貴州烏蒙山區(qū),山高谷深、溝壑縱橫、層巒疊嶂。
由貴州交建集團(tuán)投資建設(shè)的納雍至晴隆高速公路(簡(jiǎn)稱(chēng)“納晴高速”),在磅礴烏蒙山區(qū)中,穿過(guò)六盤(pán)水市六枝特區(qū)中寨鄉(xiāng)的野雞坡老鷹巖,跨過(guò)谷風(fēng)驚人的撈河峽谷,凌空直插遠(yuǎn)在對(duì)岸牛材嶺的黃土坡群巒深處。
在建的六枝特大橋
中寨鄉(xiāng)境內(nèi),納晴高速控制性工程——六枝特大橋眼下已進(jìn)入空腹區(qū)上下弦施工關(guān)鍵階段,建設(shè)者們施工正酣。
穿云破霧、穿山越壑,六枝特大橋“站”得高,“跨”得遠(yuǎn)。它的主橋墩高度、單跨跨徑、主橋長(zhǎng)度3項(xiàng)指標(biāo),目前在同類(lèi)型空腹式連續(xù)剛構(gòu)梁橋中排名世界第一。主橋3個(gè)主跨跨徑都是320米,采用這樣多跨連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土空腹式連續(xù)剛構(gòu)梁結(jié)構(gòu)形式為國(guó)內(nèi)外首次。
“一橋三工藝”,在地質(zhì)復(fù)雜地形險(xiǎn)峻的峽谷間建設(shè)世界級(jí)大橋
納晴高速是納雍至興義高速公路(G7612)的重要組成部分,全長(zhǎng)162公里,橋隧比高達(dá)69.46%。
由于當(dāng)?shù)氐匦蔚孛蔡厥?、地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,設(shè)計(jì)人員在這條高速公路設(shè)計(jì)之初就采用調(diào)繪、物探、鉆探、原位測(cè)試等方法,加強(qiáng)不良地質(zhì)路段勘察。尤其是對(duì)于特大橋建設(shè),采用綜合手段查明橋址區(qū)域覆蓋層厚度、風(fēng)化程度及基地巖層情況,評(píng)估巖溶、采空區(qū)、斷裂破碎帶、滑坡、危巖、堆積體等對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)安全的影響,加強(qiáng)斜坡處橋梁的岸坡穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià),為橋梁孔跨布置和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提供可靠支撐。
折疊伸縮式三角托架施工場(chǎng)景
貴州交建集團(tuán)所屬路橋集團(tuán)納晴高速第十合同段項(xiàng)目經(jīng)理石宏偉介紹,關(guān)于六枝特大橋的選址,起初選線在附近另一個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)數(shù)月實(shí)地勘察、收集數(shù)據(jù),綜合考慮地形、地質(zhì)等建設(shè)條件和互通布設(shè)、工程規(guī)模、投資等因素,并與貴州省交通運(yùn)輸廳以及各設(shè)計(jì)院、監(jiān)控單位、施工單位等團(tuán)隊(duì)專(zhuān)家反復(fù)研究,最終確定該方案。
“為保證萬(wàn)無(wú)一失,光是方案的設(shè)計(jì)、定版,就花了一年的時(shí)間?!笔陚フf(shuō)。
六枝特大橋采取的空腹式連續(xù)剛構(gòu)梁結(jié)構(gòu)形式,具有結(jié)構(gòu)剛度大、行車(chē)平順、后期養(yǎng)護(hù)工作量小、對(duì)施工運(yùn)輸要求低等優(yōu)點(diǎn),能更好適應(yīng)山區(qū)高速公路路線平面線形的變化,提高常規(guī)連續(xù)剛構(gòu)橋的跨越能力。而且,相比懸索橋和斜拉橋,多孔主跨320米空腹式連續(xù)剛構(gòu)方案能大大節(jié)省造價(jià)。
六枝特大橋全橋長(zhǎng)度2023.5米,主橋空腹式剛構(gòu)橋箱梁寬度為16.55米,3個(gè)主跨跨徑均為320米,墩高為196米。而曾經(jīng)的主橋墩世界紀(jì)錄,也出自貴州——畢節(jié)至威寧高速公路赫章特大橋墩高195米。
俯瞰六枝特大橋,崇山峻嶺間,22座橋墩宛若龍脊,一字排開(kāi)、串點(diǎn)成線。云霧繚繞中,支撐3個(gè)主跨的4個(gè)主橋墩宛若擎天巨柱,拔地而起、巍然矗立。
