“世界第一高塔橋”背后的高科技

  貴州省公路開發(fā)有限責任公司和貴州橋梁建設集團有限責任公司牽頭下，聯(lián)合中交第二公路工程局有限公司和中鐵大橋科學研究院有限公司等有關(guān)單位，根據(jù)大橋施工技術(shù)難點、特點，制定和試用了一系列新技術(shù)、新工藝，確保大橋施工全程處于可控狀態(tài)。

  施工方案專家評審組組長、設計大師孟凡超介紹，主塔、主梁施工整個過程由施工BIM管理系統(tǒng)把控，主塔施工主要采用鋼筋快速安裝工藝和高空高標號大體積混凝土施工工藝兩項新工藝；基于垂直高度環(huán)境條件變化機制砂高性能混凝土質(zhì)量控制技術(shù)和基于光纖的超高主塔監(jiān)控技術(shù)兩項新技術(shù)。

  貴州橋梁集團與交通運輸部公路科學研究院合作，現(xiàn)階段已完成并正在使用“大體積混凝土施工監(jiān)控預警模塊”手機APP和數(shù)據(jù)錄入平臺的開發(fā)工作，基于BIM的管理平臺和其他模塊的開發(fā)工作將持續(xù)進行。

  BIM協(xié)同管理平臺向運營維護管理系統(tǒng)開放數(shù)據(jù)接口，通過共用數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)完整的、準確的“虛擬資產(chǎn)”的移交，將大橋竣工BIM數(shù)據(jù)模型移交至橋梁運營養(yǎng)護管理單位。

  鋼筋快速安裝工藝經(jīng)濟效益顯著

  常規(guī)主塔鋼筋安裝通常采用節(jié)段單根機械連接接長的方式安裝，而根據(jù)平塘特大橋自身特點，施工方以“平面安裝”為突破口，實行主塔鋼筋網(wǎng)狀安裝。

  為有效解決網(wǎng)片連接的錯位問題，采用鋼筋網(wǎng)片框架散件吊裝鋼筋，吊裝時鋼筋之間不做任何連接，保持單根鋼筋能有效活動，以不改變機械連接的方式，使主筋能安裝到位，將鋼筋鎖在兩片胎架中間利用特殊吊具起吊。

  此外，鋼筋網(wǎng)片尺寸定為高6米，寬9米，主要以主筋、水平筋兩種形式循序漸進進行工藝創(chuàng)新，鋼筋接頭均按規(guī)范要求交錯設置。鋼筋網(wǎng)片統(tǒng)一提前加工，在加工前根據(jù)網(wǎng)片尺寸對應制作胎架，在胎架上進行拼裝，胎架利用工字鋼及槽鋼焊接而成，根據(jù)設計圖紙按鋼筋尺寸及間距制作凹槽，高效地保障了鋼筋安裝的精度。為減少鋼筋網(wǎng)在吊裝過程中的變形，施工方在自制胎架時保持了足夠的剛度。鋼筋網(wǎng)吊運至塔頂后，依靠人工配合塔吊以不改變機械連接的方式，使主筋順利安裝到位。同時利用不斷改良自制胎架使鋼筋安裝速度及精度都成倍提高，特別是大直徑鋼筋安裝效率得到極大的提高，既減少了人力又降低了高塔施工的安全風險，縮短主塔施工工期。

  平塘特大橋鋼筋快速安裝工藝，對塔吊的吊裝能力要求較低，整體吊裝質(zhì)量在3小時以內(nèi)。相比傳統(tǒng)的橋面吊機桿件散拼工藝，懸臂吊機整體吊裝的新工藝高空作業(yè)點少，施工人員少，時間短，風險較低，高空施擰高栓數(shù)量縮減為原橋面吊機桿件散拼的一半，同時預拼場在橋面處，部件尺寸小，轉(zhuǎn)運容易，剛主梁接頭設置施工平臺，較容易，經(jīng)濟效益顯著。

  據(jù)悉，施工方將針對主塔塔身斜率變化，繼續(xù)進行鋼筋網(wǎng)片斜向安裝研究。主要以鋼筋重力自然成角的方法，實現(xiàn)鋼筋網(wǎng)片斜向?qū)影惭b，期待鋼筋安裝技術(shù)向更有質(zhì)量、更高效的方向邁進。

  高性能混凝土質(zhì)量控制技術(shù)實現(xiàn)多溫差澆筑

  平塘特大橋施工中，施工方根據(jù)環(huán)境條件和超高泵送要求，配制12種C50混凝土配合比，最大程度滿足混凝土泵送需要。

  主塔澆筑過程中采用布料桿加快主塔澆筑速度和分層均勻度，以提高混凝土澆筑質(zhì)量。

  塔墩頂部實心段混凝土位于116米高空。在保障質(zhì)量安全的情況下，施工方將C50大體積混凝土水泥用量降低至334千克，粉煤灰參量達25%。如遇高溫季節(jié)施工，為降低氣候和摩擦對混凝土泵送造成的入模溫度，施工方在輸送管外側(cè)包裹土工布并灑水降溫，采用在拌合水內(nèi)加入冰塊降溫的方法進行降溫。

  同時開發(fā)“夾心餅干”保溫模板，進行保溫試驗，現(xiàn)場在爬模模板外側(cè)進行保溫模板的模塊化安裝，形成隔熱層，減小混凝土表面對流系數(shù)，減緩混凝土表面熱量散失，保溫效果明顯，在表面和環(huán)境溫度有著較大差異的情況下，將混凝土內(nèi)外溫差控制在27.7攝氏度以內(nèi)，滿足控制指標要求，避免了溫度裂縫產(chǎn)生。

  基于光纖的超高主塔監(jiān)控技術(shù)實時敏銳監(jiān)測

  據(jù)了解，為準確監(jiān)測超高塔的溫度、應力及變形數(shù)據(jù)，施工方采用準分布式光纖光柵感測技術(shù)(FBG)來實現(xiàn)主塔施工過程中實時監(jiān)測。

  貴州橋梁集團負責平塘特大橋技術(shù)管控的負責人介紹:“平塘特大橋主塔下橫梁以上塔柱易產(chǎn)生偏移，下橫梁以下塔柱由于自身截面大，剛度大，偏移現(xiàn)象不明顯，因此將針對下橫梁以上塔柱進行光纖測點布設，監(jiān)控施工過程中的塔柱溫度、應力及變形數(shù)據(jù)?！?