专栏名称: 网易新闻学院
网易传媒旗下新闻研究机构。这里有最优质的原创报道,最新国外传媒动态,以及一手行业情报;还有最IN的线下讲座、沙龙与培训,告诉你新媒体运营的一切秘密。
目录
相关文章推荐
人民日报  ·  清华老教授跨界“养虾”,成了! ·  昨天  
广东应急管理  ·  一工厂凌晨突发爆炸,2死19伤! ·  昨天  
新播报  ·  刚刚!大S已“平安到家” ·  3 天前  
新播报  ·  刚刚!大S已“平安到家” ·  3 天前  
半岛晨报  ·  大S骨灰已运抵台湾!生前遗言曝光 ·  3 天前  
51好读  ›  专栏  ›  网易新闻学院

23块"积木"在空中拼接,香溪长江大桥这样建成 | 了不起的中国制造

网易新闻学院  · 公众号  · 社会  · 2018-06-11 18:37

正文


导语
香溪长江公路大桥的施工过程可以用“搭索道”和“拼积木”概括:首先,在长江两岸山体峭壁上搭起近200米高的扣缆塔;然后上百根钢丝绳穿塔而过,将254吨的钢构件通过缆索吊机起吊后顺着钢丝绳滑到指定位置;最后,再将一块块钢构件在空中组合起来。

出品| 网易新闻

作者| 何鹏,桥梁建设从业者


中国被称为“基建狂魔”已经不是一天两天了,无论是建桥、铺路还是盖摩天楼,中国的技术在世界范围内都是首屈一指。而现在,我们又迎来了一种独特新颖的建桥方式——“搭积木式”一节一节把桥拼装起来。


香溪长江公路大桥就是这样一块积木一块积木地拼装起来的,该桥主跨519米,是目前世界上第二大的中承式钢箱桁架推力拱桥。由于地处山区,溶洞多,山体多为石灰岩,同时大桥桥位高、跨度大,想要把这座大桥建好并非易事。


(积木式拼装)


(一)兵书宝剑峡地形复杂,建大桥要面临哪些压力?


湖北香溪长江大桥位于三峡库区秭归县兵书宝剑峡峡口,兵书宝剑峡地质情况复杂,多褶皱山地,山峰耸立,河谷深切。


由于地形的阻隔,秭归自古以来就被长江分成两个部分,不仅影响了南北交通,还增加了江北四镇脐橙运输的成本,给老百姓的生产生活带来极大的不便。


为了减少恶劣的环境对居民生产生活的影响,带动经济、旅游业的发展,在两岸之间建一座“特大桥”的计划逐渐提上日程。


香溪长江大桥建在三峡大坝上游40公里处,基本不受水文影响,不过由于地形复杂,大桥在施工中必须用爆破扩大明挖基础,但峡口作为长江航运必经之路,每日来往货船和旅游观光的游轮较多,给爆破带来了很大障碍。


大桥全长883.2米,主跨531.2米,桥面宽32.3米,为一跨过江、双向四车道公路桥,大桥梁面距离水面118米,拱顶最高点离水面高达176米,它没有桥墩,在施工时要在峡口峭壁之间精准完成主拱吊装。



通过长时间的专家验证,综合考虑地质情况、风力荷载、长江黄金水道的通航和水文环境保护等情况,施工方最后决定用“建三座桥,拆二座桥,留一座桥”的方式来建造这座大桥。


(二)大型钢箱桁架积木拼装的幕后英雄——缆索吊机和扣缆塔


“建三座桥、拆二座桥、留一座桥”,听起来不可思议,但香溪长江公路大桥的背后的确隐藏着三座桥。


香溪长江公路大桥由大型钢箱桁架积木拼装而成,建成后,一块块钢箱桁架积木连接在一起,将在长江上形成一道“彩虹拱桥”。


一般来说,这种钢拱桥在施工时有如下几种选择:缆索吊装、斜拉扣挂施工、转体法和悬臂拼装。香溪长江公路大桥需要建在长江黄金水道上,面对高山峻谷、深水急流和每天来来往往的船只只能采用缆索吊装的方法。


(缆索吊机的主要构成)


大桥钢箱桁架积木的拼装离不开体积巨大的缆索吊机和扣缆塔。在施工过程中,施工人员在长江两岸山体峭壁上搭起近200米高的扣缆塔,上百根钢丝绳穿塔而过,254吨的钢构件通过缆索吊机起吊后,顺着钢丝绳滑到指定位置,精度达毫米级。


缆索吊机拥有跨越能力大、水平和垂直运输机动灵活、不影响通航、施工比较稳妥、方便等优点。近年来随着中国西部大开发战略的实施,大跨度桥梁建设规模突飞猛进,作为山区桥梁施工的主要起重设备,缆索吊的吊重从几十吨发展至400吨再到800吨,索跨从几百米发展到至千米,为香溪长江公路大桥的建造提供了良好的技术支持。


扣缆塔拥有架设高度高、耗值大、拼接难度大的特点,是缆索吊机的主要承重构件。大跨度的钢箱拱桥采用缆索吊机施工时,由于拱肋分段数多,且单件吊装节段体积大、结构复杂,为了顺利施工,扣缆塔作为其配套设施发挥着不可忽视的作用。


(建设中的扣缆塔)


扣缆塔和缆索吊机结合起来,形成了一个庞大的缆索吊机体系,其结构安全风险高,每一个组成部分都是构件主要受力结构,不存在次要的受力构件且安全卡控点多,只有这样的庞大体系才能实现顺利拼装。


(三)23块弧形钢构件“积木式”拼接,想想都不容易


香溪长江大桥采取了“拼积木”的建桥方式,所谓“搭积木”就是在工厂中进行大桥零部件的制作,再将生产好的“零件”拼接成预期的建筑。


这种方式可以最大化地实现精细化生产,将数十厘米的误差缩小至毫米级别。更为重要的是,“拼积木”的方法还能将单位建筑面积的能耗进行大范围压缩。



然而,大桥由23块弧形钢构件拼装而成,面对每天下午的狂风和多变的天气,想要把积木与积木对接起来并非易事。


首先,这23块钢构件都要从大型积木构件工厂运输到施工现场,通过船舶在江中定位、压水,与上一节段相对应,减少在高空中的摆幅,直到每一块积木相互对接起来。这个过程看似轻松,实际上却需要极高的技术。


大桥的钢结构多而复杂,主体钢梁重约2.3万吨,临时重约1.4万吨,大风高湿环境下,焊接、防腐、高栓施工质量控制难度大,施工特种装备多,安全风险大……这些都要求施工方在建造过程中必须十分讲究,容不得丝毫马虎。


比如,焊接是钢构件的主要连接方式,但积木的焊接并非普通的焊接,每一道焊缝都必须进行无损检测,必须检测合格才能进行下一节的吊装。


再比如,大型的钢构件就如同支撑人体的骨架,这种“骨架”还需要联结系的连接。

联结系依靠高强度螺栓来连接,但高强度螺栓具有温湿度敏感性强的特点,又在大风高湿的环境下施工,高强度螺栓的质量控制是一大难点。


施工方通过对厂家高栓质量的考察和“磷皂化”两种表面处理工艺的结合,有效地控制了高强度螺栓的温湿度敏感性,保证了高强度螺栓的扭矩系数,提高了整桥的承载能力。







请到「今天看啥」查看全文