■本报记者 徐青青 通讯员 黄潇彧 胡乎 傅秋莹
总重7.6万吨四桥同转
刷新西南地区集群式转体桥重量纪录
4月25日凌晨1时40分,随着液压千斤顶拉动钢绞线,直径约15米的超大“磨盘”开始缓缓旋转,一场大型“空中芭蕾”在成都市青白江区上演。
G5京昆高速公路成绵扩容项目及上跨达成北环联络线和北环线桥梁工程由成铁工程总承包公司与重庆城建控股(集团)有限责任公司联合承建。
此次同步转体施工的桥梁共有四座,其中靠南侧的两座桥梁要跨越成都北环线铁路,长度分别为125米、112米,重量均为1.6万吨;靠近北侧的两座桥梁要跨越达成北环联络线铁路,跨度达到了160米、112米,其中160米桥梁重量达到了2.8万吨。集群总重量达7.6万余吨。
“这是集团公司首次进行四桥同转,同时也是吨位最重的一次桥梁转体,刷新了西南地区集群式转体桥重量纪录。”成铁工管公司成都项目部经理鲜述胜介绍,以往多是单幅转体或双幅转体,“从以往跳‘单人舞’到如今‘多人舞’,时间更紧、要求更高、难度更大。”为了在120分钟的“天窗点”内,让四幅桥整齐划一、左右协同,同步完成高空转体,需精准控制力量、平衡、姿态、速度等。
如何让总重达7.6万吨的桥梁进行转体?答案藏在桥墩下方。
在大桥建造过程中,施工单位在桥墩下方预先埋设了转体系统。转体系统是转体施工的“心脏”,而承担万吨重量的“磨盘”能否成功旋转,秘籍在于转体系统的核心构件——球铰。转体球铰解决了大吨位桥梁转体装置在超大荷载下,难以灵活转动的问题。
“进行桥梁转体的原理如同推磨盘。安设于承台上的球铰作为‘转盘’,旋转时能够驱动梁体转动。”成铁工程总承包公司京昆G5项目经理周克伟解释,转体完成后,再对转盘进行固结,原本平行于铁路线的预制梁体就变成横跨铁路线的通道。
“四桥同转,两两相干,需要同步到位。”成铁工程总承包公司京昆G5项目总工范茂秋介绍,为确保转体施工过程中每一步都“恰如其分”,项目采用智能化系统,监控转体梁关键截面应力、桥端位移、转体速度、牵引力等相关参数,做好转体姿态控制,确保四桥转体速度同步。同时,通过BIM数字孪生系统,实现“线上模型+线下实体”同步转体,精准把控转体过程。
历时66分钟,以1分钟约转动1°的速度,凌晨2时46分,四座桥梁转体到位,分别实现转动71.8°、71.8°、77.9°和77.9°的精准转体,G5京昆高速公路成绵扩容项目以四桥同转的方式实现了跨越达成北环联络线铁路和成都北环线铁路,与主桥实现精准对接。
在鲜述胜看来,成功转体只是“登台表演”,前期还涉及到大量幕后工作,“培养一个舞者是很难的。”
首当其冲的是修建难度。以往建新桥,为最大限度降低施工对铁路运输的影响,通常先在既有铁路两侧完成桥梁预制,建完后,通过转体的方式让桥梁成功“牵手”。“这次施工既有上跨、也有下穿,是我们第一次‘路上加路修建’,相当于在成都市二环高架上再架桥。”
转体桥跨越车流不断的青白江大道、成绵苍巴高速,并且临近成都北环线铁路枢纽。不仅如此,该工程还涉及铁路设备迁改、高压电力迁改等,干扰因素多,协调难度大。因此,施工安全和质量控制成为首要大事。
对于施工团队而言,天气也是挑战之一。在高空施工作业中,暴风暴雨等极端天气最为令人担心,“桥体有上万个杆件,一旦吹落一根,后果不堪设想。”周克伟说,“天天都像是在走钢丝。”
7.6万吨重的转体桥,相当于约6.3万辆小轿车的重量,保持桥梁平衡和解决承重问题是关键。以Z4一幅桥体为例,在桥墩两侧,一端长86米,另一端长74米,86米这端比74米这端重840吨,“为了让桥墩两侧‘双臂’保持平衡,在74米这端进行了1300吨的永久配重。”范茂秋介绍。
墩柱犹如大桥的“肩膀”,直接承载桥梁全部的荷载。混凝土浇筑后,需要28天才能达到100%的强度。“在28天之前,重量大多压在支撑的钢管上,28天之后,混凝土才能自己承重。”周克伟说。
为了提高墩柱的承载力,建筑团队在混凝土桥墩外定制了一件特殊的“钢铁铠甲”——由盘扣支架构成的巨型钢衣。据介绍,以往施工中多采用“普通碗扣式脚手架”,但这种支撑方式容易变形,本次施工采用了虽然价格高,但是承载力好、稳定性强的“盘扣支架”来支撑这一大体量“陆地航母”。
“干了100多座上跨和下穿的桥梁施工,这是最难的一次。”鲜述胜感触良多。
此次四桥转体工程是G5京昆高速扩建工程最大关键节点工程,直接关系着扩建工程的施工进度。转体完成后,G5京昆高速公路成绵扩容项目涉铁桥梁主体部分基本建成,为今年底实现全线建成通车打下了坚实基础。
图1:青白江G5京昆高速公路转体桥正在转体。江世磊 摄
图2:转体前航拍。吴祺 摄