湖北日报全媒记者 胡祎 通讯员 黄成阳 邢影
7月16日,经过64分钟旋转,由中铁十八局承建的107国道咸安绕城段改建工程上跨京广铁路立交桥成功转体74°,犹如跳了一支“空中芭蕾”。
转体桥位于湖北省咸宁市,全长134米,桥面宽28.2米,重达16000吨。在时长90分钟的“天窗”时段内,技术团队采用“先平行铁路支架现浇,后平面转体”的方法,逆时针转体74°对接国道107线,到达指定位置。
京广铁路是我国南北铁路交通大动脉,密集时段平均每3至4分钟就有一趟列车驶过,施工作业时间短、转体重量大、安全风险高,对转体技术和精度的要求极为严格。
怎样才能让这个庞然大物顺利“转身”?中铁十八局项目团队多次召开方案论证会优化施工方案,研究部署各项程序,提前做好防护措施,并结合施工关键环节和关键部位进行了试转体,通过理论计算、仿真分析校核旋转角度,不断优化施工工序,确保转体顺利进行。
“转身”的秘密就在上承台下面。中铁十八局吕建军揭秘,转体系统结构由下转盘、球铰、上转盘、牵引系统组成。下承台上面有一个直径14米的牵引转盘,两边有对称的钢绞线,还有八组撑脚。他比喻,里面像“两个碗叠在一起”,支撑桥体16000吨重量的同时,用牵引体系与转体钢球铰配合,在连续千斤顶的牵引下像“石磨”一样,让桥身以每分钟1.15度左右的速度转体。
据悉,107国道咸安绕城段改建工程全长36.8公里,采用设计速度80公里/小时,按双向四车道一级公路标准建设。项目建成通车后,将有效缓解咸宁城区道路交通压力,拓展城市发展空间。
【专家连线】转体球铰技术不断刷新“空中芭蕾”纪录
近年来,桥梁转体施工屡见报端。为什么桥梁转体越来越被广泛应用?
中铁大桥局高级工程师陈刚在接受湖北日报全媒记者采访时表示,新建桥梁采用转体方式跨越既有铁路、公路干线时,相比较悬臂现浇、顶推、架梁等方式,能最大程度减轻对现有交通的影响。
实际上,桥梁施工采用转体法最早于1947年出现在法国,我国于1977年建成国内第一座转体试验桥——四川遂宁建设桥,此后,该方法在全国推广应用。
目前,桥梁转体分为竖转和平转。陈刚介绍,平转法在城市当中使用较多,而竖转法主要应用于高山峡谷中的桥梁施工。这种方法既可降低环境条件影响,又可减少施工投入。
如中铁大桥局承建的云南大瑞铁路澜沧江大桥,横跨澜沧江两岸,位于我国地形最为复杂的横断山脉西段,桥址附近两岸山体坡角最大超过80度,局部甚至直立,大型设备无法上山;同时,由于处在高山峡谷中,桥面风速很大,达到每秒26米。
受特殊地理环境和气候所限,结合桥梁结构特点和建设环境条件,施工方案采用了当时世界首创的二次竖转工艺,减少了50%的支架系统工程量和70%的高空作业时间,有效降低了施工投入,实现了绿色低碳建桥理念。
桥梁转体技术现在发展到什么样的阶段?陈刚表示,转体技术的进步,球铰是关键。
近年来,我国在耐蚀金属材料、低摩擦高承载非金属材料、表面涂料防护等成果基础上进行系列集成创新,先后突破了超大球铰转动摩擦副设计与制造、超大球铰的装配精度控制、超大异型铸件的铸造与加工等多项技术难题,使得我国球铰竖向承载力、结构尺寸、装配精度又上升了一个台阶,从而有效解决了大吨位桥梁转体装置超大承载力、灵活转动的难题。
如今,转体球铰技术已经在我国众多铁路桥梁、城际轨道交通桥梁和高速公路桥梁上得到广泛应用。随着创新驱动,转体“球铰”技术能力也不断得到突破,从万吨级逐步升至五万吨级,不断刷新着桥梁转体的世界纪录,有力推动我国转体桥梁建设能力稳步提升。
7月15日,中铁大桥局承建的沈阜开发大道(沈彰连接线)新建工程完成空中“芭蕾”,该转体立交桥为T型钢构现浇箱梁桥,桥梁长150米(其中转体长126米,转完后现浇24米)、宽29.1米,重15000吨。桥梁转体过程中,项目部采用北斗定位实时监测系统和全站仪,实时监测桥梁偏移角、横滚角等姿态数据和现场温度、风速等,并传输至牵引设备控制系统,智能调节转体速度及停止位置,实现智能化、可视化、可追溯化的“毫米”级精准转体。