来源:中国交通新闻网
4月30日,茂名水东湾大桥建成通车。从此,素有“南方北戴河”之称的水东湾,有了一条跨海新通道。大桥两座主塔犹如一对白色的贝壳屹立在澄澈的海湾之上,与周边翠绿的红树林、现代化滨海城市相得益彰,构成一道美丽的风景线。
广东茂名水东湾大桥建成通车景象。徐文杰 摄
茂名水东湾大桥项目由茂名市水东湾新城控股集团有限公司、中交天航局、中交二航局投资建设,中交公规院设计,中交二航局组织实施。它与博贺湾大桥共同衔接起广东滨海旅游公路茂名段,将茂名182公里海岸线上的旅游资源“串珠成链”,构筑起富有特色的滨海旅游生态廊道,为茂名旅游发展增光添彩,带动茂名经济发展。大桥于2016年4月25日开工,2020年10月28日中跨合龙,2021年4月28日通过交工验收,历时5年奋战,建设者们攻克一系列困难,终于迎来通车时刻。在大桥建设过程中,作为施工方的中交二航局都攻克了哪些难点?实施了哪些创新?让我们对大桥建设过程进行回眸。
匠心智造“海湾之贝”双塔
水东湾大桥主塔采用“海湾之贝”空间曲线异形造型,主塔高125米,塔柱立面微曲,微曲的塔柱在保证结构受力合理性的同时,表现出曲线所特有的张力。主塔造型也通过塔柱与塔端装饰结构的组合突破了平面形态,形成更具立体感的桥塔造型。
然而,优美的造型同时也给施工带来更高的挑战。主塔截面特征以及外轮廓各立面由下往上呈非线性变化,随着塔柱高度的增加截面不断变化,施工过程中的线性控制难度更大,安全风险也变得更高。
为更快更优将“海湾之贝”的视觉景观从蓝图变为现实,项目部组织成立技术攻关小组,对空间曲线异形塔柱施工技术进行研究。经过夜以继日的研讨,工程师们从施工措施结构设计、施工工艺、施工安全、便捷高效、经济适用等方面进行了深入分析,最终形成空间曲线异形塔柱建造的成套技术。
项目团队坚持产研结合,在桥塔施工中研发了适应塔柱空间曲线变化的智能爬架系统,采用以直代曲设计爬架轨迹,爬架分区布置同步爬升,解决了空间曲线异形结构塔柱爬模系统难以适应的问题;研制了空间曲线异形塔柱定型钢模板系统,保证了塔柱线形顺畅美观;编制了塔柱测量调位技术,通过测量编程设计,可校核任意高程点平面位置,提高了主塔线形的控制精度及施工工效。
复合式前支点挂篮解难题
水东湾大桥为双塔双索面混凝土梁斜拉桥,总长628米,主梁采用PK断面,全宽35.2米,双向六车道。这是一座空间索面宽幅斜拉桥,在主桥主梁施工中采用了前支点挂篮悬臂浇筑施工。
在前支点挂篮设计方案研讨中,项目部曾提出采用挂腿式行走系统的前支点挂篮。这种挂篮体系常见于类似工程中,其移位行走操作简便,但受本项目主梁设计结构断面的约束,常规的挂腿式行走系统的前支点挂篮不适用于项目主梁施工。为达到同样操作简便的目的,项目部组织研发团队攻关,最终设计了复合式行走系统的前支点挂篮。
大桥主梁为双向六车道宽幅结构,前支点挂篮体系庞大,施工过程中挂篮需要承受巨大的施工荷载,挂篮的变形控制尤为重要。经项目研发团队攻关,在现有技术条件基础上,为前支点挂篮搭建了智能化应力及变形控制系统,在梁段混凝土浇筑中实时进行应力及变形监控监测,通过自动化传感系统动态控制,有效控制了宽幅结构前支点挂篮变形,保障了主梁施工质量。
为控制主梁线形,保障主梁顺利完成边跨合龙与中跨合龙,项目研发团队提前实施了精细化的施工仿真分析,并严密实施成桥过程动态监控监测,理论计算与实施效果校对分析,形成实时反馈机制,最终确保主梁流畅线形。
