4月14日凌晨2时许,随着中铁十一局总工程师普银波的一声令下,西十高铁汉江特大桥劲性骨架焊接开始。5时许,开始浇筑混凝土。9时50分,随着最后一方混凝土的浇筑完成,国内首座梁桁组合结构的高铁斜拉桥——汉江特大桥成功合龙,标志着西十高铁工程取得重大突破。
西十高铁汉江特大桥位于郧阳区柳陂镇和青曲镇交界处,是西十高铁全线控制性工程,全长917.45米。为保护南水北调中线工程核心水源区水质安全,该桥采用主跨420米斜拉桥“一跨过江”方案,塔高186.5米。西十高铁建成通车后,西安至十堰将实现1小时内到达,对促进中部地区崛起、共建“一带一路”和长江经济带高质量发展具有重要意义。
■文/记者 段吉雄 图/记者 刘昆
创新设计破解环保难题
4月14日,记者踏上汉江特大桥,只见两座主塔如擎天巨柱直插云霄,160根斜拉索编织成钢铁网络悬于汉江之上。西十高铁汉江特大桥横跨群山,将天堑变为通途。这座超级工程的背后,隐藏着与环境保护的智慧博弈。
汉江特大桥位于南水北调中线水源保护区,施工环保要求近乎苛刻。为保证水质安全,工程设计人员经过数十次方案调整,最终敲定主跨420米斜拉桥“一跨过江”方案——这是我国首次在高铁斜拉桥上应用梁桁组合结构。
“传统桥梁需要江中桥墩支撑,而我们将钢梁与桁架创新组合,既增强整体刚度又避免破坏江底生态。就像用立体骨架撑起桥梁,不需要中间的支点。”普银波告诉记者,该方案是在汉江南北两岸各矗立186.5米高的 H形桥塔,如同巨人双臂托起这条钢铁巨龙。160根66.69米至234.37米不等的斜拉索如同琴弦般精密排布,每根斜拉索由187根—349根直径为7毫米的镀锌铝镁合金钢丝编织而成。
为确保一江清水不受干扰,施工方在塔柱施工平台处设置沉淀池、蓄水池、渣池等,保证施工用水、废渣集中处理,不排入江水中,定期用渣土车及泥浆车等将废水、废渣运输至指定位置集中处理,保障汉江水质安全。在前期建设塔基时,施工方还专门调配了一辆泥浆运输船随时待命,专门用来运输废水和废渣。
施工平台设置三级沉淀池,废水经4道过滤后循环利用;利用枯水期抢抓进度,最大限度减少对水生态的影响……在施工过程中,建设团队将环保理念融入每个细节。
据统计,全桥使用钢材超2.49万吨,混凝土量可建造37万平方米住宅,却未在江中留下任何永久构筑物。
智能建造构筑数字镜像
汉江之畔,无人机群呼啸升空。这些“空中测绘师”在20分钟内完成全地形扫描,生成的三维模型精度达到厘米级。依循三维模型的精准指引,施工现场各工序紧密衔接,如精密齿轮般协同运转,质量管控因可视化的强力赋能,构筑起坚不可摧的品质防线。
“像给大桥造了个虚拟双胞胎。”普银波点开 BIM模型,钢桁节点、波纹管等构件以不同颜色闪烁。根据现场进度,进行全桥 BIM建模、钢桁节点和波纹管碰撞检查,钢桁节点、索导管和钢筋碰撞检查。6级高边坡开挖及防护施工模拟、边跨现浇梁施工模拟、牵索挂篮施工模拟、钢桁梁拼装施工模拟等工作,同时完成了可视化交底10余项。
同时,通过可视化对大桥桩基、大体积承台、主塔、斜拉索、主梁、钢桁梁施工进行交底,模拟施工工艺,提高技术人员的交底效率。
此外,还利用无人机 GIS(地理信息系统)模型对项目6级高边坡周边地形有更加详细的了解,辅助项目上场便道选线、临建选址等,通过载入含坐标信息的 BIM模型,能够直接在 GIS平台进行精准定位,展示边坡建成后的效果,指导现场精准放样和施工组织。
“砼车什么时候进站,每次拉了多少,合计数据都清清楚楚。”技术员王磊展示手机 App。拌和站里,智能系统实时监测水泥温度湿度;空压机与收尘装置智能联动,杜绝粉尘泄漏;500多根测温元件编织成监测网络,连混凝土内部的水化热变化都尽在掌握。通过螺杆式空压机与粉罐的智能联动,成功避免了多次粉料误打事故。
毫米精度锁定合龙瞬间
4月13日晚上,整个工程迎来最关键战役——主桥合龙。此时江面温差已达15℃,工程师们紧盯屏幕上的温度曲线,等待最佳施工窗口。
“合龙精度理论设计控制在2厘米以内。”技术员王磊解释。桥体两端,液压千斤顶正在微调姿态,雷达测索系统扫描着160根斜拉索的张力波动。
在合龙段浇筑前48小时,技术团队已开始数据监测。梁体内部埋设的110个传感器实时传回温度应力数据。“这就像给桥梁做动态心电图,任何细微波动都逃不过监测。”工程师们在大桥上设置了6组观测点,用全站仪持续追踪0.01毫米级的位移变化。
4月14日凌晨2时许,气温降至15℃并趋于稳定。随着总指挥一声令下,6组焊工开始进行劲性骨架焊接。5时许,58.5立方米的补偿收缩混凝土开始浇筑。智能温控系统同步启动,埋设在混凝土中的传感器实时反馈温度数据。
9时50分,当波光粼粼的汉江上撒满金光时,西十高铁汉江特大桥实现了毫米级精准合龙。
“施工中,严格落实高风险工序验收,建立数字化管控中心及信息化智慧工地平台,将 AI视频监控系统、塔机吊钩可视化系统、临时结构安全监测系统等子系统进行集成,实行智能化、精细化管理。已完成专利申报54项,其中10米大节段牵索挂篮施工技术填补国内空白。”普银波介绍。