這座氣勢(shì)恢宏、刷新多項(xiàng)世界紀(jì)錄的大橋,采用多跨連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土空腹式連續(xù)剛構(gòu)梁結(jié)構(gòu)形式,開(kāi)了梁橋建設(shè)先河。
與貴州建設(shè)的其他山區(qū)特大橋一樣,六枝特大橋的建設(shè)面臨巨大挑戰(zhàn)——地形地質(zhì)條件復(fù)雜,運(yùn)輸條件差,建設(shè)條件惡劣,生態(tài)環(huán)保要求高。
特殊的地形,狹窄的施工場(chǎng)地,讓大型設(shè)備難以施展拳腳,很難開(kāi)展機(jī)械化、規(guī)?;┕?。由于自然條件所限,一些施工節(jié)點(diǎn)供水供電困難。再加上峽谷風(fēng)環(huán)境復(fù)雜,風(fēng)場(chǎng)受局部地形影響強(qiáng)烈,這些都給高橋墩、大跨徑橋梁設(shè)計(jì)施工帶來(lái)不少困難。
六枝特大橋空腹區(qū)施工采用拱橋、斜拉橋和連續(xù)剛構(gòu)橋3種橋型施工工藝效果圖
六枝特大橋建造之難,體現(xiàn)在哪里?
它需要跨越一個(gè)長(zhǎng)度達(dá)2公里以上的U型峽谷,這里山坡陡峭,常年風(fēng)大霧多。
項(xiàng)目部班子成員認(rèn)為,六枝特大橋的建造之難,主要體現(xiàn)在3個(gè)方面。一是主跨連續(xù)3跨均為320米,總長(zhǎng)近1公里,最大墩高196米,其工程規(guī)模、施工難度均居山區(qū)同類(lèi)橋梁前列,剛構(gòu)空腹區(qū)上、下弦采用臨時(shí)扣索輔助懸臂澆筑施工,工序特別復(fù)雜。二是由于較差的地質(zhì)條件,樁基會(huì)穿越煤層,樁基開(kāi)挖施工時(shí)容易產(chǎn)生瓦斯及有毒氣體,施工安全風(fēng)險(xiǎn)較高。三是由于地形陡峭,大部分樁基、承臺(tái)處于大于45度的斜坡上,單個(gè)墩承臺(tái)的1/4處于懸空狀態(tài),尤其是9號(hào)墩,需要施工樁板墻進(jìn)行上、下邊坡支擋防護(hù),左幅承臺(tái)施工時(shí)無(wú)平臺(tái)可停放施工設(shè)備,施工難度極大。
納晴高速第十合同段項(xiàng)目常務(wù)副總工周?chē)?guó)云有著數(shù)座特大橋建造經(jīng)驗(yàn),但在面對(duì)這樣一座需要超高技藝的大橋時(shí),也不禁感嘆:“在這樣險(xiǎn)峻的峽谷間建設(shè)世界級(jí)大橋,難度可想而知,工藝極其復(fù)雜。它包括了拱橋、斜拉橋和連續(xù)剛構(gòu)橋3種橋型施工工藝,相當(dāng)于修了3種橋,可謂是‘一橋三工藝’。”
20多項(xiàng)專(zhuān)利,攻克大跨徑鋼筋混凝土梁橋多項(xiàng)世界性難題
越是艱險(xiǎn)越向前!地理和氣候的雙重考驗(yàn),沒(méi)有將項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)嚇退,反而讓大家干勁十足。他們?cè)谡麄€(gè)工程建造階段,都綜合運(yùn)用了數(shù)字化技術(shù),實(shí)現(xiàn)多種系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享,讓施工更加安全、精準(zhǔn)、高效。
建設(shè)者們?cè)谶M(jìn)行六枝特大橋0號(hào)塊鋼筋及預(yù)應(yīng)力安裝施工
其一,是北斗精準(zhǔn)定位系統(tǒng)。峽谷中時(shí)常出現(xiàn)大霧天氣,這時(shí)全站型電子測(cè)距儀無(wú)法使用,基于北斗精準(zhǔn)定位的施工精度控制系統(tǒng)就成了六枝特大橋精準(zhǔn)建設(shè)的關(guān)鍵。
其二,是自平衡張拉系統(tǒng)。該系統(tǒng)是項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)為實(shí)現(xiàn)扣索張拉過(guò)程中兩端對(duì)稱(chēng)平衡張拉而研發(fā)的,可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連續(xù)多束鋼絞線群錨拉索對(duì)稱(chēng)同步張拉,同步精度達(dá)99%以上,能很好地保障施工質(zhì)量。
