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矮寨特大懸索橋用“科技”創突破 筑通湘西生命線

2011-3-4 18:01:00 來源:網絡 編輯:56885 關注度:
摘要:... ...
修建高速公路網,就像是打通三湘大地肌體上的血脈,血液通暢了,湖南“四化兩型”才會有強勁的供氧。吉首至茶洞高速公路是連接西部少數民族、貧困人口地區的交通要道,可以說,它是湘西土家族苗族自治州開發、開放的生命線和致富路。而這座橫跨吉首岸和茶洞岸峽谷的矮寨特大懸索橋,成為了肌體上的“大動脈”。 
  矮寨特大懸索橋,這座相當于一座百層高樓的橋梁,技術難度、危險程度,不言而喻。它是吉茶高速公路的控制性工程,兩索塔間跨度為1176米,是目前世界上峽谷間跨度最大的鋼桁梁懸索橋。大膽創新的湖南交通人,在高度和跨度、橋梁結構、設計工藝和新材料應用方面,創造了四個世界第一。 
  矮寨特大懸索橋的許多特點都是世界上獨一無二的:首次采用軌索移梁工藝進行主桁梁架設; 
  首次采用塔梁完全分離結構;首次在懸索橋上使用大型巖錨吊索;首次采用碳纖維預應力索對巖錨底座進行錨固。 
  三年來,在省委、省政府的高度重視下,在省交通運輸廳、省高管局的正確領導下,矮寨大橋全體建設人員克服了技術要求高、施工難度大、建設資金緊張、氣候條件惡劣等不利因素影響,順利完成了各項目標任務,確保了工程質量優良、生產安全、資金受控、環境友好。 
  運用科學手段,保證工程質量。一是采取大面積混凝土溫控措施,確保了塔錨無開裂現象。聘請南京水利科學研究院進行了詳細的溫控設計,通過混凝土的分層澆筑、埋設冷卻水管、控制混凝土的入模溫度等手段,達到降低水化熱導致的混凝土內外溫差的目的。施工過程中,通過布設的溫度傳感器掌握混凝土內部的溫度,及時根據溫度變化情況調整冷卻水管的通水方案,將內外溫差控制在25℃以下,有效地防止了溫度裂縫的產生,保證了結構的工程質量。二是用先進的設備及有效的工藝對索塔和支墩基礎存在的溶洞、溶槽進行處理,保證了基礎的安全。三是對索塔施工采用了爬模施工工藝,橫梁采用了鋼管樁落地支架方案,保證了塔身及橫梁的施工質量;四是對擬采用的軌索移梁方案進行1:30的整體縮尺模型實驗和150米的足尺模型實驗,以保證主桁梁架設的質量和安全。通過采取科學手段,大橋工程質量得到了根本保障。 
  矮寨特大橋地處湘西山區,橋位距吉首市區約20公里。橋位處山高谷深,大橋一跨跨越德夯大峽谷,橋面距離谷底約330米左右。由于橋位處的特殊地形地貌,常規的懸索橋主梁架設方案在該橋上難以實施。這也給工程技術人員提出了一個難題:山區大跨徑懸索橋主梁的架設。 
  對于常規的懸索橋,主梁架設往往通過水路運輸至橋位,再采用跨纜吊機垂直提升的方式實現加勁梁的逐段拼裝架設。但矮寨大橋下為深切峽谷,橋下并無水路可利用,且溝底距離橋面高差達330米,垂直起吊加勁梁的方案難以實施。參考同為山區懸索橋的湖北四渡河特大懸索橋的建設經驗,該橋成功地采用了纜索吊進行加勁梁的拼裝,但該方案同樣在矮寨大橋上難以實施,由于矮寨大橋主跨1176米,相對于四渡河大橋900米的主跨,跨徑大增,纜索吊施工方案存在安全隱患多,風險大,因此不宜在該橋采用。其他施工方案如橋面吊機拼裝方案也在山區懸索橋主梁的架設過程中采用過,但橋面吊機方案需逐片拼裝加勁梁桁片,且拼裝均為高空作業,安全隱患大,架設工期長且質量難以保證。 
  針對這個問題,省交通運輸廳專家創造性地提出了軌索移梁的加勁梁架設方案。該方案的基本思路是:利用大橋永久吊索在其下端安裝臨時吊鞍,然后在臨時吊鞍上安裝水平軌索,再將水平軌索張緊作為加勁梁的運梁軌道,實現由跨中往兩端拼裝大橋的鋼桁加勁梁。由于鋼桁梁的節段的拼裝在兩岸拼裝臺座上進行,非常有利于拼裝質量的控制。相對于橋面吊機拼裝方案,軌索移梁方案相當于把鋼桁梁的高空拼裝變更為陸地拼裝,大大減少了鋼桁梁的高空拼裝作業,既可節約工期,又有利于保證施工安全及施工質量。 
  接下來便是根據思路進行相關的模擬試驗,檢驗方案的工作性能,根據試驗結果對各施工構件進行優化設計。 
  功夫不負有心人。2009年12月9日,世界首例軌索移梁法模型試驗終于取得成功。國家交通運輸部數位專家一致通過了對該方案的評審,并高度評價此方案具有“原始創造性”。 
  軌索移梁法試驗的研究成果,不僅成功解決了矮寨懸索橋主桁梁架設的難題,更是為同類型的山區懸索橋提供了一種全新的、安全快捷的主桁梁施工方案,必將對今后山區懸索橋的設計、施工產生深遠的積極影響,同時為我國橋梁建設提供了寶貴的經驗。因此,研究成果具有顯著的社會效益和經濟效益。 
  矮寨大橋建成后,將和著名的“矮寨盤山公路”、“德夯大峽谷”奇觀交相輝映,成為湘西乃至湖南重要的旅游景點。 
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