由柳州市政府和中铁上海工程局共同出资合作的PPP项目——柳州市官塘大桥是一座内倾式钢箱拱桥,也是目前世界上第一大跨度有推力钢箱拱桥,世界第九大跨度钢箱拱桥,建成后成为有着“桥梁博物馆”之称的柳州新地标。
柳州官塘大桥 中铁上海工程局集团有限公司 邱贺金/供图
据了解,柳州官塘大桥拱座基础为钢筋混凝土扩大基础,其承受的17500吨水平推力为当前世界之最,相当于目前世界上最大型火箭升空所需要的起飞推力的5倍。近日,本报对中铁上海工程局集团副总工程师、五公司总经理、时任柳州官塘大桥项目经理唐俊进行了专访,请他讲述如何通过科技创新解决大桥建设的技术难题。
请您谈一谈建设柳州官塘大桥过程中,公司在工艺工法,科技创新方面作出的努力,取得的成果。
唐俊:作为建设者,对柳州官塘大桥建成通车,我们感到非常骄傲。回顾大桥建设历程,我们经历了重重困难,遭遇了很多坎坷,也取得了许多成就。
柳州官塘大桥项目所处地区地质条件复杂,已有的拱桥施工工艺已无法满足现场施工要求。项目部组成科技攻关小组,开展了超大水平推力内倾式钢箱拱桥建造关键技术研究,解决了大推力拱桥拱肋与拱座之间的内力传递问题,实现了拱座巨大水平推力到基础的顺利传递,提高了岩溶涌水地区的拱座施工保障水平,有效降低了拱桥施工风险、缩短了施工工期、提高了施工安全性。这一研究成果填补了国内外该领域的多项技术空白,推动了行业科技进步。在桥梁中拱段整体提升施工中,项目创造了5885吨整体提升重量、262米提升构件跨径、67.27米提升高度三项“世界第一”的纪录。截至目前,柳州官塘大桥共获得专利授权38项、省部级工法7项、省部级科技进步奖6项、软件著作权5项,科技成果被多个专业机构评价为国际领先水平。柳州官塘大桥还获得了中国土木工程詹天佑奖、2019年中国工程建设焊接协会“优秀焊接工程”一等奖、中国钢结构金奖、2020年度国家优质工程奖等多项荣誉,经济效益和社会效益显著。
目前国内所有内河使用的浮吊都不能满足柳州官塘大桥中拱段节段的提升高度及重量,对于这一难题,建设者是如何解决的?
唐俊:柳州官塘大桥设计为跨江大桥,跨度达457米,水中不设桥墩,其桥梁的承重全部集中于两岸的拱座上。根据设计要求,每个拱座要分别承受高达17500吨的水平推力,相当于目前世界上最大型火箭升空所需要的起飞推力的5倍。在以往的同类桥梁吊装施工中,一般都采用浮吊吊装、拱上吊机和斜拉扣挂等方法,为提高对接精度,最终确定采用浮吊吊装。然而,目前国内所有内河使用的浮吊都无法满足柳州官塘大桥中拱段节段的提升高度及重量。因此,我们在施工过程中采取“低位拼装、整体提升”的施工方式。
面对“史无前例”的高难度提升,技术团队采取了全面仿真分析和模型模拟提升试验相结合的方法,对中拱段力学行为进行了全面分析,同时研发了“危大工程信息监测指挥系统”,充分利用物联网技术,在中拱段设置了90余个传感器,并安排了16个不同职责的技术小组,对吊装过程中的中拱段进行全时段、全方位监测,最终顺利攻克大桥建设的最大难题。
据了解,截至目前,中铁上海工程局在广西柳州建造了7座桥梁,这其中斩获了桥梁施工领域多项“世界第一”,具体包括哪些呢?
唐俊:柳州素有“桂中商埠”之称,是沟通西南与中南、华东、华南地区的铁路中枢及区域性综合交通枢纽,是集水陆空于一体的现代化交通网络重镇。中铁上海工程局在柳州建造了三门江大桥、静兰桥、鹧鸪江大桥、白沙大桥、官塘大桥、三门江轻轨桥、凤凰岭大桥7座各具特色的大桥。这也让中铁上海工程局成为柳州名副其实的“造桥专业户”,这7座桥涵盖了6种桥型,“双塔双索面斜拉桥”“矮塔斜拉桥”“单主缆宽幅悬索桥”“反对称斜拉桥”“有推力钢箱拱桥”“风雨桥”。
鉴于柳州市桥梁建设“一桥一景”的定位,新建桥梁都具有自身独特性。我们造桥团队根据每座桥梁不同的结构特点,立项攻关、超前谋划、借智借脑,采取针对性的创新工艺,接连完成了一项又一项艰巨的任务。
2012年8月6日通车的鹧鸪江大桥,一举斩获“鲁班奖”“詹天佑奖”。自此,“上海制造”不断在柳州崭露峥嵘。2018年9月28日,白沙大桥正式建成通车,该桥为目前世界上高度最高、跨度最大的“反对称结构斜拉桥”,因其主塔形式门型,被誉为“柳州之门”。通车当日,上万人自发来到大桥上合影留念,大桥一跃而成柳州当季“网红”打卡地。