此外,還有建造過(guò)程中應(yīng)用的大體積混凝土溫度控制系統(tǒng)、液壓爬模模板放樣系統(tǒng)、扣索索力監(jiān)控系統(tǒng)、橋梁線形控制系統(tǒng),等等。各大系統(tǒng)團(tuán)結(jié)作戰(zhàn),風(fēng)力、溫度、壓力等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)最終匯集到項(xiàng)目管理云平臺(tái),實(shí)現(xiàn)施工安全及質(zhì)量的全過(guò)程可控。
差之毫厘,謬以千里。橋梁施工精度直接影響著橋梁建造質(zhì)量、橋梁受力及建成后橋梁的美觀,六枝特大橋一項(xiàng)項(xiàng)數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用,為復(fù)雜條件下橋梁施工貢獻(xiàn)了寶貴經(jīng)驗(yàn)。
目前,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)已申報(bào)及準(zhǔn)備申報(bào)的專(zhuān)利達(dá)20多項(xiàng),包括大直徑樁基旋挖鉆配合爆破成孔施工方法、可折疊可伸縮式三角托架、液壓爬模同步爬升系統(tǒng)、楔形卸載裝置、低回縮錨具擰緊工具、空腹式剛構(gòu)橋空腹區(qū)下弦起步段勁性骨架施工方法、通用型斜爬掛籃等。
大直徑樁基旋挖鉆配合爆破成孔施工方法贏得業(yè)內(nèi)好評(píng)。
六枝特大橋主墩樁基直徑達(dá)3.6米,而特殊地形條件下能滿(mǎn)足該直徑樁基施工的設(shè)備無(wú)法進(jìn)場(chǎng)。項(xiàng)目部采用旋挖鉆配合爆破成孔施工工藝進(jìn)行施工,不僅減少爆破作業(yè)工作量,還使出渣更安全、高效。
空腹式剛構(gòu)橋空腹區(qū)下弦起步段勁性骨架施工方法,則加快了大橋施工進(jìn)度。
空腹式剛構(gòu)橋下弦起步段施工是該橋型施工的重點(diǎn)、難點(diǎn)之一。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在施工中,提前在墩柱上安裝勁性骨架,利用勁性骨架作為起步段的承重結(jié)構(gòu),在減少支架拆除施工的同時(shí),節(jié)省了掛籃安裝時(shí)間。
“相對(duì)于拱橋、斜拉橋和懸索橋,梁橋的優(yōu)點(diǎn)主要在于其鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)能節(jié)約造價(jià),養(yǎng)護(hù)成本較低,因此梁橋數(shù)量在所有橋梁類(lèi)型中所占的比重最大?!辟F州省交通運(yùn)輸廳總工程師許湘華說(shuō),普通梁橋跨徑有限,預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋最大跨徑一般在200米左右。為增大跨徑,貴州路橋集團(tuán)首創(chuàng)空腹式預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)橋,跨徑一舉提高到290米,用于水盤(pán)高速的北盤(pán)江大橋,攻克了大跨徑鋼筋混凝土剛構(gòu)橋跨中下?lián)稀㈤_(kāi)裂等世界性難題。之后,貴州的橋梁建設(shè)團(tuán)隊(duì)又不斷突破。六枝特大橋?yàn)檫m應(yīng)此處峽谷地形,首次將3跨用于空腹式預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)橋,跨徑也提高到320米。對(duì)比設(shè)計(jì)之初的懸索橋結(jié)構(gòu),六枝特大橋采用這一結(jié)構(gòu)形式后至少可節(jié)省造價(jià)8億元。
融入綠色環(huán)保理念,守住綠水青山領(lǐng)略多彩貴州
納晴高速的建設(shè),對(duì)優(yōu)化和完善貴州路網(wǎng)布局,促進(jìn)沿線區(qū)域資源合理開(kāi)發(fā),繁榮少數(shù)民族地區(qū)經(jīng)濟(jì)有著重要意義。它不僅能加強(qiáng)貴州省西部地區(qū)南北向的交通聯(lián)系,形成貴州通往四川、廣西等地的快速通道,也將成為四川、重慶等地經(jīng)貴州至云南、廣西的快捷通道。
云中架橋
在納晴高速控制性工程——六枝特大橋的建設(shè)過(guò)程中,常見(jiàn)當(dāng)?shù)厝罕娺b望施工場(chǎng)地,對(duì)早日建成通車(chē)翹首以盼。
