近日,位于粵港澳大灣區(qū)的廣州南沙紅蓮大橋施工迎來重大進展。隨著最后一節(jié)重達113噸的鋼箱梁精準吊裝到位,主橋實現(xiàn)順利合龍,標志著大橋主體工程建設完成,為大橋今年按期建成通車創(chuàng)造了有利條件。
眾所周知,世界級城市群是近年來各國參與全球競爭的重要空間載體。而涵蓋珠江三角洲(珠三角)九市和香港、澳門的粵港澳大灣區(qū)正奮力加快建設世界級城市群的步伐。
中國工程院院士王迎軍表示:“新一輪科技革命和產業(yè)革命正在重塑全球經濟版圖,科技創(chuàng)新步伐不斷加快,新產業(yè)、新業(yè)態(tài)層出不窮。作為灣區(qū)經濟的新軍,粵港澳大灣區(qū)在新一代信息技術、生物醫(yī)藥、無人機、機器人等新興領域取得了顯著成績。”
也正因為對中國科技創(chuàng)新與新興產業(yè)的高質量發(fā)展具有重要意義,粵港澳大灣區(qū)的各項基建工程顯得更加重要,也更引人矚目。
近日,位于粵港澳大灣區(qū)的廣州南沙紅蓮大橋施工迎來重大進展。隨著最后一節(jié)重達113噸的鋼箱梁精準吊裝到位,主橋實現(xiàn)順利合龍,標志著大橋主體工程建設完成,為大橋今年按期建成通車創(chuàng)造了有利條件。
中鐵第四勘察設計院集團有限公司(以下簡稱“鐵四院”)紅蓮大橋設計負責人王存國向記者介紹說:“紅蓮大橋全長1782米,主橋長912米,采用雙塔雙索面混合梁斜拉橋型,主塔高180米,飛跨珠江水系龍穴南水道的主橋跨度達580米,是目前我國同類型多功能斜拉橋的最大跨度。”
王存國坦言,粵港澳大灣區(qū)跨江通道資源非常緊張,建設用地“寸土寸金”,這樣的外部條件要求紅蓮大橋“肩負”的管線規(guī)模,達全國同類型橋梁之最。
為此,鐵四院設計團隊設計了一種集約式多功能橋面布置方案,解決了大跨度橋上敷設復雜市政綜合管線的技術難題,提升了過江通道的資源利用率。
“最終,紅蓮大橋集公共交通、多回路高壓電纜、大直徑供水管、燃氣管道、通信管道過江功能于一體,大大提升了大橋的整體使用效率。”王存國說。
值得注意的是,紅蓮大橋跨度較大,且處于濱海臺風多發(fā)區(qū),這樣的自然條件對橋梁整體建設提出了更高的安全要求。
針對這一特殊情況,鐵四院設計團隊積極探索,開展了多目標位移狀態(tài)控制的橋梁縱向約束體系研究,提出了一種基于多目標位移狀態(tài)控制的橋梁中心約束體系,大幅降低了強風作用下橋塔結構內力和位移,為大跨度橋上敷設市政管線創(chuàng)造了技術條件。
王存國對記者說:“我們的設計團隊通過結構創(chuàng)新,首次在強臺風地區(qū)的大跨度橋梁中采用半開口分離雙箱截面主梁結構,發(fā)明了一種半封閉半通透新型抗風欄桿,解決了大跨度雙箱截面主梁斜拉橋的抗風技術難題。”
記者了解到,針對“本橋重車比例大”的特點,紅蓮大橋的鋼梁橋面采用UHPC組合橋面結構,有效解決了正交異性鋼橋面板的耐久性問題。
事實上,在紅蓮大橋的建設過程中,除了考慮多臺風、提升使用效率等因素外,復雜的地質條件也給鐵四院的建設者出了一道不小的難題。
“紅蓮大橋位于粵港澳合作全面示范區(qū)廣州南沙自貿區(qū),由于南沙地區(qū)地質條件復雜,主塔承臺尺寸為43.6米×25.6米×6米,單個承臺巖面高差達到18米,巖層傾角達40度,對大橋的樁基施工帶來極大的挑戰(zhàn)。”王存國回憶說。
在水中承臺施工中,面對700噸圍檁整體下放的難題,項目團隊充分考慮和論證水流對水中施工的影響,創(chuàng)新采用17臺“穿心頂”協(xié)同推進、同步下放的施工方案,精確控制下放速率和角度,巧妙化解了水流對下放施工的影響。
與此同時,為了保證施工質量,防止承臺因溫度變化產生裂紋,項目團隊從源頭控制好混凝土配合比,同時嚴格控制混凝土分層澆筑時間,并采取內部冷分層降溫和混凝土表面保溫養(yǎng)護、事前仿真分析等措施,確保了承臺表面沒有產生任何裂紋,實現(xiàn)了兩個主塔承臺一次性澆筑完成。
在王存國看來,作為斜拉橋的重要組成部分,斜拉索的安裝至關重要,起著聯(lián)系主塔和主梁的紐帶作用,也被稱為斜拉橋的“生命線”。
他生動地比喻說:“斜拉索的安裝就像在索塔上‘穿針引線’,其中掛索作業(yè)是斜拉索施工的重要工序,分為現(xiàn)場吊裝、牽引穿束和斜拉索張拉三個階段。”
統(tǒng)計數(shù)據顯示,紅蓮大橋共有144根拉索,每一根都要隨著主橋橋梁的建設逐一安裝。其中最長的一根斜拉索長308.215米、重23.485噸,安裝技術難度和施工協(xié)調要求非常高。同時,斜拉索安裝還要確保達到整體美觀的效果。
“施工中,我們的項目團隊采用卷揚機循環(huán)系統(tǒng)牽引、塔吊輔助吊掛的施工方法,每次安裝一根拉索,循環(huán)往復;通過梁端掛設錨頭螺母錨固,再以塔端卷揚機輔助牽引進行塔端安裝。”王存國說,“最后在塔端按順序進行張拉,張拉時對索力實時監(jiān)控,確保按預定的索力進行張拉作業(yè)。”
最終,鐵四院項目團隊歷經125天的連續(xù)作業(yè),成功完成了大橋所有斜拉索施工作業(yè),為大橋精準合龍奠定了堅實基礎。
而在架梁過程中,建設團隊必須時刻關注風力及水流情況,采取在水位平緩、無風時間段吊裝,精確計算吊點位置避免梁體傾斜。并在吊裝過程中全程監(jiān)測鋼箱梁線型,及時調整吊裝作業(yè),在確保航道安全運行的前提下圓滿完成了鋼箱梁吊裝,最終實現(xiàn)大橋精準合龍。
“紅蓮大橋作為南沙自貿區(qū)的重點交通基礎設施項目,建成后南沙區(qū)萬頃沙鎮(zhèn)和龍穴島之間的交通行程將由原來的45分鐘縮短至10分鐘以內,構建起龍穴島國際航運物流中心快速集疏運體系的重要通道。”王存國說。
業(yè)內人士分析指出,紅蓮大橋的出現(xiàn),將使南沙自貿區(qū)加快融入粵港澳大灣區(qū),并對粵港澳大灣區(qū)進一步打造國際航運物流中心,輻射帶動廣東全省,形成更加高效便捷的現(xiàn)代交通運輸體系,產生深遠的影響。
記者 張真齊