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国内山区首座PPP模式下实施全生命周期BIM+技术的千米级特大桥
2019-12-10 来源:峡都市报 

  

  明年春完成主塔施工

  明年春完成主塔

  作为万州地区“一环八射”高速公路网“一环”中的重要组成部分,万州环线高速公路新田至高峰段是国家高速G5012恩广高速中的一段,是G42沪蓉高速与G69银百高速的连接线,更是万州80公里城市外环最后的一段。对于完善国家和区域高速公路网布局,优化长江过江通道布局,促进万州经济社会协调发展具有极其重要的现实意义。

  

  新田长江大桥是万州环线高速公路的控制性工程。大桥全长1770米,为主跨1020米的钢箱梁悬索桥,主塔高177.5米,两岸均采用重力式锚碇,大桥一跨过江,为三峡库区又一座千米级桥梁,也是国内山区首座PPP模式下实施全生命周期BIM+技术的千米级特大桥。

  

  目前大桥两岸主塔混凝土浇筑最高点已超过100米,

  预计于明年春完成主塔施工。

  

  接下来跟小编了解下

  大桥有哪些特点和新技术应用?

  建设中有哪些故事?

  未来它会不会成为重庆又一座科技桥,

  又一个新地标?

  来看记者在现场为您发回的报道。

  长江上的9.5米乾坤大挪移

  新田长江大桥为一跨过江的钢箱梁悬索桥,主塔高177.5米,两岸均采用重力式锚碇,大桥一跨过江,主跨1020米,加上两端引桥全长1770米,为三峡库区又一座千米级桥梁,也是国内山区首座实施全生命周期BIM+技术的千米级特大桥。

  南北两岸两座主塔共同托举起新田长江大桥数以万吨计的超级重量。主塔是否坚实可靠,是大桥建设的关键。按照最初设计方案,位于新田的南岸主塔位置紧邻江边,地势平坦比较理想,位于北岸甘宁镇的承台位置就不那么“美妙”了,需要在水下施工。而三峡库区水位定期涨落,涉水施工难度大、工期长、建设成本高,而且难免对长江水环境造成影响……

  

  要是大桥主塔能离开水体就好了。

  可不可以把大桥修长一点?主塔架远一点?现实是:北岸临水临崖又有大面积危岩,地势施展不开。就算地理条件允许,可这样一来,大桥长度势必改变,引起设计、审批、建设成本一系列连锁反映,代价也不小。

  

  此时,BIM模型技术发挥了关键作用。传统的建造设计只能在图纸上进行,平面式的设计无法完成对建筑工程的受力分析、材料用量计算、抗震分析等,BIM模型技术可通过全面的数字信息三维建模,真实模拟建筑物原型,实现设计、建设、管理上的高度可视化和数据可追溯性。

  

  通过BIM模型技术结合三维地形图和卫星影像,设计人员对新田长江大桥进行了建模,模拟各种承台比选方案,最终在不改变大桥长度和原设计方案的情况下,让大桥在江上来了个“乾坤大挪移”,将大桥整体向北岸挪移了9.5米,同时角度稍稍偏移一点,就解决了涉水施工这一难题。

  这招“乾坤大挪移”,为大桥建设节省了数千万资金,大大加快了工期,同时保护了长江母亲河生态环境。

  主塔变成“长短腿” 带来罕见施工难题

  “乾坤大挪移”带来又一考验:这一挪,北岸两根塔柱成了“长短腿”了!由于地处临江陡崖,一根塔柱在坡上,一根塔柱在坡下,两者高差达到了16米。

  因为地形限制,即北岸主塔塔柱不在同一平面施工,横梁施工方式必须随之改变。

  大桥同侧的两根塔柱间有两根横梁,上横梁和下横梁。它们不仅起着连接、稳固两根塔柱的作用形成主塔整体,下横梁还要对公路路面起承托作用,其建设体量自然不小。以北岸下横梁为例,自身重量就有2200吨。

  

