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湖北宜昌伍家岗长江大桥建设”钢箱梁两两焊接技术为全球首创

发布时间:2021/08/06 科技 浏览:8

8月2日,湖北宜昌伍家岗长江大桥正式通车。该大桥是国务院《长江经济带综合立体交通走廊规划》中湖北的19条过江通道之一,也是宜昌城区中环交通线的重点控制性工程。
它有哪些“尖板眼”技术?大桥通车前夕,伍家岗长江大桥技术总顾问周昌栋接受采访时透露,该桥诞生隧道锚、浅埋式重力锚、钢箱梁两两焊接等12项创新技术,节约投资成本过亿元。
被逼出来的全球首创
伍家岗长江大桥主跨1160米,设计为主桥钢箱梁悬索桥,一共有77节钢箱梁,每个节段15米。“主桥钢箱梁吊装是悬索桥建设的世界性难题。”周昌栋说,过去,世界通用做法是工人先把所有的钢箱梁一节一节吊至桥面,再通过技术手段“线形调平”后,统一焊接。“这种方法施工耗费时间长、效率比较低。”
“创新都是逼出来的。”周昌栋笑言。面对工期倒逼、成本压力,他创造性地提出主桥钢箱梁两两焊接技术:先在地面把钢箱梁“合二为一”焊接起来,再将30米长的组合体吊升至桥面,一边吊装,一边焊接。
刚开始,有专家认为该技术存在风险,若钢箱梁角度不统一,很可能被大风“撕开”。后经西南交通大学理论分析及大量科学实验佐证,该技术符合设计要求,并在伍家岗长江大桥上成功运用,主桥钢箱梁吊装工期比原计划节约两个月。
经多个权威机构认定,这项“被逼出来的”钢箱梁两两焊接技术为全球首创。
长江上最难的隧道锚
7月30日,记者站在伍家岗长江大桥北望,笔直的桥面如利剑穿山而过,两根主缆一头扎进山体里。
伍家岗长江大桥主缆是大桥的主要承力构件,每根主缆重达5000吨。周昌栋介绍,其他大桥建设时是向地下深挖筑牢锚碇,主钢缆与锚碇相连固定,业内称之为“重力锚”。伍家岗长江大桥开工时,北岸桥头刚好有一座山。如采用传统做法移走此山移需要爆破,不仅污染环境,30多万土方何处堆放也是难题。
“山体是天然的重力锚,我们何不利用山体自身重量拉住大桥主缆?”2017年,大桥建设之初,周昌栋就在思考寻找“捷径”:能否不移山,建设一个隧道锚?经过无数次尝试,模拟实验终获成功。数据显示,隧道锚的锚塞体承受力是大桥主缆拉力的6倍。
创新从构想变为现实。建设过程中,工人们在山体里开凿出一条长101米的隧道,再将一个重达20多吨的锚体通过特殊设备滑进隧道内部,构成一个巨大的隧道锚。周昌栋告诉记者,这是跨径千米的特大桥在长江边的软质岩上首次使用隧道锚,也是难度最大的隧道锚。
2万多水泥柱“栽”地下
伍家岗长江大桥南岸地质特殊,向下深挖30多米才有岩层,且多为松软的砂卵石层,还与长江水连通,在此处挖基坑,就像“秤砣落在豆腐上,无处生根”。
周昌栋提出“浅埋式重力锚技术”。一个直径约85米的圆形基坑里,在地下15米处打上2万多个小孔,每个小孔直径5厘米到10厘米不等,挤出砂卵层里的水分;再往每个小孔注混凝土泥浆,足足注入1600多吨。混凝土凝固后,2万余个小孔变成一个个水泥柱,像一根根树桩“栽”在地下,将松散的“豆腐”变成“石头”,为大桥南岸桩基建设奠定坚实基础。
“一座长江大桥是诸多创新技术集成。”周昌栋告诉记者,该桥还在国内首次采用不同粗细的索股混合技术,让每根索股间更紧密、主缆无限接近圆形。主缆包括85股127丝、6股91丝,单根索股长度约为1995米。最终,由11341根钢丝组成的91根索股构成重约5000吨的主缆,可承受极限拉力6万吨。