橋為了突出池州市的九華山文化,在橋型設計上充分將建筑美學與當地人文融為一體。

作為交通運輸部科技示范工程,大橋建設團隊還首次在塔柱上應用了“皮膚功能混凝土”“新型鋼橫梁集聚錨”兩項新技術,并首次在基樁工程中大面積使用了“根式灌注樁”技術,全力打造品質工程。

“皮膚功能混凝土”:主塔外美內實

池州長江公路大橋跨江主通航孔橋為主跨828米的不對稱混合梁雙塔斜拉橋,南岸主塔高達243米,相當于90層樓高。

項目經理刁先覺告訴記者,為了克服施工期與營運期不利的水域環境對橋塔耐久性和美觀性的影響,池州長江公路大橋建設團隊依據仿生學“皮膚效應”理念,在大橋塔身上首次引入“梯度功能混凝土”,俗稱“皮膚功能混凝土”,采用內外層不同性能混凝土復合技術,通過連續改變材料組分和結構,消除了內部組分界面,緩和了界面應力,形成了性質和功能呈梯度變化的新型非均質復合混凝土材料,提高了塔柱混凝土的抗裂性、耐久性和觀賞性,使塔柱的功能性和經濟性達到了最優。

鑒于皮膚功能混凝土技術尚無可借鑒經驗,中交路建項目團隊深入開展技術創新,通過600多組配比試驗、30余次方案討論、20余次工藝驗證,順利攻克多項關鍵技術難題。在施工過程中,通過配備兩套拌和系統,用兩種攪拌工藝對黑白兩種混凝土進行拌和,澆筑過程中用鋼絲網對內外層混凝土進行分隔,采用“多點平衡布料系統”和“雙布料同步澆筑”工藝,創造性地解決了“黑白混凝土界面處融合難、強度不一致、兩種混凝土澆筑速率不匹配”難題,全面提升了混凝土的力學性能、抗裂性和耐久性等品質,《梯度功能混凝土塔柱施工工法》獲評安徽省工法。

“鋼橫梁集聚錨”:斜拉索錨固結構更耐久

池州長江公路大橋采用了國際首創的“新型鋼橫梁集聚錨”技術,有效解決了斜拉索錨固區混凝土開裂問題。

由于鋼橫梁體積龐大、安裝空間狹小、工序復雜且安裝精度要求極高,同時吊裝施工集“新、高、重、大、小、繁、精、難”于一體,給現場施工帶來了重重挑戰。

大橋鋼橫梁為箱形結構,單個鋼橫梁最大重量達315噸,分4塊進行吊裝,橫梁內部空間狹窄,由于作業在160米至230米高空平臺進行,安裝難度極大;鋼橫梁結構復雜、工序繁瑣,僅單個鋼橫梁的高強螺栓就達10960個,拼接板達248塊,單塊連接板螺栓數量最多達到600個,單側錨固拉桿數量達到168根,單根錨桿重量達309千克;受主塔主筋、箍筋及鉤筋影響,鋼橫梁錨固拉桿安裝空間有限,質量控制難度大;加之利用大型塔吊進行超高空、大噸位和大塊件吊裝作業,安全風險極高;再加上安裝精度要求高,平面位置、高程允許偏差均須控制在2毫米以內。

項目團隊通過高強度螺母將塔柱與鋼橫梁兩端錨固在預埋的混凝土塔柱鋼錨板上,確保了整個上塔柱的結構穩定。在鋼橫梁節段就位到承重架上方的鋼支墩上時,現場人員各司其職,通過墩頂設置的三向調整千斤頂進行鋼橫梁節段的平面位置和高程初步就位,待單個鋼橫梁形成整體后,再利用三向調整千斤頂將6道鋼橫梁在160米至230米高空精準安裝到位。

“根式灌注樁”:橋墩在地下長出根須

在池州大橋引橋基樁建設中,首次大面積使用了“根式灌注樁”技術,全面提升了基樁的穩定性和承載力,并形成了包括理論、設計、施工、裝備和檢測等成套的技術成果。《根式鉆孔灌注樁基礎施工工法》獲評安徽省工法,《系列根式基礎成套技術》獲評中國公路學會科學技術特等獎,為根式基礎在橋梁、港口、海洋風電等領域的應用提供了有益借鑒。

據項目建設單位安徽交通控股集團副總工程師殷永高介紹,根式基礎成套技術曾在馬鞍山長江大橋和望東長江大橋進行試驗,最終在池州長江公路大橋全面運用。他向記者打比方,如果以往橋墩是一根水泥樁基打在深土里,現在所用的技術就是讓這根橋墩上嫁接橫向的根鍵,就像“長”出“根須”橫向伸進泥土,與有根基的大樹總比旗桿耐力更強的道理相似。

據悉,池州大橋建成后,將進一步完善安徽省高速公路網和過江橋梁布局,助力國家長江經濟帶建設,強化長江兩岸特別是池州、銅陵的經濟社會聯系,對促進區域自然資源與旅游資源開發及經濟協調發展具有重要意義。

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