题记:鄂湘两省交界处的长江城螺河段,自古便是游览胜地、交通要塞。如今,以三国遗迹而闻名遐迩的荆州古城与可浏览八百里洞庭湖光山色岳阳楼终于有了现代意义上的交集:荆岳长江公路大桥的建成通车不仅对促进此区域旅游业的规模化发展具有重要作用,还将进一步完善两省毗邻地区的路网格局。
湖南路桥项目经理欧阳钢
中国桥梁网记者远赴荆岳长江公路大桥施工现场,亲眼见证了这里热火朝天的建设景象。这座精心布局的宏大工程,带给参观者美的震撼。也正是这座工程,考验了中国桥梁设计师和工程建设者的实力和智慧。
在施工现场,荆岳长江公路大桥岳阳岸施工的湖南路桥项目经理欧阳钢自豪的告诉我们:在荆岳大桥建设过程中,始终把质量和安全放在第一位,为克服荆岳大桥建设的难题和关键点,湖南路桥的工程技术人员以其丰富的施工经验,睿智的头脑,呕心沥血,大胆创新,在这个充满挑战和难题的工程中取得了一系列的突破和丰硕的创新成果。
反复试验克难关
湖南路桥承担荆岳长江公路大桥岳阳岸的施工,而岳阳岸的桩基础施工则存在着天然难题。在这样的破碎带、倾斜陡立岩体中,如何解决大直径、大长度钻孔施工中极易出现的塌孔、偏孔问题考验着湖南路桥的工程技术人员。单纯防塌孔或单纯防偏孔相对是比较容易的,而防塌孔和防偏孔所要采取的一系列技术措施是会相互干扰,相互矛盾,这是个非常棘手的难题,为此,湖南路桥的工程技术人员在全面严格控制钻孔的所有工艺参数的同时,创造性地发明了“自导向头”成功地解决了这一难题。
湖南路桥的工程技术人员的努力不仅战胜了施工条件差的天然困难,还针对钻孔灌注桩水下混凝土施工中易出现“断桩”缺陷的问题,成功的研制出“水下接桩装置”及工法。
“水下接桩装置”和“自导向钻头”都获得了专利。他们的成功实践让中国桥梁建设在复杂地质条件下基桩成孔施工打开了一个新局面。
巧思妙想解难题
当然,在荆岳长江公路大桥的施工中,摆在建设者面前的困难并不仅仅只有桩基础施工这一项。充分考虑了地质水文环境之后,工程设计师采用了高低不对称斜拉桥的桥型,将南岸主塔放置于岸上。主梁设计成钢箱梁—砼箱梁的混合梁结构。就结构而言,这样的设计有足够的配重,有利于桥梁稳定。但是这样一来,就会导致边跨混凝土梁超长、超宽、超重,使得工程质量的保证变得非常棘手。
如果采用传统的现浇方法,混凝土梁自身收缩、徐变相互制约,内部应力较大极易产生裂纹;另外,现浇混凝土梁对支架的要求较高。想要确保工程质量,就要求其支架为“零沉降”。面对这个不可能完成的任务,湖南路桥的工程技术人员和业主、设计、监控、监理共同努力,大胆创新,反复试验,最终确定了采用“空中支架预制场整幅预制→移梁→存梁→调梁→拼接”的施工方法化解难题。
大桥移梁拼装现场
解决方案确定后,施工团队又面临了新的挑战。分段预制混凝土梁虽然可以很好的保证工程质量,但是其施工难度也相对较大。预制混凝土节段梁需要存放三个月,使其充分收缩,以消除因混凝土收缩徐变所产生的裂缝问题。欧阳钢告诉记者,“在荆岳长江大桥南边跨的施工中,我们采用了空中支架的方式来存放混凝土预制节段梁,等预制混凝土节段梁充分收缩后,再将其移到指定位置进行拼接。”移梁施工看似简单,实则凝聚着建设者的大量智慧和心血。欧阳钢回忆移梁施工时不无感慨:“1200吨的砼箱梁在20米高的轨道上非常平稳顺滑的牵引,场面非常宏伟……”
南边跨的施工方法每一道工序都是成熟的技术,但是建设者利用创新思维成功的将这些成熟的施工方法巧妙结合,成就了举世创新的工法,很好的解决了混凝土裂缝的问题,保证了工程质量。
以柔克刚巧挂索
桥下江水湍急,江上烟波千里。如何在保质保量的前提下,完成又长又重的斜拉索挂索施工是摆在荆岳长江公路大桥建设者面前的又一难题。欧阳钢坦言,“斜拉索越长,施工风险就越大。”目前常用的“软牵引+硬牵引+硬张拉塔端施工”和“软牵引+硬牵引+硬张拉梁端施工”等方法,都存在一定的弊端。塔端施工对于跨径小,斜拉索轻的工程较为便利,而梁端施工虽然对又长又重的拉索的施工安全较为有利,但是其梁端需要一个庞大的操作平台,整个施工操作复杂,施工周期长。那么到底有没有一种方法既能够保证工程质量,又方便操作呢?
