123
您的位置: 包头新闻网首页 » 包头

母亲河上的“蓝色丝带”

采用新型挂篮技术安装波形钢腹板 

一场大雪后的内蒙古高原之上,静谧流淌的母亲河与已经合龙的昭君黄河特大桥成为包头与鄂尔多斯两市郊外的一道风景,一片洁白中,飞跃于两岸的特大桥波浪形的蓝色侧面,犹如一条飘动的蓝色丝带,驱走了初冬的萧瑟。

每一处绝美的人工景致背后,都深藏着建设者的智慧和艰辛,母亲河上的“蓝色丝带”亦是如此。

一次考验

昭君黄河特大桥是包茂(G65)高速公路包头至东胜段改扩建工程包头西连接线控制性工程,位于包头与鄂尔多斯交界处。特大桥由主桥、滩桥及跨堤桥组成,全长4.3km。主桥设计跨径采用85+9×150+85=1520m桥跨布置,跨堤桥分南北两部分,跨径布置为40+70+40=150m。主桥及跨堤桥上部结构均采用波形钢腹板PC混凝土连续梁,单箱单室截面,分左右两幅布置,双向四车道;顶板宽度12.75m,两侧悬臂长3m,底板宽度6.75m,根部梁高10m,跨中梁高5m,标准节段长度4.8m;桥面横坡2%由钢腹板高差形成,箱梁底板保持水平。为提高箱梁的抗扭刚度,同时满足体外束转向的需要,在边跨设置3道横隔板,中跨设置6道横隔板,主梁顶底板混凝土采用C55,波形钢腹板材料采用Q345D钢材。梁底呈二次抛物线变化的变截面设计,建成后将成为国内联长最长的波形钢腹板PC梁桥。

复杂的数据带来的必定是复杂的施工工艺,如何突破传统,创新工艺,让更科学的施工方法服务这座特大桥,同时探索出我国桥梁建设的新路子?中交二公局技术团队开始了夜以继日的攻关。

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。目前国内水中钢腹板桥梁普遍应用的施工工艺,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。此外,挂篮重量加大也造成挂篮加工及材料购买费用增加。昭君黄河特大桥共计有20个“T”构,单个“T”构14个悬浇节段,这意味着需要一次性投入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,都将成为修建特大桥的重要考验。

一把钥匙

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。

“波形钢腹板PC组合箱梁桥利用混凝土顶底板抗弯、波形钢腹板抗剪的性能,充分发挥了材料的使用效率。施工过程中是否可以利用波形钢腹板的材料特性?”技术团队的这一思路,为解决问题找到了“金钥匙”。

为此,中交二公局组织技术人员对国内外该类型桥梁挂篮结构形式和施工工法进行分析比较,并对国内在建同类型桥梁进行参观学习,最终大家一致认为昭君黄河特大桥采用顶底板错位法挂篮施工是可行的。

为此,大家立即优化设计方案,统一结构形式,主桥由原方案标准块段4.8m和6.4m两种块段长度统一变更为4.8m;跨堤桥波形钢腹板与底板嵌入式“T”形连接形式统一变更为与主桥相同的“工”形结构形式。

根据昭君黄河特大桥主要结构特点,充分研究了波形钢腹板结构特性后,中交二公局技术人员针对顶底板错位法悬臂施工新工艺而设计出新型挂篮。

新型挂篮设计为前后整体移动式挂篮,波形钢腹板自承重,主要结构包括挂篮主桁、行走系统、模板系统、悬吊系统、锚固系统、波形钢腹板运输平车系统、底篮和工作平台8部分。

一项发明

昭君黄河特大桥最大跨径150m,大桥腹板采用波形钢腹板,每节段顶底板浇筑完成后需要安装下一节段波形钢腹板,这是新型挂篮设计关键点及难点。

“根据跨径及钢腹板吊重,若采用塔吊独立吊装方案则需购置大型塔吊,经济性差,设备投入成本大,若采用小型塔吊+卷扬机配合吊装方案则操作复杂,安全性及可靠性差。”新问题的出现,没有难倒大家。

鉴于上述难点,技术团队针对此新工艺设计出独有的波形钢腹板吊装系统,采用波形钢腹板运输平车+电动葫芦配合方式对钢腹板进行运输并两次转体,最终将波形钢腹板安装到位。通过对各工况下挂篮整体结构进行计算,挂篮主桁架、底篮等主要结构件强度、刚度、稳定性等均满足相关规范要求。

中交二公局昭君黄河特大桥项目经理章小雨介绍,顶底板错位悬臂施工作业面不再是传统悬臂浇筑时的单一作业面(施工操作互相干涉),而是三个作业面,包括第(n-1)节段顶板施工作业面、第n节段底板施工作业面和第(n+1)节段钢腹板吊装作业面;当同步异位挂篮移动至第n节段规定位置时,同时进行第(n-1)节段顶板和第n节段底板钢筋绑扎及混凝土浇筑施工,待混凝土强度达到40%后完成前方相应钢腹板吊装施工,如此循环直至梁段合龙。

一连串的革新,助力昭君黄河特大桥飞跃黄河,飞向对岸的同时,大大降低了施工成本,加快了施工工效。“本套新型挂篮由中交二公局在昭君黄河特大桥首次应用,按照施工功能需求,设计钢腹板运输平车向施工区域运输钢腹板,设计悬吊系统完成钢腹板吊装。通过包茂高速昭君黄河特大桥波形钢腹板PC梁桥顶底板错位法挂篮悬浇施工,可为我国建设其他同类型桥梁施工提供技术借鉴及经验积累。”章小雨高兴地说。

包头晚报全媒体记者 赵永峰

评论一下
评论 0人参与,0条评论
还没有评论,快来抢沙发吧!
最热评论
最新评论
已有0人参与,点击查看更多精彩评论

登录黄河云账号