矮寨特大懸索橋用“科技”創(chuàng)突破 筑通湘西生命線
2011-3-4 18:01:00 來源:網(wǎng)絡(luò) 編輯:56885 關(guān)注度:摘要:... ...
修建高速公路網(wǎng),就像是打通三湘大地肌體上的血脈,血液通暢了,湖南“四化兩型”才會(huì)有強(qiáng)勁的供氧。吉首至茶洞高速公路是連接西部少數(shù)民族、貧困人口地區(qū)的交通要道,可以說,它是湘西土家族苗族自治州開發(fā)、開放的生命線和致富路。而這座橫跨吉首岸和茶洞岸峽谷的矮寨特大懸索橋,成為了肌體上的“大動(dòng)脈”。
矮寨特大懸索橋,這座相當(dāng)于一座百層高樓的橋梁,技術(shù)難度、危險(xiǎn)程度,不言而喻。它是吉茶高速公路的控制性工程,兩索塔間跨度為1176米,是目前世界上峽谷間跨度最大的鋼桁梁懸索橋。大膽創(chuàng)新的湖南交通人,在高度和跨度、橋梁結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)工藝和新材料應(yīng)用方面,創(chuàng)造了四個(gè)世界第一。
矮寨特大懸索橋的許多特點(diǎn)都是世界上獨(dú)一無二的:首次采用軌索移梁工藝進(jìn)行主桁梁架設(shè);
首次采用塔梁完全分離結(jié)構(gòu);首次在懸索橋上使用大型巖錨吊索;首次采用碳纖維預(yù)應(yīng)力索對(duì)巖錨底座進(jìn)行錨固。
三年來,在省委、省政府的高度重視下,在省交通運(yùn)輸廳、省高管局的正確領(lǐng)導(dǎo)下,矮寨大橋全體建設(shè)人員克服了技術(shù)要求高、施工難度大、建設(shè)資金緊張、氣候條件惡劣等不利因素影響,順利完成了各項(xiàng)目標(biāo)任務(wù),確保了工程質(zhì)量優(yōu)良、生產(chǎn)安全、資金受控、環(huán)境友好。
運(yùn)用科學(xué)手段,保證工程質(zhì)量。一是采取大面積混凝土溫控措施,確保了塔錨無開裂現(xiàn)象。聘請(qǐng)南京水利科學(xué)研究院進(jìn)行了詳細(xì)的溫控設(shè)計(jì),通過混凝土的分層澆筑、埋設(shè)冷卻水管、控制混凝土的入模溫度等手段,達(dá)到降低水化熱導(dǎo)致的混凝土內(nèi)外溫差的目的。施工過程中,通過布設(shè)的溫度傳感器掌握混凝土內(nèi)部的溫度,及時(shí)根據(jù)溫度變化情況調(diào)整冷卻水管的通水方案,將內(nèi)外溫差控制在25℃以下,有效地防止了溫度裂縫的產(chǎn)生,保證了結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量。二是用先進(jìn)的設(shè)備及有效的工藝對(duì)索塔和支墩基礎(chǔ)存在的溶洞、溶槽進(jìn)行處理,保證了基礎(chǔ)的安全。三是對(duì)索塔施工采用了爬模施工工藝,橫梁采用了鋼管樁落地支架方案,保證了塔身及橫梁的施工質(zhì)量;四是對(duì)擬采用的軌索移梁方案進(jìn)行1:30的整體縮尺模型實(shí)驗(yàn)和150米的足尺模型實(shí)驗(yàn),以保證主桁梁架設(shè)的質(zhì)量和安全。通過采取科學(xué)手段,大橋工程質(zhì)量得到了根本保障。
矮寨特大橋地處湘西山區(qū),橋位距吉首市區(qū)約20公里。橋位處山高谷深,大橋一跨跨越德夯大峽谷,橋面距離谷底約330米左右。由于橋位處的特殊地形地貌,常規(guī)的懸索橋主梁架設(shè)方案在該橋上難以實(shí)施。這也給工程技術(shù)人員提出了一個(gè)難題:山區(qū)大跨徑懸索橋主梁的架設(shè)。
對(duì)于常規(guī)的懸索橋,主梁架設(shè)往往通過水路運(yùn)輸至橋位,再采用跨纜吊機(jī)垂直提升的方式實(shí)現(xiàn)加勁梁的逐段拼裝架設(shè)。但矮寨大橋下為深切峽谷,橋下并無水路可利用,且溝底距離橋面高差達(dá)330米,垂直起吊加勁梁的方案難以實(shí)施。參考同為山區(qū)懸索橋的湖北四渡河特大懸索橋的建設(shè)經(jīng)驗(yàn),該橋成功地采用了纜索吊進(jìn)行加勁梁的拼裝,但該方案同樣在矮寨大橋上難以實(shí)施,由于矮寨大橋主跨1176米,相對(duì)于四渡河大橋900米的主跨,跨徑大增,纜索吊施工方案存在安全隱患多,風(fēng)險(xiǎn)大,因此不宜在該橋采用。其他施工方案如橋面吊機(jī)拼裝方案也在山區(qū)懸索橋主梁的架設(shè)過程中采用過,但橋面吊機(jī)方案需逐片拼裝加勁梁桁片,且拼裝均為高空作業(yè),安全隱患大,架設(shè)工期長且質(zhì)量難以保證。
針對(duì)這個(gè)問題,省交通運(yùn)輸廳專家創(chuàng)造性地提出了軌索移梁的加勁梁架設(shè)方案。該方案的基本思路是:利用大橋永久吊索在其下端安裝臨時(shí)吊鞍,然后在臨時(shí)吊鞍上安裝水平軌索,再將水平軌索張緊作為加勁梁的運(yùn)梁軌道,實(shí)現(xiàn)由跨中往兩端拼裝大橋的鋼桁加勁梁。由于鋼桁梁的節(jié)段的拼裝在兩岸拼裝臺(tái)座上進(jìn)行,非常有利于拼裝質(zhì)量的控制。相對(duì)于橋面吊機(jī)拼裝方案,軌索移梁方案相當(dāng)于把鋼桁梁的高空拼裝變更為陸地拼裝,大大減少了鋼桁梁的高空拼裝作業(yè),既可節(jié)約工期,又有利于保證施工安全及施工質(zhì)量。
接下來便是根據(jù)思路進(jìn)行相關(guān)的模擬試驗(yàn),檢驗(yàn)方案的工作性能,根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)各施工構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
功夫不負(fù)有心人。2009年12月9日,世界首例軌索移梁法模型試驗(yàn)終于取得成功。國家交通運(yùn)輸部數(shù)位專家一致通過了對(duì)該方案的評(píng)審,并高度評(píng)價(jià)此方案具有“原始創(chuàng)造性”。
軌索移梁法試驗(yàn)的研究成果,不僅成功解決了矮寨懸索橋主桁梁架設(shè)的難題,更是為同類型的山區(qū)懸索橋提供了一種全新的、安全快捷的主桁梁施工方案,必將對(duì)今后山區(qū)懸索橋的設(shè)計(jì)、施工產(chǎn)生深遠(yuǎn)的積極影響,同時(shí)為我國橋梁建設(shè)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。因此,研究成果具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
矮寨大橋建成后,將和著名的“矮寨盤山公路”、“德夯大峽谷”奇觀交相輝映,成為湘西乃至湖南重要的旅游景點(diǎn)。