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7月25日,隨著后一節(jié)重達113噸的鋼箱梁精準吊裝就位,由中鐵十八局承建的我國大跨度多功能斜拉橋、粵港澳大灣區(qū)重點交通項目——廣州南沙自貿(mào)區(qū)紅蓮大橋順利實現(xiàn)主橋合龍。
合龍后的紅蓮大橋(丁迪 攝)
紅蓮大橋全長1772米,采用雙塔雙索面混合梁斜拉橋型,塔高180米,采用鋼箱梁結(jié)構(gòu)的主橋跨度達580米,是目前我國同類型多功能斜拉橋的大跨度,全橋總用鋼量超過17000噸。除了滿足車輛和人員通行之外,紅蓮大橋還承擔了高壓電纜、燃氣、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首。
大橋施工受寒潮、臺風和施工區(qū)域水流不穩(wěn)定影響,橋面風速大可達每秒28米,吊裝難度極大,安全風險極高。項目團隊精心研究施工方案,對吊裝過程反復推演,采取在水位平緩、無風時間段吊裝,同時全程監(jiān)測鋼箱梁線型,及時調(diào)整吊裝作業(yè),在確保航道安全運行的前提下圓滿完成了鋼箱梁吊裝,實現(xiàn)大橋精準合龍。
挑戰(zhàn)深水施工 攻克超大體積承臺施工難題
紅蓮大橋位于粵港澳合作全面示范區(qū)廣州南沙自貿(mào)區(qū),由于南沙地區(qū)地質(zhì)條件復雜,主塔承臺尺寸為43.6米×25.6米×6米,單個承臺巖面高差達到18米,巖層傾角達40度,給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噸圍檁整體下放的難題,項目團隊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、同步下放的施工方案,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)生裂紋,項目團隊從源頭控制好混凝土配合比,同時嚴格控制混凝土分層澆筑時間,并采取內(nèi)部冷分層降溫和混凝土表面保溫養(yǎng)護、事前仿真分析等措施,確保了承臺表面沒有產(chǎn)生任何裂紋,實現(xiàn)了兩個主塔承臺一次性澆筑完成。
針對大直徑水中樁基施工難題,項目團隊采用360度全回轉(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,將鋼護筒下到中風化巖層,進一步保證了樁基質(zhì)量。
180米高空“漫步” 施工畫面堪比“海上繡花”
紅蓮大橋索塔設計為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個施工階段。其中,大橋25號、26號索塔高度分別為180米、178米,項目團隊持續(xù)優(yōu)化爬模防臺風施工方案,從爬模桿件著手,采用加強型桿件,使爬模強度能夠抵抗14級臺風。
作為斜拉橋的重要組成部分,斜拉索的安裝至關重要,起著聯(lián)系主塔和主梁的紐帶作用,也被稱為斜拉橋的“生命線”。斜拉索的安裝就像在索塔上“穿針引線”,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個階段。
紅蓮大橋共有144根拉索,每一根都要隨著主橋橋梁建設逐一安裝,其中長的一根斜拉索長308.215米、重23.485噸,安裝技術難度和施工協(xié)調(diào)要求非常高。同時,斜拉索安裝還要確保達到整體美觀的效果。施工中,項目團隊采用卷揚機循環(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;通過梁端掛設錨頭螺母錨固,再以塔端卷揚機輔助牽引進行塔端安裝,后在塔端進行張拉的順序進行,張拉時對索力實時進行監(jiān)控,確保按預定索力進行張拉作業(yè)。終,項目團隊歷經(jīng)125天連續(xù)作業(yè),成功完成了大橋所有斜拉索施工作業(yè),為大橋精準合龍奠定了堅實基礎。
580米超長鋼箱梁精準合龍 攻克橋梁建設難題
紅蓮大橋主橋鋼箱梁全長580米,共有39個節(jié)段,全橋用鋼量超過17000噸,相當于2.5座埃菲爾鐵塔的用鋼量。
在大橋梁部施工中,大橋鋼混結(jié)合梁段及加強梁段鋼箱梁采用原位支架法,用600噸浮吊進行垂直起吊安裝,其余節(jié)段采用2臺200噸橋面吊機進行懸臂拼裝,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)的時間段進行,確保鋼梁施工的線形滿足終成橋狀態(tài)所要求的線形。
據(jù)悉,作為粵港澳大灣區(qū)的重點交通項目,紅蓮大橋建成后,南沙自貿(mào)區(qū)龍穴島國際航運物流交易中心與島外聯(lián)系的行車時間將由目前的45分鐘縮短到10分鐘以內(nèi),它對加快粵港澳三地全面深化融合,輻射帶動廣東形成便捷的現(xiàn)代交通運輸體系,打造立足灣區(qū)、協(xié)同港澳、面向世界的戰(zhàn)略性平臺,將發(fā)揮十分重要的作用。