南京长江五桥合龙:首个无合龙段的主动合龙 年底具通车条件

澎湃新闻 2020-06-28 11:02 大字

6月28日上午,南京长江五桥正式实现合龙。

南京长江五桥总设计师、中交公路规划设计院有限公司首席专家崔冰在现场接受澎湃新闻记者采访时介绍,南京长江五桥的合龙是世界上首次没有合龙段的主动合龙,采用该种合龙方式可以最大程度减少自然环境对合龙的影响,确保合龙后的结构状态与理论值完美吻合,同时也能有效减少劳动力的投入。

南京长江第五大桥(下简称南京五桥)是世界首座轻型钢混组合结构斜拉桥,在世界上首次创新采用了钢壳-混凝土组合结构索塔。

该桥位于南京长江三桥下游约5公里处,南京长江大桥上游约13公里处。项目北起南京市浦口区五里桥,接江北大道,跨越长江主航道后,经梅子洲,下穿夹江,止于夹江南岸,接江山大街,全长约10.3公里。其中,跨长江大桥长约4.4公里,夹江隧道长约1.8公里,其余路段长约4.1公里。

南京五桥全线采用双向六车道一级公路标准建设,路基和桥梁段设计速度100公里/小时,宽度30.5米。

据崔冰透露,在此次合龙完成后,接下来还将进行包括铺装、防撞栏杆、照明设施、强弱电、排水系统等一整套桥面系施工作业,同时还将进行必要的结构耐久性防护作业,通车前还需进行荷载实验验证,预计今年底将具备通车条件。

首个没有合龙段的合龙

崔冰介绍,此次南京五桥合龙的特别之处在于这是一个没有合龙段的合龙,这也是世界上首次采用没有合龙段的主动合龙方式。

他表示,最早南京二桥是采用合龙段来合龙,当时需要先监测合龙口宽度48小时随温度变化的情况,再按某一个温度变化段选择一个合适的长度对合龙段进行配切,然后再在合适的时间把合龙段吊入合龙口,合龙过程中需要很多工人快速完成合龙段两侧合龙缝的连接作业,在环境温度进入快速变化前建立梁段间的有效连接,相对而言受自然的影响很大,是一种相对被动的合龙方式。

之后随着建桥技术的进步,我们国家的桥梁技术有了突飞猛进的发展。此次南京五桥的合龙则是一个完全主动的合龙作业,即所有的梁段都是在工厂按照理论标准值控制制作,桥位现场主要是恢复在工厂建立的梁段间空间关系并完成连接作业。

崔冰表示,南京五桥此次合龙的关键作业,只需要3-4个小时就能完成,而通常的合龙作业,作业人员的投入以及劳动强度和时长都要成倍增加。

谈及此次合龙的效果,崔冰表示,“目前南京五桥不论是边跨合龙还是中跨合龙,完全都是在我们设计预想的情况下进行,没有出现过任何意想不到的问题,合龙精度在空间任何一个维度上均小于一个毫米,与理论设计值完美吻合。

“我可以交作业了”

合龙对于大桥的建设而言处在一个怎样的建设节点上?

对此,崔冰回答道,对于大跨度斜拉桥而言,随着梁段的吊装架设,悬臂长度越来越大,结构的架设风险会越来越高,抵抗自然灾害的能力会变得越来越弱。他举例称,比如300米的悬臂,每秒5到8米的风速,就可使梁端的横向摆动达到10公分以上,竖向摆动达到15公分以上。但是一旦合龙,桥梁结构抵抗自然灾害的能力会提升至设计赋予其的能力,结构各方面的风险也会随之有效降低,合龙就意味着成功渡过了桥梁架设风险。不论是设计人员、还是施工人员、以及建设管理人员,可以说悬着的一颗心都可以放下来了,这就是合龙的意义所在。

作为桥梁总设计师,崔冰多年来长期在大桥建设工地。站在又一座刚刚完成合龙作业的桥面上,问及感受,他笑言,“实事求是地讲,没有什么不同。对于我来说,一旦合龙,就没有任何结构风险的压力了,等于是我可以交作业了。”

此次合龙是如何实现的

崔冰向澎湃新闻记者介绍了此次南京五桥合龙的具体过程。

首先,完成边塔20号梁段的吊装和20号梁段斜拉索的控制张拉,然后将整个边塔的梁段向岸测顶推23公分,其中有18公分是结构需要,还有5公分是为了吊装中塔的20号梁段,即拉开一个安全空间,让中塔的20号梁段可以顺利吊进来,之后将中塔的20号梁段与19号梁段连接。在中塔20号斜拉索控制张拉完以后,让边塔梁段向江侧回移5公分,将三个塔的跨中20号梁段按设计控制要求精确连接起来,就算合龙完成,最后浇筑桥面板横向湿接缝的粗骨料活性粉末混凝土即可大功告成。

那么,在整个合龙的过程中,需要监测哪些要素呢?

