文/圖 廣西南天高速公路有限公司 藍翼 李婷婷
今年,廣西壯族自治區高速公路計劃建成通車11個項目,通車里程將突破8000公里,實現“縣縣通高速”目標。目前,由廣西交通投資集團投資建設的南丹至天峨下老高速公路(以下簡稱“南天高速”)項目進展順利。作為南天高速重要控制性工程,廣西最高連續剛構橋——登里1號高架特大橋已于6月順利實現雙幅合龍,為項目沖刺年底通車目標邁出堅實一步。

建成后的登里一號高架特大橋全景
登里1號高架特大橋位于廣西壯族自治區河池市天峨縣六排鎮登里村,橋跨布置形式為“11×4 0米預制T 梁+(81米+3×150米+81米)”預應力混凝土連續剛構,是目前廣西建成的最高連續剛構橋。全橋總長1064.1米,橋梁樁基154根,40米預制T梁132榀,14#主墩墩身形式為“箱墩+雙肢薄壁空心墩”,主跨箱梁結構形式為單箱單室,0號塊高度為9.2米,是南天高速項目的重點控制性工程。今年6月29日,登里1號高架特大橋順利實現雙幅合龍,標志著南天高速第三合同段實現全線雙幅貫通,為南天高速項目沖刺年底通車目標邁出堅實一步。

建設中的登里1號高架特大橋全貌
登里1號高架特大橋樁基施工中,項目部根據不同地形條件及現場實際情況,采取“旋挖鉆+沖擊鉆”相結合的形式,更好地滿足了樁基施工的實際進度需求;大橋高墩身采用安全可靠、便捷高效的新型無軌液壓爬模法施工,極大地滿足了雙肢薄壁空心墩的施工要求;針對上部結構施工,引橋預制T梁利用雙導梁架橋機架設,預應力混凝土箱梁則采用掛籃法以滿足懸臂節段的正常施工。
登里1號高架特大橋工期緊張,4月至9月施工期又逢廣西降雨季,且工程受地勢限制,交通協調組織十分困難,需修建臨時便道,以上種種成為制約工期的主要因素。為保證大橋建設期間物資材料的正常供應,項目部合理整合資源,并遵循臨時道路與永久道路相結合的原則,優先組織規劃修建臨時施工便道,在提高便道運輸能力的同時,最大程度保障施工物資供應,以便于發揮生產工效最大化,更快推進項目進程。
整個施工過程中,樁基施工難度較大。由于大部分樁基位于陡峭巖體或松散邊坡之上,橋梁內部支便道展線困難,為此,項目部以綜合考慮邊坡穩定性和施工便捷性為前提,先期做了大量勘測、方案優化、設計變更等技術工作。以登里1號高架特大橋引橋部分為例,施工現場地勢險峻,項目部便著重考慮各個橋墩、樁基施工便道如何開挖,可將相互交叉作業影響降到最小,并通過合理施工組織和科學施工方法,保證各分項工程工作面得以正常開展。此外,項目部還對大橋所處地形地勢做出多次現場勘測,所做方案經設計院,業主、監理多方討論與優化,將原先15#墩往大里程方向的四跨架設T梁設計變更為一跨150米的連續剛構,進而確定了主橋為“81米+3×150米+81米”的最終布置形式。
登里1號高架特大橋墩身高、空心墩數量較多,其中最高墩為14#主墩,設計高度為131米,主橋連續剛構最大跨度為150米,這對高墩身和上部結構箱梁的施工工藝提出了較高要求。對此,項目部結合現場實際,針對高墩身采用新型無軌液壓爬模法施工,待安裝模板后,再進行節段施工,通過液壓裝置爬模可避免高墩模板多次安拆,一次倒頂,既安全又便捷高效;針對上部結構箱梁,則采用較為成熟的掛籃法進行懸臂施工,施工過程遵循平衡、對稱原則,待掛籃安裝完成,可通過頂推油缸推進掛籃行走,依次循環每一個懸臂節段直至合龍段,保證了節段施工的安全與高效。
為保證登里1號高架特大橋施工進度的正常推進,項目開展了引進先進工裝、數字化智能化設備等一系列技術創新工作,以便對現場更好地開展科學組織與管理工作。
登里1號高架特大橋14#主墩在第13節箱墩施工完成后開始轉變為雙肢薄壁空心墩施工,對此,項目優化了與液壓爬模平臺相對應的工法,以減少安全風險、提高施工工效、保證雙肢薄壁空心墩的正常施工。
第13節箱墩后,即進入第14節雙肢實心段施工。該施工節段存在漸變倒角結構,內側外模板采用木模加工、加固以完成混凝土澆筑;綁扎完成第15節鋼筋后,漸變倒角段內側模板仍采用易于加工的木模加固;從第16節開始,轉為雙肢薄壁空心墩施工,相較于14#主墩左幅,右幅不對原有爬模平臺改制,僅將雙肢薄壁空心墩外側鋼模板連成整體、操作平臺形成環向通道,使得模板爬升更快、安全性更佳。
具體操作方面,項目保留既有的“8米×11米”箱墩整體外側爬模平臺,利用13#主墩封頂后拆除的8米內側模板及爬模平臺,按照14#主墩右幅爬架尺寸改制,在保證箱墩爬模架體不變動的前提下,采用“外側整體爬模、內側翻模”的形式進行正常節段施工。最終,14#主墩左幅就箱墩轉雙肢薄壁墩爬模改裝至滿足正常節段施工僅用時3天,較計劃工期節省了約20天。
登里1號高架特大橋高墩0號塊采用托架法施工,為消除托架非彈性變形,確保托架結構安全、穩定,項目部待托架安裝完成后對其進行預壓,同時通過預壓得出支架彈性變形數據,為施工立模預抬標高值提供參考,確保0號施工后的標高符合設計要求。

