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600米!跨出拱桥新纪元——“世界第一拱”广西天峨龙滩特大桥建成通车

作者:庞秋虎 黄卫连 朱灵     编辑:贾琦艳     来源:学习强国   发表于: 2024-02-02 21:45  点击:

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2月1日,由广西交通投资集团投资建设的南丹至天峨下老高速公路天峨龙滩特大桥建成通车。

该桥是世界最大跨度劲性骨架混凝土拱桥,开启了世界600米级拱桥新纪元,成为新的“世界第一拱”。


碧波虹影,桥架两端。


天峨龙滩特大桥的建成,实现了“六大突破”:一是主跨跨度更大,天峨龙滩特大桥是世界首座跨径突破600米的拱桥;二是天峨龙滩特大桥为上承式劲性骨架混凝土拱桥,施工流程增加了外包混凝土浇筑等环节,技术含量更高;三是考虑到航运及环保方面要求,大桥选择劲性骨架混凝土拱桥方案,较斜拉桥方案可节省工程投资1.2亿元;四是作为无吊杆的上承式劲性骨架混凝土拱桥,大桥后期维养更便捷;五是大桥无需涂装且焊接要求相对较低,更加环保;六是天峨龙滩特大桥从立项、监管、科研、规划、投资到设计、施工、监控、监理、运维的全过程,均由广西本地团队主持或主导完成,“产学研”合作更本地化。

攻坚克难 创造世界拱桥新跨度

劲性骨架混凝土拱桥,自1898年被发明以来,跨径以平均每年1.5米的速度发展。天峨龙滩特大桥跨径达到600米,把同类拱桥跨径的世界纪录(2016年建成的沪昆高铁北盘江特大桥)从445米一举突破到600米,一次性提升了155米,远超此前同类型拱桥跨径平均每年1.5米速度发展的速率,堪称“百年跨越”。

房子看高,桥梁看跨。桥梁的主跨长度,是衡量桥梁技术水平和建设能力的重要标志。跨度越大,意味着相应的建设难度也越大。

600米超大跨径拱桥工程已远超现有规范条文的适用范围,世界上也无工程实例可供参考借鉴。如何确保600米跨径的拱桥拱桁高精度合龙?如何防止外包混凝土开裂、保证桥体混凝土外观质量?一系列问题给项目施工带来巨大挑战。

在中国工程院院士郑皆连及其团队的带领和支持下,项目指挥部坚持“快、好、省”建设理念,组建“交投先锋+攻坚突破”党员先锋队和青年突击队,以党建引领护航品质工程建设,凝聚建设合力,释放科研潜力,持续攻坚突破,创新创优,稳步推进主体工程施工。

天峨龙滩特大桥共有48个节段、20个X撑、13个箱型横联,钢结构总重8202吨,其中最长的节段长30.5米、宽6.1米、高11.7米,最重节段达185吨,拱肋节段采用“缆索吊装+斜拉扣挂”施工工艺进行安装,精度要求高,施工难度极大,无异于在190米高空“穿针引线”。

项目指挥部在郑皆连院士带领的专家团队指导下,组织各参建单位充分发挥拱桥施工建造核心技术优势,采用“过程最优,结果可控”的一次张拉扣索索力优化计算方法,提高线形吊装精度和各扣索索力的均匀性;研发“桩基承台+超长锚索”的扣地锚组合体系,攻克大型堆积体中120米长锚索的施工难题;同时,引进自平衡智能快张设备,确保扣索和尾索同步张拉,保证墩柱及扣塔偏位在可控范围。最终历时99天,大桥主桥拱桁实现高精度合龙,合龙口误差控制在2毫米内,拱轴线偏差小于10毫米,高程偏差小于30毫米,达到世界领先水平。

外包混凝土浇筑,是劲性骨架混凝土拱桥施工过程中风险最高、难度最大的环节。

天峨龙滩特大桥共需浇筑C60混凝土近2.8万立方米,重达7万多吨,是劲性骨架的8.5倍,且拱上场地促狭、风险源分布广、峡谷风纵横、浇筑作业面最大倾角43度、截面径向高8至12米,各种客观难题给现场施工组织带来了巨大考验。


外包混凝土施工。

项目创新应用“三环六段八工作面”施工工艺(外包混凝土分底板环、腹板环、顶板环3个环节依次浇筑,每个环节分6段进行浇筑,设8个工作面同时组织施工),解决了拱肋不平衡加载引起的线形变化偏差大以及混凝土拉应力超标等问题,降低了开裂风险;研制出外包混凝土模架装备,以高空作业地面化为原则,再结合实际设计悬吊式组合式脚手架,解决高空作业施工作业平台问题。同时,项目科研团队通过劲性骨架外包节段足尺模型和1∶10缩尺模型对混凝土品质展开攻关研究,研发出流动性高、密实性好、便于施工的高品质混凝土,拆模后及时通过“两布一膜”施工工艺对混凝土进行养护,实现了混凝土外在品位和内在质量的有机统一。