崔冰介绍,一是初步调整,先将边塔的20号梁段安装控制就位,然后将边塔的梁段向岸测顶推,再吊装中塔20号梁段,安装到位以后,张拉斜拉索调整到要求的理论位置,将边塔的梁段释放回位,这个是过程称之为初调整。

二是螺栓群精准定位的调整,其中一个接口就需要600多个螺栓,栓群误差精度在一毫米以内。对应的两段梁在对起来后,不论是高度还是横向还是转角方向,三个维度的精度都必须在一毫米以内,才可以完成整个螺栓群的连接。

在合龙结束后到通车之前,还有哪些后续工作要做?

崔冰表示,后续工作其实还有很多。比如整个桥面系的施工,包括铺装、防撞栏杆、照明设施、强弱电、排水系统等,这项工作不仅工序多,而且比较繁杂。与此同时还需要完成桥梁结构关键构件的防腐、保护作业,再经过荷载实验验证,才能具备通车的条件。“现在大家看到的南京五桥的骨架已经构建完成了,接下来大约还有半年的时间的繁杂作业均是为将来的运营服务搭建良好平台。”

一手面对疫情一手复工复产

问及此次疫情对南京五桥的建设进度所带来的影响,南京五桥主要设计者魏乐永在接受澎湃新闻记者采访时表示,从今年2月2日开始,团队十几个人便已来到现场,在宿舍自我隔离14天后开始复产。“当时恰巧赶上了南京五桥的吊第一片梁,整个施工的配合过程中,技术上的处理都能及时到达。在几个关键工序上,比如边跨合龙、中跨合龙的时候,总设计师崔冰一直在指导现场施工。”

复工后首对组合梁悬臂吊装

魏乐永介绍,为了保障关键工序的顺利实施,中交公路规划设计院一手面对疫情一手复工复产。“公司为了给我们做好防护,基本上每周都邮寄防疫物资,保证了整个物资的供应。在复产的过程中,我们也是严格按照集团下达的管控要求来执行,比如上班时都要戴上口罩,每天进行测温,吃饭时打饭到自己的工位上,用自己的碗筷,从2月2日至今,疫情防控都是非常到位。”

值得一提的是,在这个过程中,中交公路规划设计院不仅仅参与到南京五桥的建设中,还参与了很多江苏省其他过江通道的建设,如今年中标张皋过江通道;锦文路过江通道刚完成桥隧比选、确定采用桥梁方案,接下来也将全力推进;江阴二通道完成了初步设计;江苏正在建设的龙潭长江大桥、常泰长江大桥,承担了设计咨询工作;“在这个过程中我们也是全力以赴,保障了项目顺利推进。”公规院大桥事业部副总经理、 大桥一部经理王梓夫说道。

南京五桥的建设意义

作为桥梁设计建造大师,崔冰认为,要想知道一个桥的结构设计好与不好,或者是否能达到应有的目的,要看通车以后的后期维护工作量。“如果后期的工作量很小且容易实施,说明这座桥设计建造的很成功,结构内外质量都不错;如果后期的维护工作量很大且繁杂,从某种意义上讲,桥梁设计的合理性以及建造质量均有不足。因为一个桥梁建造也就是5年,顶多8年时间,但是它的运营是几十年的时间,如果在这几十年中结构总是带病的,就需要投入大量的资金。”

在崔冰看来,南京五桥作为一座轻型钢混组合结构,梁的结构形式以及所使用的材料、索塔的结构形式,对我国的桥梁的建设,乃至世界上一些桥梁的建设,都有很大的借鉴意义。

此次南京五桥的建设所采用的设计方案,不仅使结构变得轻盈,节省了工程投入,还使结构的耐久性和结构后期的维护费用降低,“我们做了大量的有益的尝试,这些尝试和结构理念,对今后的桥梁建设将会带来影响,也会对我们国家桥梁的建设和发展起到很大的推动作用。”(本文来自澎湃新闻,更多原创资讯请下载“澎湃新闻”APP)

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