成贵铁路五通岷江特大桥成功跨越岷江
2016-07-15
随着最后一根上弦杆精准安装到位，由中铁四局集团钢结构有限公司（以下简称中铁四局钢构）施工的成贵铁路五通岷江特大桥钢桁梁顺利合龙，标志着成贵铁路五通岷江特大桥成功跨越岷江。
成贵铁路五通岷江特大桥全长5597米，主桥采用（140+224+140）米三跨连续钢桁梁，总用钢量为1.26万吨。其双主桁下弦变桁高结构在我国钢桥梁建设史上尚属首次采用，主跨跨度224米位居亚洲同类型钢桁连续梁之首。
由于成贵铁路五通岷江特大桥存在钢桁梁结构形式新颖、体系复杂、负荷重等难点，如何进行施工组织管理，确保按期安全完成架设任务，成为摆在施工单位面前的一大难题。
变堵为疏“改”方案
在施工的过程中，现实的困难比想象的要大的多。岷江,这条流经四川盆地腹地的长江主要支流，是乐山及沿线地区人民的母亲河，拥有非常发达的航运条件和极为丰富的水产资源。为减少、避免施工对岷江环境的影响，成贵铁路指挥部在建设过程中对桥梁施工有明确要求：施工期间尽量避免侵占河道，至少需保留140米宽的航道。这无疑是对设计单位推荐的“从主墩开始向两侧对称悬臂拼装”施工方案予以了否定。原定方案需在主墩位置设置60多米长的临时支撑设施，不仅侵占了航道，安全风险压力极大，而且仅仅是这些辅助工程费用就是很大的一笔投入。施工还没开始，本来应遵照执行的设计方案却成为施工单位进退两难的一个屏障。
虽然中铁四局钢构在重钢桥梁领域拥有丰富的施工经验，并先后完成过柳州双拥大桥、南宁英华大桥、石济客专济南黄河大桥等跨越大江大河的桥梁架设，但计划与现实要求冲突的问题还是首次碰到。
“到现场找答案！”面对困难，已经参与过烟大铁路轮渡栈桥、合肥铁路枢纽南环线特大桥等众多工程的桥梁专家、项目经理张庆发斩钉截铁地说。他带领中铁四局钢构成贵铁路五通岷江特大桥项目部的技术人员围着岷江东西两岸转了不下百遍，认真对照设计规划进行研究，并查阅了大量的国内外相关资料。经过1个多月的实地考察与理论研讨，一个与原设计方案截然相反的“从两侧边墩向主跨相向对称悬臂拼装”方案破茧而出。该方案不仅在技术上满足了通航要求，更在安全控制、保证工期和节约成本上具备很多优势。为了验证此方案的可行性，中铁四局钢构成贵铁路五通岷江特大桥项目部先后组织召开了10余次内部评审会，并多次邀请上级单位和西南交通大学、合肥工业大学等院校的行业专家，对新方案进行审核鉴定。功到自然成，专家们一致赞成新方案。这样，工程施工终于迈出了实质性的一步。
以“稳”为进“准”合龙
桥梁架设，特别是超万吨级的钢桥施工，靠的就是“稳”、“准”二字。“稳”是“准”的基础，“准”是“稳”的最终结果。
成贵铁路五通岷江特大桥钢桁梁共有36个节间，每个节间长14米，由20～30根杆件组成，重达300～500吨，最高作业面离江面有60米，拼装施工的“稳”字要求分外严格，时刻都有桥体倾覆的危险。尤其是在主跨合龙之前，大桥悬臂最长距离达112米，重量有6000余吨，这对钢梁拼装架设线形控制可是巨大考验。由于大桥桥址位于岷江下游，河床起伏大，且覆盖着一层多达10米厚的卵石层，临时基础工程施工和维护难度也极大。中铁四局钢构成贵铁路五通岷江特大桥项目部坚持以“稳”克“稳”，通过对大粒径卵石沙土地质条件的研究，创新采取旋挖钻机钻进、钢护筒跟进成孔新工艺，成功克服大粒径卵石砂土且渗水严重地质条件，确保临时墩的成孔质量，还将施工效率提高了5倍以上。在拼装过程中，他们先后成立杆件验收、线形测量、偏差分析3个专业工作小组，严把杆件加工质量关，在一个节点安装完成后，技术人员及时测量竖向、横向和纵向偏差，随时掌握钢梁线形数据，通过与设计基准线形对比，快速响应并适时提出纠偏方案，确保满足整体线形要求。
对拼装精度的所有要求都将在主跨钢桁梁合龙时成几何倍数地放大出来。随着桥体悬臂拼装距离越来越长，即便是最坚固的钢材，也会因为自身重量发生不易发觉的变形，和垂直方向产生夹角，这就是力学上的“下挠”。根据测算，在主跨合龙前，钢桁梁两侧悬臂将伸至112米、98米，由于自重分别下挠394毫米、301毫米，与设计基准分别有0.22度和0.18度的转角，加之受到温度、制造安装偏差、安装荷载和钢梁实际刚度系数等因素的影响，要将6根杆件精准合龙，对合龙点位置控制要求极高。为保证合龙精确，技术人员将所有合龙偏差按方向总结成三个维度，以进一步细化、分解合龙的过程控制。一是针对东西向的纵向偏差，通过桥墩处纵向千斤顶推动钢梁桥体来消除，当这个偏差在10毫米以内时，则利用温差进行微调：温度每升高1摄氏度，合龙口之间的距离将减少2.45毫米。二是南北的横向偏差，利用横向纠偏系统推动桥体来调整，当横向偏差在10毫米以内时，则通过张拉合龙口节点处的钢绞线或倒链进行上下游的对拉来微调。三是竖向偏差，通过边墩落梁的杠杆原理使合龙口自然上升，达到既定合龙位置。这样，在合龙过程中，按照依次调整横向偏差、竖向高差和纵向偏差的顺序，确定合龙口无平面偏差和竖向高差以后，再依次合龙下弦杆、上弦杆和斜杆，完成主桁合龙，最后安装下平联、纵梁和上平联杆件，最终实现桥体的完全精准合龙。
从“零”开始终跨越
科学技术是第一生产力，在成贵铁路五通岷江特大桥钢桁梁的施工过程中，中铁四局钢构再次验证了这个颠扑不破的真理。面对各种施工难题，中铁四局钢构人已习惯在问题面前钻研、在实践中摸索，依靠技术创新来打破僵局。自2014年2月进入项目以来，中铁四局钢构成贵铁路五通岷江特大桥项目部所有人员几乎全都开启了白天在现场看问题、晚上集体开会研讨的工作模式，他们先后组织召开各种内部技术研讨会140余次，邀请外部专家评审、授课20余次，编制完成各类施工技术方案50余份，将所有技术方案垒起来就有两米多高。
一分耕耘一分收获。正是这种敢于直面困难、一切从零开始的进取精神，让中铁四局钢构在完成成贵铁路五通岷江特大桥下弦变桁高连续钢桁梁的架设过程中，也收获了累累硕果：他们先后总结形成了大跨度下弦变桁高连续钢桁梁悬臂架设、跨中无应力合龙，大粒径卵石沙土且渗水严重地质条件下桩基成孔等多项关键技术，安全有序推进架设施工，比原定合龙计划时间提前了两个月。该桥钢桁梁的顺利合龙，成功填补了国内在大跨度下弦变桁高钢桁梁施工领域的技术空白，也为国内今后类似钢桥工程建设提供了可靠借鉴。
