在池州长江公铁大桥4号墩主塔施工现场,“钻”出水面的塔身拔节生长至第6节段。中铁大桥局池州桥项目副经理柳振兴想起了8年前,也是在火热的夏天,他所参建的沪苏通长江公铁大桥29号主墩也迎来了基础施工的重大进展。
在大桥局池州长江大桥2标项目部,建设者们常常亲切地称呼池州桥是“缩小版的”沪苏通长江大桥(主桥),因为这两座桥有几乎相同的桥型和结构形式,只是池州桥的桥梁跨度、桥塔高度、工程体量等方面比沪苏通桥“小一号”。
如果说沪苏通桥是哥哥,那么池州桥是弟弟。
不过,虽然两座桥“长得很像”,但是在看不见的地方,它们其实有很大的不同。
这两座桥好像“套娃”
严格来说,“弟弟”池州长江公铁大桥还不能说长得像“哥哥”沪苏通桥,因为沪苏通长江公铁大桥已经开通运营4年多,是个4岁的小孩,但“弟弟”池州桥还在建设中,相当于还没有“出生”。
但在“娘胎”里,建设者们已经把池州桥未来的形象勾勒设计完成。图纸上的池州长江公铁大桥跨江主桥长1768米,为主跨812米的三主桁三索面双层钢桁梁斜拉桥,南北岸引桥分别长458米、883米。
池州长江公铁大桥(效果图)
沪苏通长江大桥
看主塔,“弟弟”与“哥哥”都是钻石型塔身,其中沪苏通桥主塔高330米,池州桥南北主塔分别高272.7米、282.7米。
看主梁,两座桥都采用三主桁三索面双层钢桁梁结构,为全焊双节间节段钢梁。
看桥型,两座桥都是公铁两用斜拉桥。
所以说,池州桥主桥除了在尺寸上比沪苏通桥主桥要小,外观上基本是相同的。而且,最为关键的是,两座桥都有相同的“基因”——它们的设计和施工方来自中铁大桥勘测设计院、中铁大桥局等单位,是具有“血缘”关系的“兄弟俩”。
其实我们不一样
世界上没有两片一模一样的树叶,也没有两座真正一模一样的桥。哪怕两座桥长得相似,由于面临的建设环境不可能完全相同,施工工艺工法也不能像“套娃”般直接套用,池州桥建设者要解决许多未曾遇到过的难题。
基础施工就是如此。
沪苏通长江公铁大桥的主墩采用沉井法施工,而池州桥主墩为钻孔桩基础。
据大桥局池州桥项目总工王令侠介绍,池州桥南岸4号墩江底岩层硬度偏小,一般的岩石抗压强度可达几十甚至100多兆帕,但4号墩的岩层强度只有八九兆帕。
如果是硬岩,桩只用嵌入岩石几米深就行了,因为岩层偏软,入岩深度就要增加。4号墩基础共采用77根最大桩长112米、最大孔径2.8米的钻孔灌注桩,平均入岩深度达110米,采用旋挖钻施工。
入岩深,桩就容易倾斜。为确保钻头入岩垂直度和孔位精准居中,项目部采用逐级扩孔工艺,通过特制钻杆,保证钻孔安全,满足垂直度要求。最终,建设者仅用100天就完成了4号墩77根钻孔桩施工任务。
在双壁钢围堰下放阶段,项目部同样遇到大难题——江底的硬塑粉质黏土成为阻碍围堰下放的“拦路虎”。
该土层异常坚硬,在桩基施工时,建设者们就开始考虑如何对付这只“虎”。王令侠说:“一开始,我们设想能不能用旋挖钻把围堰旁边的土也连带挖一下,但硬塑粉质黏土层较深,旋挖钻机往深了挖时得有钢护筒护住,否则可能塌孔,综合考虑后,我们放弃了旋挖钻。我们也考虑过水下爆破以及其他复杂解决方式,但经过论证效果也不是很好。”
项目团队有点急了,如果不跨过这只“拦路虎”,围堰就不能下放到位,宝贵的时间将被耽误。
通过走访调研,长螺杆钻机这种新设备进入了王令侠的视野。它本用于地基处理,并不是桥梁施工的常用设备,但建设者创新使用方法,利用长螺杆钻机把硬塑状土钻松。
“他山之石可以攻玉”,最终围堰顺利下放到位,原本预计2个月的工期缩短到了28天。
“永远不要低估一座长江大桥的施工难度!建设任何一座长江桥梁都有它不同的困难之处。”王令侠对一位专家在施工组织设计讨论会上发表的这一看法,体会很深。
在传承中
超越
沪苏通长江公铁大桥带领中国高速铁路斜拉桥迈入千米级时代,是桥梁建造史上的重要里程碑。大桥于2014年开工,至今已过去10年之久,桥梁施工的工艺工法、技术标准、装备材料等方面都有了相当大的提升。
“弟弟”在许多方面已经超过了“哥哥”。
比如材料装备方面
沪苏通桥一共安装了432根斜拉索,组成每根斜拉索的基础是钢丝。为满足性能要求,建设者们通过2年多的努力,研发生产出直径7毫米、抗拉强度达2000兆帕的钢丝,它是当时世界上强度最高的钢丝。
“量身定制”高强度材料,打破国际垄断,在当时传为美谈。而池州桥将使用的斜拉索钢丝强度会达到2100兆帕,超过沪苏通桥。
建设沪苏通桥时,为推动大跨度钢梁的架设进程,中铁大桥局研发了4台1800吨“三吊点”桥面式架梁吊机,该吊机是当时世界起重量最大的步履式架梁起重机。未来,池州桥进行钢梁架设时,经过改进的架梁吊机能适应更多工况,功能更加强大。
智能建造方面
池州桥主塔施工模架更加智能,爬模上增设了养护室,混凝土在浇注完成并脱模后不会“裸身”面对外界的风吹日晒,会再敷一层“面膜”:施工人员通过调节温度、湿度等数据,精心养护刚浇筑完的主塔,提高浇筑质量。
池州桥项目还应用了当下最新的BIM信息化技术,基于该技术可实现后台建造数据的贯通共享,以此更聪明地指导施工生产。
建桥理念方面
有着16年建桥经验的老将柳振兴明显感觉到,现在建桥的各项标准越来越高,尤其是铁路桥梁,对材料、工序的要求近乎苛刻。“每个环节、每道工序、每项工艺都要精益求精。”
王令侠举了个例子:以前造一座大桥,更多的关注点是塔梁等主体结构,满足的是主体功能的实现,而现在需要更多关注细节品质,不仅要做好主体功能,还要把体现细节品质的附属功能完成好。
王令侠透露,尽管池州桥塔身才刚刚“出水”,然而项目部已开始超前考虑桥面附属件的设计与制造。每一种附属件都实行首件制:完成首件后,要把设计、业主、监理、工务段等不同单位人员集合到一起,检查确定没问题了再大面积施工。
不仅如此,现在桥梁施工的安全、文明、环保要求比10年前也提高了很多。
如果说池州桥有超越沪苏通桥的地方,那也是得益于站在了沪苏通桥这个“巨人的肩膀上”。王令侠说,在建设沪苏通桥时,既有成功的经验,也有值得总结的遗憾,这些都能从正反两方面让池州桥的建设少走弯路。
面对困难时勇于克服解决,铸起经得起时代考验的丰碑,则是两座大桥的建设者共同追求的目标。