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創(chuàng)造三項(xiàng)“世界第一”,瀾滄江特大橋到底牛在哪?
關(guān)鍵字: 瀾滄江特大橋
此外,橋面距水面270多米,加上是峽谷地帶,瀾滄江特大橋的施工中大多屬于高空作業(yè),風(fēng)險(xiǎn)很高。
1、鋼結(jié)構(gòu)要先“變形”再組合
在一般平原地區(qū),鋼結(jié)構(gòu)要是“對(duì)接不上”、存在誤差,一般會(huì)施加外力將兩塊鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)制組合在一起,進(jìn)行焊接、鉚接或螺栓連接。強(qiáng)制外力一般很大,在平地上,你可以通過(guò)很多方法來(lái)施加,但高空作業(yè)就不是那么方便了。
所以,高空作業(yè)前就要先進(jìn)行精密測(cè)量,測(cè)出這其中的誤差,再施加外力先讓“拼不上”的鋼結(jié)構(gòu)先發(fā)生形變,使兩塊鋼結(jié)構(gòu)剛好能夠?qū)由?,再進(jìn)行焊接、鉚接或螺栓連接。
2、采用鋼管混凝土代替普通混凝土
為了便于高空大風(fēng)環(huán)境下施工,工程師們采用了鋼管混凝土結(jié)構(gòu)。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)通俗的說(shuō)就是先架設(shè)鋼結(jié)構(gòu),完成“框架”之后,向鋼管中填充混凝土,然后在鋼結(jié)構(gòu)外側(cè)外包混凝土。
鋼管本身就是勁性承重骨架,吊裝質(zhì)量輕,可簡(jiǎn)化施工安裝工藝、節(jié)省腳手架、減少施工用地、縮短工期。而且這種結(jié)構(gòu)除了擁有高強(qiáng)輕質(zhì)、塑性性能好、耐疲勞、耐沖擊等優(yōu)越力學(xué)性能,還方便澆注混凝土。
因?yàn)槠胀ɑ炷翝沧⑹且罱0?,高空施工搭建模板顯然不現(xiàn)實(shí),所以鋼管混凝土既不用搭建模板,又可省去支模、拆模的工作,直接將混凝土往鋼管里澆注就可以了。
鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)示意圖
3、還需振搗,使混凝土更結(jié)實(shí)
澆注混凝土后還需對(duì)其進(jìn)行振搗,所謂的振搗就是用機(jī)器把混凝土中的氣泡排除,進(jìn)行搗固,消除混凝土的蜂窩麻面等現(xiàn)象,這樣就使混凝土密實(shí)結(jié)合。
經(jīng)過(guò)振搗混凝土?xí)用軐?shí),抗壓強(qiáng)度會(huì)得到很大的提高。而且鋼管混凝土更適于振搗,對(duì)結(jié)構(gòu)的影響比較小,非常適用于瀾滄江特大橋的施工。
難點(diǎn)三:施工場(chǎng)地過(guò)于有限
瀾滄江特大橋兩岸坡度大——大理岸坡角約60°,保山岸坡角約80°。大橋橋址及附近地質(zhì)條件復(fù)雜、交通不便,施工場(chǎng)地狹窄,臨建數(shù)量大、平面布局困難,施工環(huán)境極為惡劣。因此,在幾乎沒(méi)有平地的情況下,要想完成施工,就必須要有非常之舉。
一種施工方案是整體豎轉(zhuǎn)方案。通俗的說(shuō),就是鋼結(jié)構(gòu)縱向組裝,在完成組裝之后,再用繩索將左右兩個(gè)半拱形鋼結(jié)構(gòu)慢慢放下,最終合攏為拱形橋梁支架。這種做法的好處有以下兩點(diǎn)。一是可以利用大理岸和保山岸陡峭的巖壁進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)組裝,解決了沒(méi)有平地可以用于施工的困境。二是縱向組裝鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量容易得到保障。
但缺陷也很明顯,那就是吊裝的鋼結(jié)構(gòu)數(shù)量太多,組裝后高度高達(dá)191米,這不僅對(duì)吊裝設(shè)備要求較高,而且焊接或鉚接過(guò)程中還有大量高空作業(yè),存在較大安全風(fēng)險(xiǎn)。而且之前介紹過(guò),這里風(fēng)大,縱向組裝的鋼結(jié)構(gòu)在大風(fēng)的作用下會(huì)產(chǎn)生擺動(dòng)和搖晃,這會(huì)大幅增加施工難度和安全風(fēng)險(xiǎn)。
“二次豎轉(zhuǎn)”:利用山體拼接鋼結(jié)構(gòu)
既然一次整體豎轉(zhuǎn)的方案施工難度較大,那么可以試試兩次豎轉(zhuǎn)方案。
二次豎轉(zhuǎn)方案相對(duì)于整體豎轉(zhuǎn)方案,最明顯的差別就是把原本縱向拼接的鋼結(jié)構(gòu)分成兩段,把原本縱向直立的上半段鋼結(jié)構(gòu),放倒斜躺在大理岸和保山岸的山體上,這樣一來(lái),就可以利用山體進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的組裝拼接,大幅減少高空作業(yè)的工作量,增加了施工安全性。
