锚体实心深深嵌猫道行行索真经

时间:2017-02-10 | 来源:中国交通新闻网

   接滇川两省的金东大桥,因其主桥跨度达730米而成为金沙江上跨度最大的悬索桥。日前,随着最后一片钢桁梁吊装完成,金东大桥主桥顺利合龙。金东大桥位于云南东川龙东格二级路北端,在3年多的建设历程中,中国铁建十八局集团二公司建设者攻坚克难、锐意创新,成功克服了地质结构复杂、自然环境恶劣、隧道锚施工及索鞍安装难度大等难题,确保工程顺利推进,大桥的多项施工工艺为国内首次采用。

  “三层阶梯”打造国内最长隧道锚

    金东大桥共有两根主缆索,每根长1360米、自重1611吨。为牢牢拽住主缆索,需要在大桥两岸进行锚碇施工。

    金沙江流域地质情况复杂,是地震高发区域。根据金沙江两岸地质结构,中铁十八局二公司金东大桥项目部在云南侧浇筑了4万立方米混凝土,进行了6万多吨重的重力锚施工,并开挖了64.5米深的高边坡基坑,用锚固钢筋将重力锚锭与基岩联成一个整体。

    四川一侧的情况更为复杂,由于山体比较破碎,需要开挖更深的隧道以增加锚碇的抗拔力。

    据了解,金东大桥的隧道锚洞采用三层阶梯状、变截面、下倾式开挖,左洞开挖深度为94.22米,右洞开挖深度105米,创造了国内同类型桥梁开挖埋深最长纪录。第三节段在山体最深处,称为锚塞体;第二节段为锚室,用于安装散索鞍;第一节段是金东大桥所特有,专门为加深锚塞体而开挖。

    锚塞体全长45米,像膨胀螺栓一样,将自身与山体锚固定成一个整体。在锚塞体内有59组钢绞线通过连接器将主缆索紧紧“握”住,而“握”力的大小完全依赖预应力钢管内钢绞线的张拉力。

    金东大桥锚塞体的后截面相当于半个篮球场大小,前截面相当于三分之一个篮球场。为了在如此小的面积上呈放射状、人工安装59根长40米碗口大小的预应力钢管,技术人员想出了种种办法,并选择了最契合的一种。同类型隧道锚施工中,钢管是插入钢模板的木质模盒里,木质模盒与模板是分体的,因此容易产生位移。金东大桥的工程师们集思广议,将木质模盒去掉,直接在模板上开槽口,同时,采用U型钢支架来固定及定位,保证了各个钢管之间的距离误差不超过2毫米。

    钢管安装完毕后,建设者分层在锚塞体内浇筑混凝土,待混凝土强度满足设计张拉强度时,再分别将1269根钢绞线穿入钢管中。为使钢绞线充分吃力,需要4台500吨的千斤顶进行张拉作业。由于人工通道洞口较小,大型设备无法进入,3名工人靠手拉葫芦将自重1.5吨的千斤顶运送到工作面上。张拉时,混凝土已接近凝固状态,为保证张拉到位,工人们在前后锚面对称布置两台智能张拉设备来操作千斤顶。

    经过4个多月的施工,两个巨大的实心锚塞体被深嵌在山体深处,为主缆的架设夯实了基础。

    57万个数据确保主缆索精准就位

    主缆索可以说是悬索桥的“脊梁”,金东大桥的两根主缆索需要承受2万多吨的重量。为保证主缆索精准就位,大桥测量人员挑战体力极限,连续高空作业。

    金东大桥每根主缆索由91束索股组成,第一束索股为基准索股,其他索股将参照基准索股的标准进行架设。

    金东大桥是国内首座在亚热带季风区和高强度地震带建设的大跨度桥梁。该地区夏季地面最高温度可达60摄氏度,为保证测量数据准确,需要建设者在夜间温度降到30摄氏度以下、风速降到每秒6米以下才能进行测量作业。

    第一束索股架设完成后,金东大桥测量班的3名测量人员和项目部的其他12名技术人员一起,每天22时开始,头戴矿灯,爬上150多米高、最陡坡度达40度的猫道,布置点位进行测量作业。他们每半个小时观测记录一次温度、风速、标高等数据,一直观测到第二天7时。9个小时在1200米长的猫道上来回走动,每晚大约要走6公里。

    通过连续10天的测量调整,以及3天的观察,工作人员共搜集了6300个数据,两根36吨重的基准索股成功架设到位,接着投入180根相对索股的测量和架设。在3个多月的时间里,他们共测量了57万多个数据,确保了金东大桥主缆索线形符合设计及规范要求。

   “三塔合一”功能集约

    普通的悬索桥需要安装缆索吊塔架、主索鞍吊装门架、主缆安装塔架,中铁十八局二公司金东大桥项目部因地制宜,在两岸主塔上各安装了一个高14米、距江面224米的门架,集合了主缆索安装、材料运输和钢桁梁吊装三项功能,既节约了成本,又降低了安全风险。

    门架在大吨位索鞍垂直吊装、大跨度悬索主缆安装及钢桁梁桥面吊装中,发挥了巨大作用。金东大桥全长914.1米,桥面由73节总重4300吨的钢桁梁拼接而成,每个节段都依靠缆索吊吊装至140多米的高空,再水平牵引至安装位置。自2016年9月以来,建设者先后克服山谷间瞬间风力达8级、高空焊接作业等困难,历时近4个月,成功实现大桥主体合龙。

    金东大桥建成后,将结束两岸百姓依靠摆渡往来的历史,对云南和四川两省的经济文化交流、推动贫困地区群众脱贫致富,具有非常重要的意义。

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