對(duì)于當(dāng)?shù)氐目沙掷m(xù)發(fā)展,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)傾注了很多心血。
建設(shè)者們?cè)诖髽蚪ㄔO(shè)中融入“綠色工程、環(huán)保為先”的理念,讓當(dāng)?shù)厝嗣裨谑氐米∩角逅愕耐瑫r(shí),生活更便利、出行更便捷,通往更廣闊世界,讓外界通過(guò)“橋”,見(jiàn)綠水伴青山,了解多彩貴州。
為減少對(duì)地表的破壞,在邊坡開(kāi)挖時(shí),項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)特地采取了環(huán)保措施。其中,在修建9號(hào)主墩時(shí),施工人員通過(guò)分幅設(shè)置,將10級(jí)邊坡減少為1級(jí)邊坡高度,原本需要開(kāi)挖30萬(wàn)立方米山體土石,減少到只需幾千立方米,既降低了造價(jià),又最大限度地保護(hù)了橋位周邊環(huán)境,實(shí)現(xiàn)低碳環(huán)保。
在項(xiàng)目部,周?chē)?guó)云盯著電腦屏幕,通過(guò)可視化物理交互系統(tǒng)查看各平臺(tái)數(shù)據(jù),對(duì)施工安全、質(zhì)量進(jìn)行可視化控制。
在六枝特大橋這個(gè)世界級(jí)橋梁工程中,不少技術(shù)需要運(yùn)用云計(jì)算技術(shù),以實(shí)現(xiàn)施工過(guò)程相關(guān)數(shù)據(jù)的信息化管理。這需要一支年輕化、信息化隊(duì)伍。
項(xiàng)目部的工作人員大多30歲上下,年紀(jì)雖輕,卻專(zhuān)業(yè)過(guò)硬、經(jīng)驗(yàn)豐富,通過(guò)對(duì)各類(lèi)設(shè)備的熟練操作、對(duì)大量數(shù)據(jù)的精細(xì)分析,齊心協(xié)力啃下建設(shè)過(guò)程中遇到的“硬骨頭”。
為提高管理效率,他們實(shí)行工區(qū)化及網(wǎng)格長(zhǎng)制管理。每個(gè)主墩,都有一個(gè)項(xiàng)目班子成員擔(dān)任網(wǎng)格長(zhǎng),對(duì)主墩建設(shè)的安全、質(zhì)量、進(jìn)度負(fù)責(zé),實(shí)現(xiàn)精細(xì)化、扁平化管理。這既能調(diào)動(dòng)管理人員積極性,又能讓現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題得到及時(shí)解決,提高了工作效率。
今年5月,施工現(xiàn)場(chǎng)突發(fā)下弦起步段吊架無(wú)法前移問(wèn)題。正是借助于這一管理制度,問(wèn)題得以立即上報(bào)、迅速解決,未耽誤工期。
為保障工程品質(zhì),六枝特大橋項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)夙興夜寐、緊盯節(jié)點(diǎn),想方設(shè)法解決難題。從適應(yīng)峽谷自然環(huán)境、村寨建筑、基本農(nóng)田、山水林田等環(huán)境因素,到一顆螺絲釘材質(zhì)、型號(hào)的選擇,每一個(gè)細(xì)節(jié)都精益求精。
作為建設(shè)者,他們以設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、工程品質(zhì)化為先導(dǎo),將綠色理念、品質(zhì)工程要求、智能化施工裝備和手段融入建設(shè)的全過(guò)程。
作為管理者,他們大膽探索新的管理思路,強(qiáng)化安全性能設(shè)計(jì),實(shí)施安全網(wǎng)格化管理,使工程質(zhì)量、進(jìn)度和效益不斷得到提高,對(duì)質(zhì)量和安全不懈追求,彰顯了世界級(jí)大橋建設(shè)鐵軍精神。
萬(wàn)水千山橋飛架,天塹通途一揮間。項(xiàng)目部有關(guān)負(fù)責(zé)人說(shuō):“我們正在踏踏實(shí)實(shí)做好空腹區(qū)上下弦段的施工,確保明年年底順利完工。同時(shí),努力探索、總結(jié)創(chuàng)新性經(jīng)驗(yàn),為世界同類(lèi)型橋梁建造提供更多經(jīng)驗(yàn)?!?/p>