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一條快速路要跨越三條繁忙鐵路,該如何修建?
8月21日凌晨1點(diǎn)55分,重慶市快速路二橫線項(xiàng)目跨渭井、蔡歌鐵路主線橋,5座全長383.5米、總重量達(dá)21500噸的大跨度混凝土梁式橋梁,在預(yù)留的90分鐘鐵路“天窗期”時(shí)間里,通過一場(chǎng)空中“五小天鵝芭蕾舞”,在82分鐘內(nèi),經(jīng)過88度的轉(zhuǎn)體順利“牽手”,并刷新多項(xiàng)世界紀(jì)錄。
為何要轉(zhuǎn)體施工?
作為重慶市重點(diǎn)民生工程,快速路二橫線項(xiàng)目需交叉跨越鐵路線10條,其中的五座橋梁需要跨越渭井上線、下線、蔡歌聯(lián)絡(luò)線三條繁忙的鐵路線,高峰期平均每3分鐘就有一輛列車經(jīng)過。鐵路高速運(yùn)營時(shí),沿線施工須全部停工。
為確保鐵路正常運(yùn)營,承建方中建隧道經(jīng)過大量分析研究,多次與設(shè)計(jì)、鐵路方溝通方案,最終大膽、創(chuàng)新性提出五座橋梁采用“同步轉(zhuǎn)體建造”方案,即“先異位澆筑、后同步轉(zhuǎn)體”的橋梁施工方案。即項(xiàng)目先將快速路五座橋梁建成,再在90分鐘的鐵路夜間“天窗期”內(nèi)同步轉(zhuǎn)體對(duì)接。
一次刷新三項(xiàng)世界紀(jì)錄
該項(xiàng)目不僅是全球首座5橋同時(shí)、異步轉(zhuǎn)體橋工程,也是國內(nèi)外首例同聯(lián)多T構(gòu)轉(zhuǎn)體橋工程。北京工業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院教授、轉(zhuǎn)體橋?qū)＜覐埼膶W(xué)表示,五座橋梁在同一區(qū)域、同一平面一次性同步轉(zhuǎn)體成功,刷新了大跨度橋梁集群式轉(zhuǎn)體的世界紀(jì)錄,此前集群式轉(zhuǎn)體數(shù)量最多的僅為四座橋梁同步轉(zhuǎn)體。
此次同步轉(zhuǎn)體的橋梁共有五座,其中左線3座,右線2座,左線由三個(gè)轉(zhuǎn)體T構(gòu)組成,在國內(nèi)外尚屬首例。張文學(xué)表示,這給該橋施工線形控制及轉(zhuǎn)體就位后合龍口誤差調(diào)整提出了更高的要求,為此項(xiàng)目研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出了“同聯(lián)多T構(gòu)轉(zhuǎn)體橋施工線形聯(lián)控技術(shù)”和“轉(zhuǎn)體后合龍口誤差優(yōu)化調(diào)整技術(shù)”。
此次同轉(zhuǎn)的五橋,單座橋梁最重4500噸,五座橋梁總重量達(dá)21500噸,相當(dāng)于15000輛小汽車的重量。重慶市橋梁協(xié)會(huì)副會(huì)長、重慶交通大學(xué)教授向中富表示,“這在3座以上大跨度集群式轉(zhuǎn)體中噸位最重,超出北京大興國際機(jī)場(chǎng)三線四橋集群式轉(zhuǎn)體重量11500噸,無論是同步轉(zhuǎn)體數(shù)量,還是同步轉(zhuǎn)體總重量,均創(chuàng)世界新紀(jì)錄。”
獨(dú)創(chuàng)“四逆一順”獨(dú)特轉(zhuǎn)法
記者在現(xiàn)場(chǎng)看到,轉(zhuǎn)體橋與鐵路線外側(cè)最短距離僅2.9米,梁底距離鐵路接觸網(wǎng)頂端僅0.5米,五座橋梁全長383.5米,相當(dāng)于110層樓高。五座橋梁需要通過同步轉(zhuǎn)體再對(duì)接成路,橋梁最大轉(zhuǎn)體角度為88度,如何轉(zhuǎn)是一個(gè)難題。
張文學(xué)說,對(duì)此項(xiàng)目組特別和高校聯(lián)合成立了專家組,制定了轉(zhuǎn)動(dòng)方法,而這一轉(zhuǎn)法最為獨(dú)特。
專家組根據(jù)五座橋梁同步轉(zhuǎn)體干涉最少原則,采取“四逆一順”獨(dú)特轉(zhuǎn)法,即四座橋梁逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),一座橋梁順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí),為防止兩座橋梁相互干擾,采取分階段轉(zhuǎn)體:第一階段四座逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的橋梁先轉(zhuǎn)15度,轉(zhuǎn)動(dòng)速度為每分鐘1.15°,用時(shí)13分鐘;第二階段,五座橋梁同時(shí)轉(zhuǎn)體,轉(zhuǎn)動(dòng)速度為每分鐘1.72°,最大轉(zhuǎn)體角度為83度,用時(shí)48分鐘。
