誤差2毫米 世界跨度最大的高鐵無砟軌道拱橋合龍
“朝辭白帝彩雲間,千里江陵一日還。”李白寫下千古名句的白帝城旁,新的交通方式將刷新更快的速度。10月30日上午9:00,世界在建跨度最大的高鐵無砟軌道拱橋――鄭萬高鐵重慶段梅溪河雙線特大橋主拱成功合龍,這標誌着鄭萬高鐵重慶段建設取得重要進展,為全線順利通車奠定了基礎。屆時,時速350公里的高鐵不到10秒就可從橋上通過,而重慶前往北京最快只需要8個小時。
跨徑340米
世界跨度最大的高鐵拱橋
鄭萬高鐵北接河南鄭州,南連重慶萬州,全長818公里,設計行車速度350公里/小時,是聯繫華北和華中地區及西南地區的主要高速客運通道。重慶段有隧道27座,橋樑32座,橋隧比高達98%,地形地質條件複雜,施工難度極大。由中鐵上海工程局承建的梅溪河雙線特大橋是鄭萬高鐵重慶段重點控制工程。
“鄭萬高鐵重慶段最難建,而重慶段最難的就是這座橋。” 中鐵上海工程局梅溪河特大橋項目負責人魏焱波介紹,該橋位於重慶市奉節縣、長江支流梅溪河河口上游,大橋全長687.8米,主橋為勁性骨架鋼筋混凝土上承式提籃拱橋,跨徑340米,矢高74米,是目前世界跨度最大的高鐵無砟軌道拱橋。
作為高鐵橋,沒有一般橋樑會有的10厘米厚的調平層,但標準上要求整個橋樑誤差不超過10毫米,如何保證誤差不超標全考“手藝”。而梅溪河特大橋所在的地點兩岸邊坡陡峭,施工場地狹小,修建便道困難,加之大橋地處三峽庫區自然保護區,對水土保持、環境保護要求高,施工組織難度非常大。
從力學上來講,通行列車速度越快,對大跨度橋樑的承載壓力越大,要保證設計時速350米的高鐵不減速駛過,必須要大橋的“基礎”穩、“筋骨”結實。項目總工程師李國華介紹,承台如同大橋的腿是“基礎”,不過兩岸陡峭的邊坡,想要站穩都難以下腳。對此,他們在國內高鐵橋樑建設中首次採用了水平樁加豎向樁分離式嵌固基礎技術,讓4個長20.2米、寬11.7米、高14.18米,水平截面積相當於2套120平方米商品房,混凝土用量達到2616立方米的承台牢牢紮下了根。
?
纜索將最後一塊主拱部分從船舶上吊起。李智/圖
自主研發智慧監測系統
確保主拱合龍誤差不超過2毫米
作為世界在建跨度最大的高鐵無砟軌道拱橋,主拱提升及合龍是鄭萬高鐵梅溪河特大橋技術難度最高、安全風險最大的建設部分。
大橋主拱為鋼拱肋外包混凝土結構,鋼拱肋相當於主拱的“筋骨”,外包混凝土相當於“皮肉”,施工中先進行拱肋拼裝,然後在鋼管內壓注混凝土,最後進行拱肋外包混凝土澆築。李國華說,“確保‘鋼筋鐵骨’結實牢固是主拱施工的重點。”
鋼拱肋的拼裝採用從兩端向中間的方式,由於地形所限,無法從下部支撐,只能採取提拉、扣掛的方式,這也讓橋在建設中涉及的各個方向力更多,線性控制更加複雜。大橋修建最難的就在線性的控制上。
?“在施工中我們自主研發了拱內吊裝智能監測智慧系統。”中鐵上海局建築公司總工程師李明介紹,他們採用傾斜攝影技術採集了地表信息,與建築信息模型化(BIM)技術結合,生成了三維模型,並在大橋各個部位裝上了傳感器,實現了對整個吊裝過程進行智能監測。在項目部,記者看到監測平台的大屏幕上,橋的三維立體圖形上,每個點的監測情況都對應,一旦有危險就會立刻預警,具體的位置也一目了然。
項目團隊將主拱拆分為48個吊裝單元,在拼接過程中,於國內首次採用了大跨度纜扣分離纜索吊大角度斜拉扣掛施工工藝。經過科學建模、複雜計算、嚴謹複核以及周密監控和反覆校核控制參數,項目團隊最終實現主拱精確拼裝和順利合龍,加工和拼裝誤差控制在2毫米以內,高於標準的10毫米。