(“二次豎轉(zhuǎn)”方案方便了鋼管組裝拼接)
而且依托山體進(jìn)行組裝拼接鋼結(jié)構(gòu),也降低了對(duì)吊裝設(shè)備的需求,節(jié)約了施工成本。唯一美中不足的就是兩段鋼結(jié)構(gòu)直接的連接鉸結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,而且在將兩岸的鋼結(jié)構(gòu)合攏的時(shí)候,每一條牽引繩索施加的力必須計(jì)算的非常精確。
難點(diǎn)四:二次豎轉(zhuǎn)130度、單邊豎放2500噸
瀾滄江特大橋在全球首次采用“二次豎轉(zhuǎn)”方案施工,而且二次豎轉(zhuǎn)角度之和達(dá)130度,豎轉(zhuǎn)角度為已知最大。同時(shí),大橋單邊豎放重量達(dá)2500噸,也是世界橋梁施工之最。
要實(shí)現(xiàn)二次豎轉(zhuǎn),首先在將鋼結(jié)構(gòu)元件組合拼裝后,在鋼拱的底部和中間兩段鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)合部位安裝轉(zhuǎn)鉸(腦補(bǔ)一下門與墻是怎么連接的),然后還要安裝纜索吊機(jī)、泵站豎轉(zhuǎn)設(shè)備。再通過(guò)牽引索相互牽引,把兩岸中間轉(zhuǎn)鉸以上的部分先扳起,這就完成了第一次豎轉(zhuǎn)。
在完成第一次豎轉(zhuǎn)之后,牽引索繼續(xù)牽引成形的半拱形鋼結(jié)構(gòu),然后繼續(xù)下放牽引索,并最終完成合龍形成拱形鋼結(jié)構(gòu)支架。
1、轉(zhuǎn)鉸質(zhì)量得靠譜
在這個(gè)過(guò)程中,有幾個(gè)技術(shù)要點(diǎn)。首先,整個(gè)拱形鋼結(jié)構(gòu)中間部分和底部的轉(zhuǎn)鉸必須質(zhì)量可靠,因?yàn)橐坏┺D(zhuǎn)鉸出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題,二次豎轉(zhuǎn)將成為不可能完成任務(wù)。
2、轉(zhuǎn)鉸安裝須定位精準(zhǔn)
其次,轉(zhuǎn)鉸的安裝必須定位精確,在安裝完成后,還必須將其和預(yù)埋板、鋼支架焊接牢靠,使其在混凝土澆注時(shí)不產(chǎn)生位移。
3、必須依靠計(jì)算機(jī)精準(zhǔn)控制
最后,豎轉(zhuǎn)需要精確的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)。由于在此之前,國(guó)內(nèi)最大大橋單邊豎放重量只有800噸,而瀾滄江特大橋的單邊豎放重量為2500噸,是目前世界已知的最大噸位,對(duì)牽引索動(dòng)態(tài)同步控制難度大。
(豎轉(zhuǎn)過(guò)程中需要精確計(jì)算牽引索施加的牽引力)
而要實(shí)現(xiàn)對(duì)牽引索動(dòng)態(tài)同步的精確控制,則有賴于計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)同步控制負(fù)角度豎轉(zhuǎn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)的工作又必須依靠?jī)A角傳感器、壓力傳感器和位移傳感器等各種傳感器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳遞和主計(jì)算機(jī)的計(jì)算和控制,一環(huán)扣一環(huán)。
在豎轉(zhuǎn)過(guò)程中,豎轉(zhuǎn)角度發(fā)生變化,傾角傳感器就會(huì)將數(shù)據(jù)發(fā)送到主計(jì)算機(jī)。與此同時(shí),壓力傳感器、位移傳感器也會(huì)將數(shù)據(jù)發(fā)送的控制器和計(jì)算機(jī)。主計(jì)算機(jī)會(huì)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析,計(jì)算出在拱形鋼結(jié)構(gòu)的角度、壓力和位置發(fā)生變化的情況下,各條牽引索的受力變化,計(jì)算每一條牽引索需要施加多大的力。
結(jié)語(yǔ)
面對(duì)惡劣的施工環(huán)境,工程師們不畏艱險(xiǎn),見(jiàn)招拆招,以“二次豎轉(zhuǎn)”施工方案克服困難,不僅在橋梁建造史上創(chuàng)造了三項(xiàng)“世界第一”,還為打通中緬國(guó)際鐵路,實(shí)現(xiàn)中國(guó)國(guó)力向東南亞輻射發(fā)揮應(yīng)有的作用。
標(biāo)簽 特大橋- 原標(biāo)題:創(chuàng)造三項(xiàng)“世界第一”,瀾滄江特大橋到底牛在哪? 本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)。
- 責(zé)任編輯:陶立烽
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