在河面上,架起一座188米跨徑的下承式鋼管混凝土簡支系桿拱橋,你會怎么建設?按照傳統方法,那就要先搭起支架、拼接鋼格梁、安裝拱肋……但如果,需要橫跨在建的平陸運河航道,并且避開沖突的工期,應該怎么辦?依托承建的陸楊新村大橋,廣西路建集團的工程師們給出了答案。
2024年底,陸楊新村大橋建設提上日程。按照“先梁后拱”的原位支架法,技術團隊需先在水深8米的運河中搭建起一座10層樓高、4865噸重巨型支架,并確保這座“龐然大物”能夠抵御住水位落差和汛期湍急水流的沖擊。更關鍵的是,橋梁主體施工必須等待航道開挖至設計標高才能全面啟動,工期進度難以預估。
“能不能換一種造法?”面對困境,項目團隊提出一個大膽設想:放棄傳統“先梁后拱”支架法,改用“先拱后梁”纜索吊裝無支架施工工藝。如此,所有施工流程都將在航道上方完成,既不用搭建龐大支架,也徹底避開了與航道作業的沖突。然而,新工藝也帶來了新挑戰。陸楊新村大橋作為簡支體系拱橋,在拱肋拼裝過程中會產生巨大的不平衡水平力。形象地說,這就像搭建一座積木拱橋,中間木塊越多、越重,兩端支撐就會被推得越開,在沒有主梁“拉住”的情況下,整個橋梁結構可能會因為失衡而散架。
為了解決這個關鍵問題。經過日夜鉆研探索,項目團隊提出了解決之法:在簡支體系拱橋纜索吊裝施工中應用“平衡索”,構建一套“纜索吊+斜拉扣掛+平衡索”施工工藝。
這套創新組合工藝究竟如何化解水平推力,并確保關鍵構件在施工過程中“零位移、零水平力”?有三個關鍵環節必不可少。
纜索吊裝系統的就位。在開展主橋基礎、下構施工同時,在大橋兩岸安裝廣西路建集團自主研發的纜索吊機“主扣合一”H型鋼塔架,布設纜索,形成一條穩固的“空中運輸軌道”。跑車可沿索道前后移動,它的吊鉤能吊起百余噸重的拱肋節段,并穩穩送到航道上空的指定位置。
H型鋼塔架
實施“斜拉扣掛”施工法。以拱肋吊裝階段為例,每個拱肋節段被纜索吊至預定位置后,由高強度鋼扣索作為“臨時固定繩”,一端“抓住”拱肋節段的頂端,另一端“扣住”穩固的錨碇,施工人員通過液壓千斤頂對每根扣索進行張拉與微調,使拱肋精準就位,通過“吊裝一段,扣掛一段,調整一段”的循環,平穩進行拱肋安裝,直至成型。
智能“平衡索”的應用。隨著拱肋節段的逐段拼裝,結構產生的水平推力持續累積。于是,項目團隊在兩岸的每個拱座與對岸的塔架基礎之間,設置了一束束強大的鋼絞線平衡索,如同為整個結構安裝了可精確調節的“水平彈簧”。配合一套自主研發的平衡索支撐小纜索吊系統,精準動態調整拱腳與對岸塔架基礎對拉的平衡索拉力,抵消拱腳的水平推力,保持左右受力平衡,確保拱座在施工過程中始終處于“零位移、零水平力”狀態,為高精度合龍奠定堅實基礎。
平衡索與小纜索吊支撐體系
為了避免平衡索占用后續剛性系桿安裝空間,完成從臨時結構到永久體系的平穩過渡,項目團隊還創新提出在拱腳處設置臨時系桿的方案,通過兩次精準的“體系轉換”,將水平推力從平衡索傳遞至臨時系桿,最終轉移至永久剛性系桿,全過程確保橋梁結構安全可靠。
依托工藝創新和一系列智能建造技術,項目僅用21天便完成了全部拱肋節段的吊裝與合龍,實現了令人驚嘆的毫米級精度:合龍口拱軸線偏差小于±2毫米,高程偏差小于±3毫米。“纜索吊+斜拉扣掛+平衡索”施工方法在陸楊新村大橋的成功實踐,為同類型簡支體系拱橋在通航河道、山區峽谷等復雜環境下的建設,提供了可復制、可推廣的“路建方案”。
當前,大橋建設正在開展橋面預制板濕接縫施工,主體施工已進入尾聲。廣西路建集團的建設者正以決戰決勝的姿態,穩步推進后續工程,助力這座承載著創新力量的匠心“長虹”,凌空飛躍運河之上。(通訊員:覃雨蓓)
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