科技创新担纲“幕后推手”
——十四局三公司合铜高速科技施工侧记

来源:本站原创 作者:肖永顺 王丽平 方洪祥 时间:2020-12-25 【字体:

 钢桁梁落梁就位

位于陕西省白水县的合铜高速公路水苏沟大桥周围,沟壑纵横,绿意依然。

经半年策划、一年多施工,国庆前夕,随着桥面板铺设完成,十四局三公司承建的国内高速公路最大跨度上承式钢桁梁——合(阳)铜(川)高速公路水苏沟大桥钢桁梁全部贯通。

施工现场,“孟祥乾科技创新工作室”11名成员紧紧相拥,欣喜之情溢于言表。四项发明专利,掌握了钢桁梁施工导梁、顶推、焊接、落梁、桥面板架设等六项关键技术,顶推、落梁误差3毫米,这是他们交出的最终答卷。

1200吨钢梁迈“大步”

水苏沟大桥左右两幅钢桁梁横跨关中沟壑,每幅长240米,高约8米,最大跨度80米,约1200吨,重量相当于3列复兴号。

虽然工作室成员平均年龄仅33岁,但很多人有着钢桁梁顶推最大悬臂160米的黄大铁路黄河特大桥建设经验,该桥创新采用的“大跨度平行弦钢桁梁全悬臂多点同步顶推关键技术”被鉴定为国际领先科技成果。

“虽然我们有着钢桁梁顶推的施工经验,但在国内高速公路领域,80米跨度的钢桁梁为国内首例,无现成经验参考,难关只能一项项攻克。”科技创新工作室带头人、项目总工程师孟祥乾介绍。

与黄大铁路黄河特大桥不同,水苏沟大桥桥墩为50厘米厚的薄壁空心墩,最高达82米,足有27层楼高,为减少顶推过程中钢桁梁对桥墩的推力,他们采用步履式顶推施工工艺。“就像躺在床上看手机时,手指不断向上均匀滑动页面一样,40厘米一个循环,配合梁体与桥墩接触点的反力座,便能抵消墩柱的水平推力。”孟祥乾形象地比喻道。

但如果探出80米的“身子”,钢桁梁自然下垂尺寸将达到60厘米,两墩之间的高差仅为40厘米。如何使悬臂80米的钢桁梁顺利“上位”,是摆在建设者面前的第一个“拦路虎”。

工作室团队参考以往经验,决定拼接48米长的高强钢导梁。常用导梁类似“米字格”上下对折,为减轻重量,他们通过受力分析,去掉了导梁侧面的竖杆,形同玩具“魔尺”样式。如此一来,与200吨的主梁相比,导梁重量仅为80吨,自然下垂尺寸为30厘米。“无竖杆三角形桁架式钢导梁”也成为工作室第一项发明专利。

改造“辘轳”提起“巨无霸”

当钢桁梁顶推到第一个80米高墩后,为提供顶推作业平台,需将一个11.6米长、16吨重的“巨无霸”垫块提升到高墩上方,并塞进梁体下方。这样大吨位、高难度和高风险的操作,塔吊和吊车只能“望洋兴叹”。

“能不能将千斤顶改造成‘辘轳’,安装在钢桁梁上,把垫块一点点提上来呢?”在深夜的一次研讨会上,工作室团队提出了这样大胆的设想。他们像串“糖葫芦”一样将三个千斤顶组合在一起,当大吨位千斤顶带动钢绞线提升40厘米后,另外两台千斤顶就会“锁”住钢绞线,通过电脑控制液压系统,自动形成循环,顺利将垫块提升到位,“钢垫梁提升设备”发明专利也被他们收入“囊中”。

据工区长周少聪介绍,钢桁梁全部为焊接,双幅累计4000个焊缝,焊工全部为拥有10年工作经验的高级焊工。第三方检测通过超声波探伤和射线检测,连一个针眼大的气泡都能检测出来,因为焊接质量控制严格,最终检测合格率为100%。

孟祥乾科技创新工作室充分总结左幅的施工经验,在右幅顶推中创造了日顶推16米的记录,顶推及落梁精度均控制在3个小米粒以内。作为发明专利,步履式顶推施工装置及其施工方法,填补了钢桁梁顶推施工多项技术空白。

桥面板跳起“芭蕾舞”

在左幅钢桁梁顶推完成后,桥面板架设的难题也随之而来。按照设计要求,需要将长12.9米、宽3.3米的混凝土预制桥面板架设在钢桁梁上,就如同将轨枕紧挨着铺到钢轨上,竖向运梁后,如何横向铺设并精准安装呢?

大胆探索,小心求证。科技创新工作室成员经过研讨,最终决定与厂家合作,根据现场实际,借鉴菱形挂篮的施工工艺,自主研发架板机,配备可旋转精调吊具,桥面板吊到前方后,通过控制系统,旋转90度,落到钢梁上,一系列动作就如同跳“芭蕾舞”,最终攻克了横向铺设的难关。

根据现场实际,他们充分利用桥面板上的吊环,在机器后方进行锚定,保证前方吊装桥面板时,后方受力平衡。

然而将桥面板落到精准位置并非易事,钢梁上为每片桥面板预留了264个剪力钉,“必须将桥面板预留孔同时插入剪力钉中,误差要求几乎为零。”工区总工张永江说。

“架板机既有六级风速报警系统,又有液压调平系统,特别是可旋转精调吊具,能够实现精准对孔,仅需1人操作,精准、安全、可靠,创造了单日架板六片的记录。”项目现场负责人董林劭评价说,桥面板用架板机及施工工艺作为研发专利,功不可没。

科技创新,为工程有序推进提供了助力,项目部累计获得业主季度、年度、劳动竞赛等8项第一名。

据了解,合铜高速公路设计时速100公里,建设里程约129.7公里,双向四车道。该公司承建第六标段全长20.4公里,水苏沟大桥钢桁梁为合铜高速公路控制性工程之一,钢桁梁施工完成为年底通车提供了保障。项目通车后,将为渭北果蔬、煤炭外运,革命老区振兴发展,陕西交通强省战略贡献力量。

远瞰大桥雄姿

钢桁梁落梁就位

钢桁梁桥面板架设完成