巴山之巅舞芭蕾 天元助力谱新篇
2022-09-17 | 1116次浏览

8月21日至29日,历时8天,城开高速重要控制性工程蓼子特大桥4榀拱肋华丽转身、精准合龙,在大巴山间百米高空成功上演“空中芭蕾”。

国家高速G69银百高速重庆城口至开州高速公路蓼子特大桥位于秦岭大巴山腹地的城口县蓼子乡,跨越前河峡口,为典型山岭重丘区桥梁。大桥全长约330.8米,由主桥和两岸引桥组成,主桥为计算跨径252m中承式钢箱拱桥,矢跨比1/4.5,拱轴系数1.3,引桥为预应力混凝土连续箱梁。主桥主体结构钢材均采用免涂装耐候钢,拱肋、拱间横梁及风撑采用Q420qDNH耐候钢,桥面格子梁采用Q345qDNH耐候钢,为国内首座免涂装耐候钢箱拱桥。

两侧拱座位于河谷两岸的山鼻子上,山体陡峭、沟壑深切、岩体破碎。受现场地形、地质条件的限制,该桥施工难度极大,传统工艺无法实施。面对种种困难,参建各方迎难而上,提出了各项创新技术,首次采用三向复合转体技术,适应任何地形条件下,特别是陡峭斜坡地形的拱桥合龙成拱;采用了自锁式预应力+预应力岩锚形成的组合后锚系统来替代配重,实现了竖转过程中配置的自适应;取消合龙段,合龙口做斜口处理,竖转到位后实现瞬时合龙;采用风揽对拉技术、三耳板竖转铰、快速临时封铰等构造,确保了6级风以内的单拱肋转体稳定性。

蓼子特大桥单个转体拱肋长度134米、宽度2.4米、高度3至5.5米,与拱脚转盘合重约4600吨,单拱肋复合转体是采用多次平、竖转组合的方式,每幅单拱肋都先上行竖转44度,竖转提升后最大仰角达70度,再平转182度,然后又下行竖转30度。历经8天,17次转体,转动体95%重量作用于直径仅2米的转盘之上,犹如芭蕾舞者旋转之时将全身重量集于足尖鞋。单拱肋转体横向刚度小、抗风稳定性弱的特点使得整个转体过程就是一次在空间严格受限条件下技术难度极高的腾挪旋转,被大家形象地称为“空中芭蕾”。

蓼子大桥转体施工创造了单桥转体操作次数最多、竖转仰角最大、转体动作最复杂、合龙方式最简洁的记录。为实现拱肋转体的顺利进行,我司工作人员不分昼夜,迎难而上,全力配合总指挥完成拱肋合龙准备工作、合龙时拱肋精调工作及合龙后的焊接工作。不断完善合龙口及永久封绞焊接工艺,严格控制拱肋变形。

值得一提的是,蓼子特大桥主桥主体结构钢材均采用免涂装耐候钢,这也是国内高速公路首座免涂装耐候钢箱拱桥。钢结构桥梁最常用的防腐措施是进行涂装,但涂装材料含大量有害有机物,会造成污染环境,且桥梁全寿命周期内还需要进行定期维护。免涂装耐候钢通过在钢材表面形成一层致密稳定的锈蚀层保护膜,有效阻滞腐蚀介质的渗入和传输,简言之,该钢种就是靠表面产生锈皮来形成保护层,“以锈防锈”,因而可以不通过油漆涂装就可以解决钢结构桥梁防腐的问题,大大节省了后期管养工作,是一种具有高强度、高性能、耐腐蚀、长寿命等特性的绿色低碳建桥材料,全寿命周期经济及环保效益显著。也正是因为耐候钢的这些特性,导致耐候钢焊接难度大,为保证项目顺利推进,我司组织进行200余组耐候钢试板焊接实验,多次进行理化性能分析,不断完善焊接工艺,最终以厂内制作及现场焊接第三方检测99%合格率完成了蓼子特大桥的焊接工作,为我司后续承接免涂装耐候钢项目奠定了坚实的基础。

目前,美国、日本等国已建设了大量免涂装耐候钢桥,我国桥梁免涂装耐候钢的应用刚刚起步。为探索基于免涂装耐候钢技术提高钢桥耐久性和使用寿命的技术手段,降低山区钢桥检测养护的难度和成本,减少钢桥全寿命周期成本,我司依托蓼子特大桥开展了众多材料、工艺试验以及技术研究,掌握了耐候钢桥材料、设计、制造、安装、管养等应用关键技术,为国内免涂装耐候钢桥的技术探索和实践迈出了有意义的一步。


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