“在苏通大桥的竞标过程中,我们就开始储备大跨径斜拉桥挂索施工的技术。”欧阳钢说。丰富的经验积累和长期的研究探索,使得湖南路桥的施工技术人员在荆岳长江大桥斜拉索挂索施工时创造性地运用了“全软牵引+硬张拉的塔端安装”挂索施工的方法。在施工中,建设者全部使用钢绞线进行牵引施工。斜拉桥塔内空间狭窄,相较于使用张拉杆施工的硬牵引而言,全软牵引施工大大节约了塔内空间,提高了施工效率。欧阳钢自豪地说:“我们创造了世界纪录。73个小时完成一段钢箱梁的吊梁、焊接、挂索的全部施工任务。我们没有牺牲质量,我们没有影响到钢箱梁的焊接的时间,真正抢时间、抢效率的就是我们的创新的斜拉索挂索,挂索新工法在施工工期极为紧张的关键时刻发挥了关键作用”
化繁为简保合龙
对于桥梁建设者而言,合龙永远是悬在心头的一件大事。荆岳长江公路大桥施工条件复杂,中跨合龙施工考验着每一个人。合龙段长达16.2米,当属世界之最。湖南路桥的施工技术人员希望能够找到一种新的施工思路,将主桥中跨合龙施工的难度降到最低。欧阳钢强调,技术难度越高,工人在施工中遇到的困难就越多。降低施工难度,则可以在一定程度上提高工人的施工质量。
大桥合拢缝
“如果我们在合龙施工中,使合龙段先与合龙口一端的悬臂梁段进行拼接,然后再与另一端的悬臂梁段进行拼接,那么在整个合龙施工中,我们仅需锁定及控制合龙缝的条件,在确保合龙缝始终处于无应力条件下进行焊接,即可完成主桥中跨合龙的工作。”欧阳钢在向记者回忆当时提出创新的施工思路时,依然满脸兴奋。这一合龙方案的确定,解决了大家心里的头等大事。此项新工法的核心就是将合龙段看为一段普通梁段与一边的箱梁率先匹配并焊接,这全是常规的施工方法,然后只需对接、匹配,并锁定另一边的合龙缝进行焊接,既简单又安全可靠,且几乎不受外界条件的制约和影响,如果采用传统的合龙方法,必须在合适的温度条件下,在一天中温度最低的4-6小时内,完成合龙的焊接工作,就像打仗一样的紧张。
荆岳长江公路大桥地质环境复杂,设计难度大,施工难度更大。无论哪一个环节,都在考验着建设者们的技术力量和创新能力。也正是这样一座复杂而雄伟的工程,又一次见证了湖南路桥的勤勉执着和创新能力。也正是中国交通人一次次的大胆创新,成就了如此令人骄傲的工程。