4月18日,全長2961.52米、主跨705米的黃(崗)黃(梅)高鐵重點控制工程巴河特大橋主橋安全順利合龍。
中國鐵建十六局現場負責人李志強說,巴河特大橋有兩大技術創新。
“主橋設計為時速350公里高速鐵路無砟軌道,創新性采用剛構—連續梁三塔部分斜拉橋結構體系,為國內高速鐵路首次,有效解決了橋梁在運營期變形過大問題;首次在大跨度高鐵橋梁建造中采用大節段設計方案,最大節段長度8米,最大梁段重量650噸,采用懸臂造橋機大節段施工工藝,至少節省有效工期4個月。”李志強說。
創新采用剛構—連續梁三塔斜拉橋結構設計
巴河特大橋為何要設計成時速350公里高速鐵路無砟軌道、主跨705米的剛構—連續梁三塔部分斜拉橋結構體系?
“巴河特大橋跨越寬約520米的巴河通航水域,最高通航水位為24.81米,為3級航道。設計主跨705米為剛構—連續梁三塔部分斜拉橋結構體系,便于通航。” 中國鐵建鐵四院(以下簡稱鐵四院)黃黃高鐵巴河特大橋設計負責人文望青說,柔性結構大跨斜拉橋,會隨氣溫變化而變,影響軌道平順度。因為有砟軌道維修技術相對成熟,此前我國設計的時速350公里高鐵,橋梁軌道設計均為有砟。列車高速通過有砟軌道,道砟容易被火車吸起,并擊打列車底盤或產生其他問題,鐵路部門規定,高鐵過有砟軌道,以時速250公里為界限。
“巴河特大橋設計為時速350公里高速鐵路無砟軌道,主跨705米的剛構—連續梁三塔部分斜拉橋結構體系,采用了中國國家鐵路集團有限公司(以下簡稱國鐵集團)‘200米—400米高鐵橋關鍵技術研究’及鐵四院‘高速鐵路混凝土梁拱組合橋梁關鍵技術及應用’等最新科研成果。”文望青說,這個設計有效解決了橋梁在長時間運營時,因溫度等原因造成的變形問題,達到結構體系受力合理、景觀效果好、滿足時速350公里高速行車等條件,在同類橋梁中處于領先水平。
8米大節段懸臂造橋機施工,節省有效工期4個月
獨特的設計,給施工帶來了挑戰。
“巴河特大橋施工技術難點多,質量要求高,通過國內外技術調研,項目技術團隊在巴河特大橋主橋主梁采用懸臂施工方法,最大節段長度8米,最大梁段重量650噸,是目前國內鐵路梁劃分最長、重量最大的一次懸臂灌注施工節段。”李志強說,這種工法節省有效工期4個月,為國內高速鐵路建設中首次應用。
項目自主研發的800噸懸臂造橋機的設計與應用。“造橋機設備采用錨拉板式后錨,抗傾覆系數提高;步履式行走,無須倒換壓軌梁,具有主梁高度小、穩定性好、安裝安全方便等特點。”李志強說。
此外,由于巴河特大橋所處河床覆蓋層較淺,基坑鎖口鋼管樁圍堰支護深度達22米,為國內最深。“承臺埋入巖石超過4米,在不允許爆破的條件下,基坑開挖難度大。”李志強說。
針對巴河特大橋這一施工特點,項目確定了“深水基礎部分斜拉橋長大梁段懸臂澆筑關鍵施工技術研究”研究課題,圍繞淺覆蓋層深水基礎施工技術研究,0號段大體積混凝土水化熱分析、控制與施工技術研究,XGZQ800/8型懸臂灌注造橋機研制及施工技術研究3個方面展開科技攻關。
建造階段BIM技術全方位、全過程、全覆蓋
黃黃鐵路項目BIM技術應用不久前在中國建筑信息模型科技創新聯盟第五屆“科創杯”中奪得銀獎;在工信部“優路杯”BIM大賽中摘得銅獎。
“在建造巴河特大橋的過程中,我們充分利用BIM技術可視化、參數化、模擬性、優化性等特點,將BIM應用貫穿于場地布置、施工組織設計、施工方案編制、施工工藝交底等技術管理所有環節,實現建造階段BIM技術全方位、全過程、全覆蓋。”李志強說。
基于BIM模型與系統集成,項目通過BIM+GIS、物聯網、互聯網、大數據等技術處理,建立輕量化BIM應用系統,參數化模擬臨建到施工,實現全程可追溯;路基填筑連續壓實信息系統,精準壓實,提高效率;CFG信息化樁基系統,規避偏差,優化施工;試驗室及拌合站信息化管理系統,動態算量,規避物料缺盈;智慧工地綜合管理平臺系統,實時采集施工現場人員、車輛、水位、環境等數據,并通過短信等方式,通知警告信息;建設高科技展廳,融合警示、教學、展示等實際需要,打造高品質信息化教育體驗館。
黃黃高鐵是國家《中長期鐵路網規劃》中“八縱八橫”高速鐵路主通道之一“京港通道”重要組成部分,建成通車后將對完善長江經濟帶鐵路網布局、推動大別山革命老區振興發展、輻射帶動武漢城市圈協同發展具有重要意義。屆時,武漢到黃岡僅需15分鐘。(矯 陽)