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精工匠筑躍龍門——中交一公局集團108國道禹門口黃河公路大橋建設紀實

2019-10-14 13:41:32 來源:中國交通新聞網 作者:孫亞峰 王黨印

本網訊 9月26日,由中交一公局集團承建的西北地區跨徑最大斜拉橋——108國道禹門口黃河公路大橋實現主橋合龍。

禹門口又稱“龍門”,扼黃河咽喉,河水至此激流奔涌,直瀉千仞。禹門口黃河公路大橋連接陜西省韓城市和山西省河津市,是“跨黃河、跨鐵路、跨兩省”三跨雙塔雙索面斜拉橋,也是目前黃河流域已建及在建跨徑最大、技術含量最高、結構最復雜的斜拉橋。大橋全長1660.4米,主跨565米,H形主塔高171米,全線采用雙向6車道一級公路技術標準建設,設計時速80公里。

中交一公局集團建設者在施工過程中,相繼克服了氣候和水文條件的不利影響,解決了大跨徑懸臂施工、跨既有線轉體施工、大體積混凝土溫控等一系列難題,以匠心求品質,在滔滔黃河之上又增添了一道新的風景。

開展風洞試驗 大懸臂施工穩立“風口浪尖”

禹門口黃河大橋主橋位于秦晉大峽谷出口,為最大限度減少對施工現場環境的影響,橋梁設計階段創造性地取消了一般斜拉橋輔助墩設計,這使得大跨徑斜拉橋在大懸臂狀態下施工難度系數急劇增加。加上地處黃河峽谷風口,項目每年6級以上大風天氣有7個多月,每天持續19個小時,有時瞬時風力可達12級,大風使得大懸臂狀態下結構受力也發生復雜變化。

項目團隊聯合長安大學開展專項課題研究,建立實體模型開展風洞試驗,以科研結果指導現場施工,確保橋梁結構安全。同時,在棧橋、電梯、塔吊頂等位置安裝風速監測預警系統。一旦風力超過6級,報警系統便會啟動,現場根據報警提示停止一切吊裝及高空作業,確保施工過程安全。

高空秀技 華麗轉身

禹門口黃河公路大橋跨越黃韓侯鐵路和侯西鐵路,西引橋轉體不僅要減少對既有鐵路線施工干擾,轉體過程中還須克服縱、橫向不平衡難題。常年大風也為轉體施工增加了難度。

針對以上困難,項目團隊首次應用國內最大噸位RPC球鉸系統,兩幅橋體先在鐵路兩側平行既有線掛籃懸澆,隨后再進行轉體、球鉸封盤,最終使中跨合龍段和邊跨合龍段成橋。為克服轉體結構不平衡問題,轉體前先對轉體結構進行稱重試驗,然后在梁頂、承臺上轉盤、撐腳等位置安裝角度監測、空間監測、應力監測傳感器,并在轉體施工現場設置現場指揮中心,對轉體過程中的數據進行實時監測分析,每轉動5度,指揮中心便會通報橋梁狀態。到最后2度,采用定距方式進行控制,最終完成國內高難度的“空中轉體”。

內外監測及時冷卻 承臺堅固耐久

承臺澆筑是禹門口黃河公路大橋主橋施工的一大難題,主橋承臺混凝土最大澆筑方量達8526立方米,由于水泥水化釋放大量的水化熱,將導致承臺出現裂縫,而大體積混凝土施工如何釋放其內部混凝土水化熱一直以來都是工程建筑業內難以攻克的難題。

項目團隊經過詳細演算推論, 制定《大體積承臺混凝土溫控施工方案》,應用冷卻水循環系統,從而解決了承臺核心混凝土溫度過高的問題,再配合大體積溫控系統應用,做到了承臺從內到外溫度全監測,實現了精準降溫,保證了承臺結構的耐久性。

細化方案 精準合龍

為達到承受荷載所需結構強度,項目“量身定制”了鋼絞線斜拉索,強度達1860兆帕,單根斜拉索最大吊重約2200噸,足以吊起110輛小汽車。由于用鋼量和混凝土量巨大,所用的鋼量達2.13萬噸,相當于近半個鳥巢用鋼量,混凝土18.4萬立方米,相當于一個國家大劇院混凝土量。

為保證大橋的結構強度,大橋鋼構件間共使用52萬套高強螺栓連接。本次合龍施工,鋼主梁采用“喂梁”方式進行調整,通過桅桿式起重機吊裝到位后進行對接。為確保精準定位,項目發明制造反力支架及限位滑槽兩項裝置,引導鋼梁隨溫度變化調整姿態,實現螺栓孔定位誤差小于2毫米的精度。待到達預定合龍溫度時間,迅速進行沖釘和高強螺栓的施擰工作。整個過程持續約6小時,經過4天的后續施工,完成各配件的吊裝及安裝,最終實現精準合龍。

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