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顶推798米钢桥过黄河石济客专济南黄河公铁两用桥施工侧记-(新闻)

2022-08-05 来源:泰安机械信息网

顶推798米 钢桥过黄河——石济客专济南黄河公铁两用桥施工侧记

日前,中国中铁四局集团钢结构公司承建的石济客专济南黄河公铁两用桥钢桁梁完成了第33次也是最后一次顶推,万吨钢桥顺利跨过黄河。

该桥是国内首次采用大跨度刚性悬索加劲连续钢桁梁结构形式的公铁两用桥。主桥重达36249吨,顶推距离达798米。在建设过程中,钢结构公司研发应用了长大桥梁带加劲弦多点多桁同步顶推关键技术,填补了国内铁路桥梁施工相关技术的空白。

换方案 迎接新挑战

济南黄河公铁两用桥原施工方案是 “跨中设临时墩从南向北顶推、先梁后加劲弦”,这种方案在桥梁建设中大量使用,风险相对较低。但是,桥梁在水中施工容易受到黄河汛期和结冰期影响,施工河段并不通航,大量钢构件、施工设备无法通过船只送达,工期很难得到保证。

依托以往在钢桥梁施工领域的丰富经验,钢结构公司果断放弃了原施工方案,大胆采用了国内首创的长大桥梁带加劲弦多点多桁同步顶推关键技术。新施工方案取消了水中临时墩,进度不再受桥墩施工制约,工期整整缩短了半年。项目部一边组织施工人员在相对开阔的黄河北岸进行拼装,一边由北向南进行刚性悬索加劲连续钢桁梁顶推作业,不仅大大提升了施工效率,而且规避了水中施工和南岸的涉路施工风险,最大限度地减少了对黄河河道环境的影响。

小细节 经受大考验

一座上下两层、三桁结构、重达3万多吨的超大钢桥,要一边拼装、一边移动,顶推798米的距离,大桥每个支点在不同时期的受力情况都不相同。技术人员经过反复计算、研究和讨论,决定通过机电液集中控制系统及变频调速技术实现钢桁梁的顶推。

他们设置了拼装支架、墩旁托架等辅助支撑体系,在支撑体系上方设置滑块、滑道组成的顶推滑移装置,顶推系统则由水平顶推装置、竖向顶升装置、横向纠偏装置、控制系统等组成。全桥共设置了22台水平连续千斤顶,最大水平顶推力为4400吨,由计算机远程自动控制。通过计算机控制,施工人员可以使任意位置水平千斤顶精确推动特定距离,从而实现了大桥多点多桁同步自动化的顶推滑移。

随着拼装的进行,大桥的顶推重量不断增加。在顶推过程中,大桥的任意支点每高出10毫米,就会比平行的另外两个支点多承担1003吨的压力。项目部经理张时利说: “这相当于三个人同时扛起一件重物,其中一个人若高于另外两个人,便会承担更多的压力,存在较大的安全隐患。”

技术人员建立了 “全桥+下部辅助结构”整体模型,对三桁之间的高度差异进行敏感性分析。他们发现,要保证钢桥的安全顶推,平行支点之间的高度差异必须保持在8毫米之内。除了将滑道和抄垫的安装精度和高差控制在最小值外,技术人员还在滑块与钢梁之间设置了厚度为100毫米的橡胶垫,通过橡胶垫的变形来协调高差。此外,他们还对顶推过程进行实时监控,在全桥布设了116个应力监控点,实时监控大桥受力情况,确保了顶推过程的绝对安全。

新模式 获得新成果

2014年12月以来,钢结构公司与清华大学科研人员共同开发的基于BIM工程施工安全检测与4D动态管理系统在济南黄河公铁两用桥上应用。大桥构件还在工厂阶段时,该系统就已经开始发挥自动排料、余料管理和可视预拼装等功能。在施工现场,该系统成功实现BIM模型与计算模型的功能整合,可实时监控桥梁结构安全状态,进行施工进度的管理分析和进度滞后分析,随时掌握工程的安全、质量和施工进度情况。也就是说,从前需要查阅无数资料、反复跑现场才能完成的查询、计算和模拟工作,如今在软件中都可轻松完成,提高了工作效率,开创了项目管理的新模式。

2015年12月22日,钢结构公司的科研成果 《BIM在济南黄河公铁两用桥中的应用》在首届中国工程建设BIM大赛中荣获单项奖一等奖。施工期间,技术人员研发了长大桥梁多点多桁同步顶推关键技术、刚性悬索加劲弦合龙及吊杆张拉技术、超重超长钢桁梁顶推滑移辅助工程技术等多项成果,使公司在大型公铁两用钢桁梁施工领域积累了丰富的经验,大大提升了企业核心竞争力和行业影响力。

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