重慶上演橋梁“空中芭蕾”
2020-08-25 08:59:41來源: 重慶日報編輯: 胡明珠責編: 馮鈺穎

  原標題:二橫線五橋同轉 創多項世界紀錄 重慶上演橋梁“空中芭蕾”

【城市遠洋】重慶上演橋梁“空中芭蕾”

  8月21日淩晨1點,重慶市快速路二橫線西段項目跨渭井、蔡歌鐵路線主線橋,實現“五橋同轉”。圖為五橋轉身過程中。   

【城市遠洋】重慶上演橋梁“空中芭蕾”

  8月21日淩晨1點,重慶市快速路二橫線西段項目跨渭井、蔡歌鐵路線主線橋,實現“五橋同轉”。圖為列車從轉身過程中的五橋駛過。本版圖片均由重慶日報記者 羅斌 攝

  夜幕下,總重量達21500噸的5座橋,在高空同時轉體,猶如五隻天鵝,表演了一場“空中芭蕾”。

  8月21日淩晨,在建重慶市快速路二橫線西段項目跨渭井、蔡歌鐵路線主線橋(簡稱主線橋)施工現場——北碚區龍坪,這一幕正在上演。

  “五隻天鵝”在演出82分鐘、經過最大角度88度的轉體後,完美“牽手”的同時,也刷新多項世界紀錄。

  “空中舞蹈秀”的主角是主線橋左幅3座均重達4500噸、右幅2座均重達4000噸的T構橋。這5座橋總長383.5米、總重21500噸。

  轉體橋梁總重量相當於1.5萬輛小汽車

  20日晚至21日淩晨,現場燈火通明,120多人冒著高溫,為5橋同轉忙碌著。

  “同意,正式轉體!”21日0:33,隨著指揮長一聲口令,5橋啟動轉體,朝著各自合龍的方向緩緩轉動。

  1:55,現場發出一陣陣歡呼聲。5橋在空中“翩翩起舞”82分鐘、完成了最大角度88度的轉體後,由平行渭井上下線、蔡歌線3條鐵路線變為橫跨。

  “同一區域、同一平面,一次性轉體成功,無論同步轉體橋的數量,還是同步轉體總重量,均創下世界紀錄。”轉體橋梁資深專家、北京工業大學建築工程學院教授張文學表示。此前集群式轉體數量最多的為四座橋梁同步轉體,且超出北京大興國際機場三線四橋集群式轉體重量11500噸。

  重慶交通大學教授、重慶市橋梁協會副會長向中富介紹道,此次轉體的單座橋梁最重達4500噸,五座橋梁總重量相當於1.5萬輛小汽車的重量。

  “此次‘五橋同轉’成功,為中國橋梁轉體建設提供了寶貴經驗和成功案例。”向中富表示。

  據介紹,為確保此次橋轉體順利,轉體前項目部已經策劃兩個月,佈置兩周,試轉了2天,最終同轉成功。

  橋梁建設實現了對列車運行“零”影響

  5橋為何要同時轉體?5橋何不直接修成橫跨式的?

  “本次施工利用夜間不跑列車的90分鐘鐵路時間窗口完成轉體,實現了對列車運行‘零’影響。”張文學一語道破原因。

  快速路二橫線西段項目需交叉跨越10條既有鐵路,其中“五橋同轉”施工區域跨越渭井上線、下線和蔡歌聯絡線三條鐵路線。它們連接著重慶北站和西站,非常繁忙,高峰期平均3分鐘就有列車經過。

  不僅如此,轉體橋與鐵路線外側最短距離僅2.9米,梁底距離鐵路接觸網頂端僅0.5米,轉體橋基礎及梁體澆築均位於鐵路兩側坡度大於60度的邊坡上,施工十分困難。

  “若主線橋直接建成橫跨式,施工時需對列車實施多次停運。且列車經過時,上空隨時可能有建築墜物落下,存在極大安全隱患。”中建隧道二橫線二分部項目黨支部書記、經理幹昌洪表示,鐵路高速運營時,沿線施工須全部停工,一根針、一張餐巾紙都不允許掉進鐵路。

