近日,由中鐵十八局承建的我國最大跨度多功能斜拉橋——廣州南沙自貿(mào)區(qū)紅蓮大橋順利實(shí)現(xiàn)主橋合龍。
紅蓮大橋全長1 772 m,采用雙塔雙索面混合梁斜拉橋型,塔高180 m,采用鋼箱梁結(jié)構(gòu)的主橋跨度達(dá)580 m,是目前我國同類型多功能斜拉橋的最大跨度,全橋總用鋼量超過了17 000 t。除了滿足車輛和人員通行之外,紅蓮大橋還承擔(dān)了高壓電纜、燃?xì)?、通信和輸水管道的隨橋過江功能,規(guī)模居國內(nèi)同類型多功能橋梁之最,工程面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
大橋施工受寒潮、臺風(fēng)和施工區(qū)域水流不穩(wěn)定影響,橋面風(fēng)速最大可達(dá)28 m/s,吊裝難度極大,安全風(fēng)險(xiǎn)極高。經(jīng)過對吊裝過程反復(fù)推演,在水位平緩、無風(fēng)時(shí)間段吊裝,同時(shí)全程監(jiān)測鋼箱梁線型,及時(shí)調(diào)整吊裝作業(yè),在確保航道安全運(yùn)行的前提下圓滿完成了鋼箱梁吊裝,實(shí)現(xiàn)大橋精準(zhǔn)合龍。
紅蓮大橋位于地質(zhì)條件復(fù)雜的南沙地區(qū),主塔承臺尺寸為43.6 m×25.6 m×6 m,單個(gè)承臺巖面高差達(dá)到18 m,巖層傾角達(dá)40°,對大橋的樁基施工帶來極大的挑戰(zhàn)。在水中承臺施工中,面對700 t圍檁整體下放的難題,充分考慮和論證水流對水中施工的影響,創(chuàng)新采用17臺“穿心頂”協(xié)同推進(jìn)、同步下放的施工方案,精確控制下放速率和角度,巧妙化解了水流對下放施工的影響。為了保證施工質(zhì)量,防止承臺因溫度變化產(chǎn)生裂縫,從源頭控制好混凝土配合比,同時(shí)嚴(yán)格控制混凝土分層澆筑時(shí)間并采取內(nèi)部冷分層降溫和混凝土表面保溫養(yǎng)護(hù)、事前仿真分析等措施,確保了承臺表面沒有產(chǎn)生任何裂縫,實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)主塔承臺一次性澆筑完成。
針對大直徑水中樁基施工難題,采用360°全回轉(zhuǎn)配合旋挖鉆施工,克服巖面傾斜、流沙反涌等不良地質(zhì)條件影響,將鋼護(hù)筒下到中風(fēng)化巖層,進(jìn)一步保證了樁基質(zhì)量。
紅蓮大橋索塔設(shè)計(jì)為H型空間結(jié)構(gòu),分為下塔柱、下橫梁、中塔柱、上橫梁和上塔柱5個(gè)施工階段。其中,大橋25、26號索塔高度分別為180、178 m,持續(xù)優(yōu)化爬模防臺風(fēng)施工方案,從爬模桿件著手,采用加強(qiáng)型桿件,使爬模強(qiáng)度能夠抵抗14級臺風(fēng)。
作為斜拉橋的重要組成部分,斜拉索的安裝至關(guān)重要,起著聯(lián)系主塔和主梁的紐帶作用,其中掛索作業(yè)是斜拉索施工的重要工序,分為現(xiàn)場吊裝、牽引穿束和斜拉索張拉3個(gè)階段。紅蓮大橋共有144根拉索,每一根都要隨著主橋橋梁的建設(shè)逐一安裝,其中最長的一根斜拉索長308.215 m、質(zhì)量23.485 t,安裝技術(shù)難度和施工協(xié)調(diào)要求非常高,同時(shí),斜拉索安裝還要確保達(dá)到整體美觀的效果。施工中,采用卷揚(yáng)機(jī)循環(huán)系統(tǒng)牽引、塔吊輔助吊掛的施工方法,每次安裝一根拉索,循環(huán)往復(fù);通過梁端掛設(shè)錨頭螺母錨固,再以塔端卷揚(yáng)機(jī)輔助牽引進(jìn)行塔端安裝,最后在塔端進(jìn)行張拉,張拉時(shí)對索力實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控,確保按預(yù)定的索力進(jìn)行張拉作業(yè)。
紅蓮大橋主橋鋼箱梁全長580 m,共有39個(gè)節(jié)段,全橋用鋼量超過17 000 t,相當(dāng)于2.5座埃菲爾鐵塔的用鋼量。大橋鋼混結(jié)合梁段及加強(qiáng)梁段鋼箱梁采用原位支架法,用600 t浮吊進(jìn)行垂直起吊安裝,其余節(jié)段采用2臺200 t橋面吊機(jī)進(jìn)行懸臂拼裝,精確定位及斜拉索調(diào)索均選擇在夜間環(huán)境溫度變化平穩(wěn)的時(shí)間段進(jìn)行,確保鋼梁施工的線形滿足最終成橋狀態(tài)所要求的線形。