創兩項“世界之最”!中老國際鐵路元江特大橋這樣架樑……

創兩項“世界之最”!中老國際鐵路元江特大橋這樣架樑……

6月22日上午,中鐵四局施工人員開始架設元江特大橋首榀鋼樑。朱曉晨 攝

22日上午10點,隨著首節間鋼桁梁精確架設就位,標誌著由中鐵四局承建的中老國際通道玉磨鐵路元江特大橋正式進入鋼桁梁安裝階段。

這座大橋飛跨V型高山峽谷,是元江上第一座鐵路雙線特大橋。橋樑集高墩、大跨於一體,最高的3號橋墩高154米、主橋變桁高上承式連續鋼桁梁最大跨度249米,將創下同類鐵路橋樑建設的兩個“世界之最”。

元江特大橋是全線重點控制性工程

中老鐵路起自中國雲南省玉溪市,途徑普洱市、西雙版納、中老邊境口岸磨憨,終至老撾首都萬象。

作為泛亞鐵路中線和中緬鐵路南通道的重要組成部分,中老鐵路是融入國家“一帶一路”建設、推進中國—東盟自由貿易區建設的重要基礎設施,全線建成後,昆明至老撾萬象有望實現夕發朝至,更便捷地推動中國與東南亞國家的經貿文化往來和旅遊發展。

據介紹,中老鐵路中國境內部分--玉(溪)磨(憨)鐵路全線總長508.533公里,總投資516億元。玉磨鐵路段全線20多個標段已於2016年4月同步開工建設,預計2021年國內段建成通車。

元江特大橋工程是全線重點控制性工程,橋樑兩側自然岸坡高達70度,橋面到江面高差237米,施工場地狹窄、交通不便,且大橋的設計施工技術國內外可以借鑑的先例不多,橋樑施工難度大,安全風險高。為確保橋樑按照預定工期交付使用,如何有效克服現場地形地貌複雜、大跨度懸拼架設、超高臨時墩施工等重難點就成為擺在建設者面前亟需解決的難題。

為確保鋼桁樑架設安全穩定,中鐵四局元江特大橋項目部根據橋樑結構形式,創造性提出“無纜索吊和吊索塔架輔助架樑方案”,使用2臺架樑吊機由兩側邊跨向主跨雙向懸臂架設,鋼樑在主跨跨中合龍,從而消除了吊索塔架和纜索吊施工面臨的山體塌方等安全風險壓力。

創兩項“世界之最”!中老國際鐵路元江特大橋這樣架樑……

為建設元江特大橋,中鐵四局施工人員面臨山高谷深,地勢險要,風大、溫差大,鋼桁梁受氣溫影響大等多重困難。朱曉晨 攝

世界跨度最大上承式連續鋼桁梁鐵路橋中國造!

元江特大橋主橋採用上承式連續鋼桁梁結構,主跨249米,將創世界同類橋樑之最。

在橋樑架設過程中,將出現最長懸臂達124.5米的工況,而且這裡山高谷深,地勢險要,風大、溫差大,鋼桁梁梁體受氣溫影響大,“如何做好橋樑線形控制是能否實現精確合龍的關鍵所在。” 中鐵四局元江特大橋項目總工程師謝露說,為滿足鋼桁梁線形調整需要,施工過程中,項目部將建立一套監控量測系統,運用全站儀、GPS設備觀測線形變化,在杆件上安裝應變片感知鋼樑形變程度。工作人員在橋臺及各墩頂佈置三維智能千斤頂及抄墊板等縱橫移糾偏裝置,並在墩頂安裝球形支座,利用墩頂縱橫移糾偏裝置和溫度調整法,分步驟調整合龍口縱向偏差,從而確保主橋精確合龍。

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元江特大橋主橋採用上承式連續鋼桁梁結構,主跨249米,將創世界同類橋樑之最。朱曉晨 攝

“超級保障”:臨時墩有48層樓高!

“考慮到現場環境保護需要和施工難度情況,在精確計算橋墩受力數據,確保橋墩滿足橋面承重和自身載荷的前提下,大橋共設置4個主墩和2個橋臺。”項目經理王炳巖說,在鋼桁樑架設過程中,由於主墩間距過大,不能滿足鋼桁梁懸拼架設的需要,項目部參考同類型橋樑架設方案,並根據本橋樑結構特點,通過建模計算,量身設計了11組臨時墩支架用於輔助鋼桁梁懸臂架設,其中L6號超高臨時墩高達133米,相當於48層樓高,創國內同類超高臨時墩之最。

根據橋樑架設需要,每個臨時墩需承受4000噸的荷載,且高度超高,還要面對山谷地區高達20米每秒的風速考驗,這對臨時墩的穩定性和安全構成極大挑戰。在超高臨時墩的結構選型上,項目部通過分析國內常規橋樑格構柱支架製作工藝,結合對現場地質地貌、自然條件的考察,並使用計算軟件對超高臨時墩支架受力狀態分析,最終設計確定超高臨時墩在使用國內常規格構柱支架的基礎上,在每片桁下面製作一組支架,兩組之間用細杆連接起來,確保了超高臨時墩在滿足荷載的前提下,也更加穩固。針對高處作業安全風險高、工作量大的特點,在每層作業面設置可連通的工作平臺,並設置爬梯、安全網、防墜器,確保人員施工安全。

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根據工程特點,建設者們總結提煉出了一整套安全、質量、技術、環保、工期“五位一體”的綜合管理模式。朱曉晨 攝

雙線鐵路特大橋擁有“世界第一”高墩

元江特大橋最高的3號橋墩高達154米,相當於54層樓房的高度,位居該類橋樑世界第一。

這座“第一高墩”重量將超過12萬噸,加上2.1萬噸的鋼桁梁,即使在不通行火車的情況下,橋墩底部都要承受15萬噸之重。設計人員在對橋墩底部進行地質勘探時發現,這個區域斷層和滑坡體較多,地質破碎,地底結構不足以承受如此大的重量。經多次的專家論證、方案比選優化,最終創造性地提出,由兩個鋼筋混凝土空心墩通過墩頂橫樑和中間“X”型鋼結構橫向連接的施工方案,在確保承重達標的前提下,有效減輕橋墩自身重量。這一國內首創的工法,為類似地質條件的橋樑建設提供了借鑑。

作為一座兼具高技術含量和高風險難度於一體的鐵路特大橋樑,如何通過有效管理協調推進工程進展是擺在建設者面前的“難中之難”。為此,項目部根據元江雙線特大橋的工程特點,先後組織召開10餘次內部管理交流會探討行之有效的管理方案,總結提煉出了一整套安全、質量、技術、環保、工期“五位一體”的綜合管理模式,將有力保障這座世界矚目的特大橋建設順利推進。


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