  “通俗地說就是受施工環境制約,現場不具備直接修成橫跨式的條件。”幹昌洪表示。

  上百個監測點監測兩階段轉體

  為確保鐵路正常運營,承建方中建隧道聯合北京工業大學、重慶交通大學、中鐵二院開展科研攻關,通過大量數據計算和反復模擬推演,最終確定5座橋梁均採用“先建後轉”的方案,即“先異位澆築、後同步轉體”,一次性跨越3條運營鐵路線。

  “轉體的最大難度就是要確保T構橋轉體後,7個合龍點能嚴絲合縫地合龍在一起,避免出現錯位。”張文學表示,合龍誤差精確控制在設計範圍內。

  為此,研發團隊專門研發出了“三線五橋轉體檢測平臺”智慧系統,提出了同聯多T構施工線形聯控技術和“轉體後合龍口誤差優化調整技術”。該系統如同給轉體施工配備了汽車的智慧泊車輔助系統,可展現五橋同轉的全景影像,掃除轉體盲角。

  據介紹,現場設置了100多個監測點,可以實時監測每座橋轉體時的平面位置和高度等數據參數。

  為確保轉體時橋梁間干涉最少、兩橋間不發生“碰撞”,轉體方案採取“四逆一順”轉法,分兩階段完成,即4座橋梁逆時針轉動,1座橋梁順時針轉動。第一階段4座逆時針轉動的橋梁先轉15度,轉動速度為每分鐘1.15度。同時,中途停頓約5分鐘,用以核查各墩是否完成15度轉體。第二階段,5座橋梁同時轉體,轉動速度為每分鐘1.72度。當梁端剩餘弧長3米時,進入轉動減速階段;當梁端剩餘弧長約1米(1.6°)時進入點動精確就位模式,直至精確就位。

  自主創新攻克了關鍵難題

  5座橋總重21500噸,如此之重,怎麼能轉動起來?

  “轉體如拉磨。”張文學表示,轉體施工工藝原理猶如石磨,下部固定,中間磨心起定位作用,上部隨意旋轉。即在橋臺(單孔橋)或橋墩上(多孔橋)安裝一個轉動系統。通過重達200噸的千引頂按照設定參數帶動橋梁整體旋轉。

  “橋梁轉體是否成功,關鍵在於球鉸系統、轉動支撐系統、轉動牽引系統、橋梁平衡系統等在施工過程中的控制。五橋同轉牽一髮而動全身,一個參數哪怕發生毫米級的誤差都將導致風險概率指數級升高。”幹昌洪介紹道。

  為了全力確保五橋同轉順利完成,項目研發團隊通過布設電子水準儀等高等級測量控制網,採用將誤差控制在0.1毫米的精密儀器,進行實時監控測量等措施,確保球鉸安裝精度控制在0.5毫米(僅有圓珠筆筆芯鋼珠大小)範圍內,在充分滿足橋梁轉體超高精度要求的同時,大大提高了安裝速度。

  此外,項目還研發了跨鐵路樞紐區多聯多跨轉體橋施工監控關鍵技術及監控機制研究、同聯多T構轉體橋合龍體態調整及施工誤差控制關鍵技術、基於振動響應特性的快速轉體可行性研究3項。自主創新攻克了跨鐵路樞紐區5T構同步轉體控制技術及安全組織關鍵難題,在大跨度集群式轉體橋梁建設史上畫上了濃墨重彩的一筆。

  張文學表示,“三線五橋同轉”精準對接,打通了二橫線西段建設的“咽喉”要道,預計主線橋左右幅將在9月底合龍。

  據介紹,重慶市快速路二橫線西段項目,由重慶市住房和城鄉建設委員會牽頭推進、中建五局投資、中建隧道承建,全長14.4公里。項目橫貫重慶市沙坪壩區、北碚區、兩江新區,西接渝蓉高速,東連蘭海高速。全線建成通車後,將極大緩解大學城隧道、雙碑大橋與雙碑隧道的交通擁堵。

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