  在常规施工中,这么重的下横梁需要采取落地式支架将它托举起来,例如南岸就是此种工艺。

  但是,北岸下横梁下面是16米高的临江陡崖,落地支架根本无法搭设!下横梁施工中只能靠两根塔柱来承受它的重量。这种情况在全重庆的桥梁建设中还是第一次遇到,在国内也很罕见。

  

  “牛腿”在这里派上了大用场。

  “牛腿”是梁托的别名,在古建筑中学名叫做“撑栱”。它什么样儿呢?乍一看,就像在两座主塔内侧各安装了一个巨大的空调外机支架。这个巨大的直角三角形钢结构作用是将施工中的横梁重力分散传递到主塔上。因此主塔设计和施工时就要预先考虑其受力结构和预埋件设置,中交一公局集团建设者为此动了很多脑筋,包括横梁结构形状、支架安装受力等,最终将难关攻克。

  目前,下横梁第一层浇筑已经完成,第二层正在进行钢筋模板的安装。

  未来大桥素颜亮相 色如秋水肤如凝脂

  观摩活动上,桥梁专家们都忍不住用手摸摸主塔表面:“太光滑了!”“颜色很美丽。”“哎,此刻尽丝滑啊……”

  让大家大为赞叹的正是“类清水”混凝土的应用。

  清水混凝土是建筑现代主义的一种表现手法,建成后不再需要任何涂装、贴瓷砖、贴石材等材料,可直接表现混凝土的“素颜”,因其极具装饰效果也称装饰混凝土。万州三峡移民纪念馆使用的就是清水混凝土。万州现有跨江桥梁涂装以白色为主,牌楼长江大桥有红色涂装,素颜展现大桥风姿这还是第一次。

  新田长江大桥的“类清水”混凝土在工艺上又进了一步,可以达到如同“清澈水面”般的效果。主塔混凝土表面色泽如秋水碧波,清透路平湖清澈,质感如丝绸光滑的质感,与万里长江交相辉映,不仅自然和谐,还更环保更现代。

  

  要让主塔达到内实外美的理想外观,各环节都不能放松。从砂石的含泥量控制,到钢筋保护层厚度的精确控制,到模板螺栓拉杆孔的拼缝处理,到塑料薄膜防漏浆……总之,要避免一切给大桥“肌肤”留下“疤痕”“痘印”“色斑”“皱纹”的可能,让这位素颜美人肤如凝脂,清新出镜。

  

  以脱模剂为例吧,混凝土浇筑前要在施工用模板上涂抹一种物质,使得模板不致于粘在混凝土表面上,拆模后混凝土表面才能保持光洁。新田长江大桥的混凝土要达到肤如凝脂的效果,脱模剂必须用最好的。施工单位用色拉油、机油柴油混合油、多种专用脱模剂反复试验比对,最终采取的方案可以让混凝土表面达到镜面效果,完美展现了“类清水”混凝土独特的清洁感、素材感、光滑感等出色的美学效果。

  非对称锚锭:我很丑可我很温柔

  悬索桥的锚锭是将悬索锚固于两岸的重要构件。通俗讲,锚锭就是嵌入山体和地下的一个巨大混凝土块,它用自身重力和与大地的摩擦力将缆索牢牢固定住,将桥梁荷载传给地基。

  

  新田长江大桥的北岸锚锭也很有特点——特、别、丑!

  没错,就是特别丑,它不同于普通桥梁的对称式结构,而是一个奇形怪状的异形,简直找不到语言来形容。

  它的优点是特别“温柔”。

  

  原来,北岸锚锭所在的位置地质条件不大好,锚锭基座在中风化层,上面有高耸的危岩,岩层有裂隙发育,有泥岩砂岩的强风化层,容易产生滑坡。

  锚锭施工需要向地下开挖巨大基坑,如何避免施工对山体的扰动?完美解决方案是在山体一侧的动静越小越好,同时还要达到应有的力学标准,这样一来,它的形状就没法标准。

  通过BIM技术应用,锚锭方案不断优化,最终形成了奇怪的外形结构。通过优化,锚锭混凝土减少了1.27万方,基坑开挖方量共减少了13.1万方,对山体的影响力道可谓最“温柔”了。

  三峡都市报社全媒体记者 应艳丽



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