0號塊托架利用千斤頂進行反壓
傳統托架預壓工藝多采用堆載預壓荷載試驗。由于托架所承受的施工荷載動輒上千噸,故無論采用何種堆載材料,都存在反復吊裝頻次高、耗時長、安全風險大等問題。為了縮短施工周期,項目優化托架預壓施工工藝,在大橋0號塊托架預壓時,創新采用高空反力架原位反壓法進行托架預壓,即利用千斤頂對反力架進行加載,利用精軋螺紋鋼的位移限制,將千斤頂頂升形成的反向荷載傳遞至反力架下錨固點處,使反力架下錨固點通過墩頂預埋的精軋螺紋鋼與墩身形成剛性連接,并將反力架上錨固點處產生的反力作用于托架,從而達到預壓目的。
登里1號高架特大橋連續剛構0號塊托架高空原位反壓技術采用多點千斤頂反壓法進行預壓試驗,以觀測所得彈性變形量,確定了0號塊底板的立模標高,有效克服了傳統預壓施工中因施工高度過高所造成的吊裝預壓材料耗時長、現場施工組織難、安全風險高、施工過程極易受氣候影響等難題。經預壓試驗監測數據可知,該托架的強度、剛度、穩定性能夠滿足現場施工要求,很好地消除了托架的非彈性變形,該工藝的應用、實施效果顯著,可為此后同類工程結構施工提供寶貴經驗。
為解決現澆箱梁豎向精軋螺紋鋼使用傳統工藝施工存在的問題,項目依托登里1號高架特大橋現澆箱梁施工操作平臺,引進了智能化豎向預應力張拉小車、泵站主機與精軋螺紋鋼豎向張拉小車,三者配套使用替代了傳統的人力搬運千斤頂張拉螺紋鋼及人工預緊螺母的操作,通過壓力傳感器及液壓系統,即可準確顯示螺母預緊力值,極大節省了人工成本、提高了張拉效率。
操作過程也很簡單。張拉工作開始前,連接好程控泵站和張拉小車間的液壓軟管及控制電纜,將預應力鋼筋張拉各項數據輸入顯示屏,在需要張拉的豎向預應力鋼筋螺母上套入套筒,推動張拉小車至豎向鋼筋上方,操作升降油缸使張拉支座下放,并使扳手套筒套在螺母套筒上,待張拉支座到達地面后,將張拉小車升起;人工安裝連接桿并擰緊,頂升油缸系統控制油缸升起,開始預張拉,當達到預定值后系統自動停止頂升;頂升油缸停止工作后,液壓扳手啟動擰緊螺母的動作,當達到預定扭矩值后自動停止;頂升油缸下降,人工卸下連接桿,操作升降油缸使張拉支座收起,張拉小車落地后,推行其至下一工作點,如此往復,豎向預應力鋼筋智能張拉機工作完成。頂升油缸、升降油缸、液壓扳手等動作既可在程控泵站上操作,也可在張拉小車的操作盒上操作。
當今,采用掛籃法進行懸臂節段澆筑施工已成為連續剛構橋高墩施工中較成熟的工藝。登里1號高架特大橋所在的廣西天峨地區夏季炎熱,地區降雨較為頻繁,4月至9月為主要降雨季,降雨占全年降水的76%至83%,尤其6月至8月正值登里1號高架特大橋采用掛籃懸臂施工的重要階段,為減少各種不利天氣的影響,項目創新采用自動式遮陽雨棚協助現場施工,將掛籃現澆箱梁露天施工變成全天候施工,減少了惡劣天氣對施工計劃的影響。
掛籃自動式遮陽雨棚操作簡單、便捷,具有自動伸縮功能,在為施工班組提供良好作業條件的同時,對施工用電及重要部件還起到了保護作用,尤其是對剛完成混凝土澆筑的節段可起到遮陽作用,防止了因混凝土表里溫差過大而出現表面開裂現象的發生。
建設過程中,項目還打造了登里1號高架特大橋施工數字化展廳,通過引進BIM技術,采用電子沙盤對施工現場、復雜的分項工程部位進行全方位動態展示,實現了對大橋的數字化管理、可視化交底和遠程監控,增強了施工人員的代入感與互動感。依托數字顯示屏的3D立體化成像,施工班組、現場技術管理人員可更直觀地增強對施工工裝和工藝技術的認識,并對技術交底內容的理解更加到位。
登里1號高架特大橋位于南天高速3標項目建設材料運輸通道的主干線上,大橋順利實現雙幅合龍,全面打通了項目路面攤鋪施工材料的運輸通道,解決了機械設備周轉困難問題、大大縮短了標段內材料運輸距離,節約了運輸成本,為全線瀝青攤鋪施工提供了連續作業面,為南天高速保通攻堅提供了堅實保障。
目前,南天高速項目部正鉚足干勁兒,全力以赴沖刺年底通車目標。南天高速建成通車后,將結束天峨縣不通高速的歷史,助力實現廣西“縣縣通高速”,對于高水平共建西部陸海新通道,進一步形成廣西北部地區的連接新通道,構筑區內“南向北聯、東融西合、出省出邊、通江達海”的高速公路網絡具有重大意義。

登里1號高架特大橋數字化科技展廳