在前支点挂篮施工过程中,原计划节段循环周期为14天,针对本项目挂篮特点,项目部实施全过程工序跟踪控制,优化作业人员及班组建设模式,全天候24小时作业,形成标准化流水作业,将主梁节段循环周期逐步由14天缩短至12天,节约了2个月施工时间。
智慧移动模架的“曲线行走”
水东湾大桥的引桥为预应力混凝土连续箱梁,其中西侧引桥总长1145,东侧引桥总长1560米。现浇箱梁采用了移动模架施工,最小圆曲线半径800米,存在梁高变化、不等跨、超高渐变等复杂工况。移动模架过孔安全风险大,对模架的适用性、安全性、可操作性提出极其苛刻的要求。
技术团队认真分析研究,制定了小曲线半径变高变跨超高现浇现浇箱梁移动模架施工技术。其中研发了移动模架小曲线过跨的集成系统,将移动模架前鼻梁设计为平面可折叠结构,将移动模架后吊架与主梁的设计为铰接,在小曲线半径过跨时,后牛腿托架纵移油缸推进模架,横移油缸实现方向调整,桥面后吊架轨道自适应曲线行走系统,解决了小曲线半径过跨的工况;将移动模架底模撑杆设计为高度可调结构,实现移动模架适应梁高变化;将移动模架后吊架行走装置设计为高度可调结构,适应了小曲线超高桥面横坡变化的工况;将移动模架外侧模一体化独立分块设计,以直代曲,分块结构可单独实现横移,适应了箱梁小曲线半径施工。
优化施工加快建设步伐
为赢得2021年五一节前通车,项目团队针对施工方案、工序组织、材料供应保障等影响关键线路工期的因素进行深度分析,充分挖掘潜力,精心组织,逐步按照节点夯实目标。
在主塔装饰板与上横梁施工上,原方案是先施工完成装饰板后,再施工上横梁,但是由于装饰板与上横梁支架体系为一体化设计,规格庞大,高空作业频繁。通过一系列构思创新,推敲比选,工程师们研发了装饰板组合式吊架体系,对主塔装饰板与上横梁进行逆序施工,提前了2个月工期。
在主塔与主梁施工上,原方案是在主塔上横梁施工完成后再施工主梁0号块,项目部通过优化,在主梁下方设置防护平台、上方封闭上横梁施工平台的双保险安全措施,在上横梁施工的同时进行主梁0号块施工,缩短了工期1个月。
在东侧引桥尾跨箱梁施工上,原方案为东侧引桥尾跨箱梁采用移动模架现浇。若采用移动模架施工,则与关键线路上的主梁边跨现浇段支架存在交叉干扰。为避让关键线路,项目部将尾跨箱梁改为支架现浇施工,提前了1个月工期。在引桥箱梁移动模架完成末跨施工后,移动模架前鼻梁干扰了关键线路主梁边跨现浇段施工,且移动模架拆除时间较长,为避让关键线路,项目部将移动模架后退一跨,解除了前鼻梁干扰,总工期再提前1个月。
为提高引桥移动模架工效,项目部增设了从主栈桥直达引桥桥面的栈桥,箱梁钢筋、混凝土可直接运输到达桥面,移动模架循环作业时间由15天缩短至14天。
项目处于台风频发地区,根据施工计划,主梁大悬臂施工期刚好处于台风期,主梁大悬臂施工如何避台成为最大的难题。项目部增加防台临时墩,保证主梁大悬臂安全施工,确保了安全度台,且工期得到保障。
如今,巍然屹立的水东湾大桥终于通车,“海湾之贝”的独特造型寓意着水东湾海产丰富,也象征着大桥如贝壳坚硬与耐久。正是建设者们的努力付出和辛勤奉献,才保证了大桥建设顺利推进,让水东湾畔立起这条钢铁巨龙,支撑着滨海“魅力茂名”持续发展、向海而兴。
本文来自【中国交通新闻网】,仅代表作者观点。全国党媒信息公共平台提供信息发布及传播服务。
,