轉(zhuǎn)體施工工藝原理猶如制作小米的石磨,下部固定,中間磨心起定位作用,上部隨意旋轉(zhuǎn)。
多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新攻克轉(zhuǎn)體難題
“橋梁轉(zhuǎn)體是否成功,關(guān)鍵在于球鉸系統(tǒng)、轉(zhuǎn)動(dòng)支撐系統(tǒng)、轉(zhuǎn)動(dòng)牽引系統(tǒng)、橋梁平衡系統(tǒng)等在施工過程中的控制?！表?xiàng)目負(fù)責(zé)人干昌洪介紹,五橋同轉(zhuǎn)牽一發(fā)而動(dòng)全身,一個(gè)參數(shù)哪怕發(fā)生毫米級(jí)的誤差都將導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)概率指數(shù)級(jí)升高。
為了全力確保五橋同轉(zhuǎn)順利完成,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)聯(lián)合多家科研和技術(shù)團(tuán)隊(duì),進(jìn)行了大量數(shù)據(jù)計(jì)算,反復(fù)模擬推演。通過布設(shè)電子水準(zhǔn)儀等高等級(jí)測(cè)量控制網(wǎng),采用將誤差控制在0.1毫米的精密儀器,進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控測(cè)量等措施,確保球鉸安裝精度控制在0.5毫米范圍內(nèi),在充分滿足橋梁轉(zhuǎn)體超高精度要求的同時(shí),大大提高了安裝速度。
為了確保轉(zhuǎn)體安全,項(xiàng)目融合衛(wèi)星信號(hào)與BIM系統(tǒng),研發(fā)出了“三線五橋轉(zhuǎn)體檢測(cè)平臺(tái)”系統(tǒng),該系統(tǒng)如同給轉(zhuǎn)體施工配備了汽車的智能泊車輔助系統(tǒng),可展現(xiàn)五橋同轉(zhuǎn)的全景影像,掃除轉(zhuǎn)體盲角。
此外,項(xiàng)目自主創(chuàng)新技術(shù),攻克了跨鐵路樞紐區(qū)5T構(gòu)同步轉(zhuǎn)體控制技術(shù)及安全組織關(guān)鍵技術(shù)。
張文學(xué)表示,隨著現(xiàn)在大城市周邊交通路網(wǎng)越來越密集,這次“五橋同轉(zhuǎn)”的成功,為以后跨線橋的廣泛應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
據(jù)了解,由重慶市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)委員會(huì)牽頭推進(jìn)、中建五局投資、中建隧道承建的重慶市快速路二橫線項(xiàng)目起于桃家院子立交,經(jīng)重慶國際物流樞紐園區(qū)、中梁山、童家溪,跨嘉陵江至于禮白立交,全長約14.4公里。
“跨三線五橋同轉(zhuǎn)”實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)對(duì)接,打通了二橫線項(xiàng)目建設(shè)的“咽喉要道”,為二橫線的順利通車奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)?？焖俾范M線作為重慶市“六橫七縱”快速路網(wǎng)的重要組成部分,橫貫重慶市沙坪壩區(qū)、北碚區(qū)、兩江新區(qū),改善居民出行條件,是實(shí)施全市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提升行動(dòng)計(jì)劃和緩堵保暢的重要組成部分,還將進(jìn)一步加快完善重慶市快速路網(wǎng)、推動(dòng)成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈建設(shè)。
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