石门水库特大桥创钢拱桥合龙新速度
2016-09-09
近日，随着最后一道焊缝的焊接完成，中交四公局承建的陕西宝鸡—汉中高速公路石门水库特大桥主桥拱肋合龙，历时18个月实现大桥双幅合龙，比国内同类桥梁平均工期短8个月。
宝汉高速公路是陕西省规划建设的“2637”高速公路网中三条南北纵线之一，是宝鸡连接汉中的大动脉，是宁夏银川—云南昆明高速公路的重要组成部分。石门水库特大桥是全线控制性工程两隧一桥中的关键性节点工程，有着“西北第一跨”的美誉。大桥采用中承式钢管混凝土结构，主跨262米，跨越原316国道和石门水库。
由于位于石门隧道（8公里）和牛头山隧道（5.6公里）两座特长隧道间，大桥地质环境复杂，空间狭小，施工难度大。项目施工过程中先后召开了17次各类大桥施工方案专家评审会，有效降低了安全风险，保证了项目的顺利推进。
主桥拱肋制作与吊装是石门水库特大桥项目建设中的重点、难点和关键点。项目部面对诸多难题，结合自身特点，精心组织设计，根据运输和场地条件，采用在宝鸡工厂进行平联及其他单元件加工、汉中现场总拼装两级制作，拱肋单元件汽运至桥位吊装现场，极大地提高了拱肋制作效率，为吊装速度提供了有力保障。现场吊装采用单吊点下车翻身，在空中进行转向后起吊至吊点转换平台，进行吊点转换后进行拱肋吊装施工，解决了施工现场无吊装平台这一难题，大大加速了拱肋吊装施工。
一体式隧道锚碇
降本增效
石门水库特大桥于2014年年底开工建设，最初设计的缆索吊机系统采用宝鸡、汉中岸设扣吊合一的支撑塔架，主扣锚分离的桩基锚碇。技术团队在全面现场踏勘和全面分析后发现，在陡峭的汉中岸边坡上扣塔锚碇施工难度较大，如果按照既定方案开挖工作平面，支撑塔距离隧道洞口仅35米，隧道施工时存在安全隐患且通风不能保证，而扣塔坐落在拱座上的结构形式将延长总体工期，构件起吊、拱桥线形控制难度大，洞锚、隧道、拱座和吊装系统作业面多处交叉，安全风险会陡升。
针对这一技术难题，项目部自创了缆索吊与斜拉扣挂安装一体式隧道锚碇的施工工法。项目部技术团队取消了汉中岸支撑塔架的设置，在山体一侧50米的高度挖掘了一个直径2米、长26米的隧道，在22米至26米的深度隧道直径扩大一倍并浇筑混凝土基础，整体形成倒楔形锚塞状，混凝土基础上设置主索（8根）、牵引索（2根），启动索（2根）、扣索（48根）的安装洞。8根主索锚固方式采用无黏结锚固形式，突破了传统的桩基础大承台锚固方式，这一创新成果目前已获得国家发明专利。
一体式隧道锚碇的施工工法使工期提前了3个月，节省成本500万元以上。
主拱肋直管冷弯技术
提高线形精度
缆索吊方案难题破解，一个新的矛盾又摆在项目部面前：主桥拱肋制作采用什么焊接工艺？若采用传统 “以直代曲”直管冷弯技术，在扣挂施工中，传统焊接扣点容易使主拱肋产生收缩变形或引起弦管内部应力释放，主拱质量不能保证。项目部经过钢材性能分析，开展了相关试验，决定主拱肋采用直管冷弯技术，这一技术突破了传统以直代曲的加工工艺，大桥拱轴线为m=1.5的悬链线，直管冷弯技术直接使用顶弯机将钢拱肋在加工的时候一体成形，一方面使得拱架焊缝从传统的2米一道变成12米一道，减少焊缝85%的焊缝数量，另一方面大大改善了线形精度。
技术团队还设计了新型的抱箍式扣点，在抱箍与钢管拱间加装保护橡胶板扣点与锚箱采用铰接形式，整体受拉，不产生弯矩，可重复利用，提升了安全性。
科学管控
护航施工安全
在缆索吊机施工中，隧道式锚碇采用钢筋混凝土结构，混凝土结构的变形及裂缝微小，待直接观察到混凝土裂缝时，其内部结构已经破坏，将产生不可挽回的损失，对结构物的安全性带来较大隐患。项目部联合科研院校对隧道锚碇的应力和应变变形进行科学观测，采用埋设传感器采集数据，通过移动信号传输数据到各单位进行数据分析，在施工中如拉应力过大或应变过大时，系统自动警示，可及时卸载或停止加载作业，对施工安全提供有利保障。
在吊装现场中，项目部采用风速仪时刻记录吊装现场风速变化，在现场风速达到5级以上时停止吊装及拱上施工作业。在桥位施工现场两岸共布置8个高清摄像头，组成严密的视频监控系统。在桥位现场设立安全监督岗，由项目领导班子成员轮流到岗，现场主管人员主抓施工人员安全，保证现场施工安全，同时每天去工地往来巡查，查看劳保用品是否佩戴、安全防护设施是否到位、施工中有无“三违”现象发生。
在大桥建设过程中，饱含着建设者们无数个日日夜夜的付出与汗水，无论是40摄氏度的高温，还是零下十几摄氏度的严寒，他们攻克了一个个难题，完成一个个节点，创造了钢拱桥施工的新纪录：2014年12月12日下发开工令；2015年12月左幅缆索吊装系统试吊成功；2016年2月左幅正式吊装；2016年4月右幅试吊成功；2016年4月左幅合龙；2016年6月右幅合龙……