试验段底板浇筑施工。


除了高精度合龙和外包混凝土施工,天峨龙滩特大桥还相继攻克了深基坑、高桥墩、拱座大体积混凝土和拱肋加工制造、拱上立柱、T梁吊装等施工重难点问题。

如今,飞虹越江,天峨龙滩特大桥通车。作为首座突破600米跨径的拱桥,成为世界桥梁建筑史上新的里程碑工程,进一步擦亮中国桥梁的“新名片”。

齐心协力 打响广西拱桥品牌

习近平总书记在广西视察期间强调,把科技创新摆到更加突出的位置,深化教育科技人才综合改革,加强科教创新和产业创新融合,加强关键核心技术攻关,加大技术改造和产品升级力度。

世界拱桥看中国,中国拱桥看广西。

天峨龙滩特大桥的建设正是广西交通运输行业深入贯彻落实习近平总书记视察广西重要讲话精神的生动实践。

在天峨龙滩特大桥的建设过程中,广西壮族自治区交通运输厅聚焦主责主业,立足广西拱桥建设全产业链优势,促进资源高效配置,为项目的立项、审批、决策带好路、把好关。广西交通投资集团作为广西交通建设主力军投资建设天峨龙滩特大桥,并结合平南三桥建设情况选取广西当地建管经验丰富、实力雄厚的设计、施工、监控、监理、运维单位组成建设团队,科学统筹各参建单位围绕项目建设难点发挥各自优势开展技术攻关,为项目建设顺利进行提供施工组织、建设管理等各方面保障。同时,广西交通投资集团高度重视科技创新工作,坚持技术先行,组建了由郑皆连院士领衔、15名国内外专家组成的专家委员会,为项目建设出谋划策,全方位指导关键技术创新工作,并强化校企合作,委托KB体育统筹相关高校开展科研攻关,以科研引领设计、指导施工,实现“产、学、研、用”一体化发展。


首节拱肋吊装。


自治区交通运输厅和广西交通投资集团强化责任担当,积极完善工程建设管理方面的有效机制和流程,及时组织专家会议,共同商讨、联合解决。各参建单位凝心聚力,充分发挥各自专业知识、技术经验,对设计、材料、施工、运维等方面进行深入研究,形成了一系列高水平科研成果,创新性地提出了一些新方法、新技术、新材料、新工艺、新设备,为大桥建设保驾护航,广西拱桥建设全产业链优势充分彰显,进一步打响了广西拱桥品牌。

科技创新 破解“卡脖子”难题

广西交通投资集团坚持把科技创新摆在核心位置,不断加大资源投入,积极应用大数据、物联网、AI等新技术,着力将天峨龙滩特大桥打造为平安百年品质工程。

在郑皆连院士带领下,项目团队围绕降低工程风险、拱肋截面承载力计算、混凝土防裂、快速施工技术等方面进行创新技术研究,研发了针对600米跨级别拱桥外包混凝土的“三环六段八工作面”均匀加载方案、600米级超大跨劲性骨架混凝土拱桥成拱施工关键技术、桅杆吊对拱肋节段进行空中翻身及吊运的技术等10余项超大跨径劲性骨架混凝土拱桥系列核心关键技术。其中,“600米级劲性骨架混凝土拱桥关键施工技术研究”被纳入交通运输部交通运输行业重点科技项目。目前,项目已获专利受理5项,其中授权专利3项、企业级工法1项,作为依托项目获得2023年度中国公路学会科学技术奖特等奖。一系列创新成果为破解项目建设“卡脖子”难题、确保工程品质提供了技术保障。


巨型拱肋飞架云端。


此外,项目积极打造监控指挥中心和混凝土集控中心,建立信息智能采集、管理高效协同、数据科学分析、过程智慧预测的立体化信息网络。项目基于BIM技术,整合PM、云计算、数字化加工、AR三维交底、无人机+GIS、3D打印等信息技术,成功开发应用公路桥梁信息化管理系统,并应用到施工各个环节,借助模型的三维仿真动态演示功能,形成事先模拟、过程指导、成品检测的流程化管理模式,构建智慧工地新模式。通过应用智慧监理系统,进一步提高了项目安全质量监督管理的智能化水平。

在安全管理方面,项目应用鹰眼监控指挥系统、塔吊监控、深基坑检测、混凝土智能温控等系统,引进H3S全息三维实景大数据安全监控预警平台,同时打造智能安全云广播系统、三维立体空间人员定位监控预警系统,并采取AI功能一体化智慧安全帽等一系列智能设施,通过信息化手段多方联合管控,确保对施工现场进行全方位监管。项目开工至今未出现伤亡事故,连续3年获评广西公路铁路水运工程平安工地建设典型示范项目。

2023年3月,在第二届世界大跨拱桥建造技术大会上,天峨龙滩特大桥的各项创新工艺、建造技术和科研成果获得来自国内外多名院士及专家的一致认可。通过平南三桥、天峨龙滩特大桥连续两座“世界第一拱”的建设,奠定了广西在大跨拱桥建设领域的领先地位,高水平推动中国拱桥乃至世界拱桥的发展。

情系民生 助力乡村振兴

一桥架南北,天堑变通途。

天峨龙滩特大桥不仅代表着世界拱桥建造技术的突破和发展,也承载着助力当地乡村振兴和高质量发展的使命和重任。

路为民所修,情为民所系。项目指挥部坚持秉持“修一条路,造一方福”的信念,精心铺筑“民心路”“幸福路”,以实际行动诠释国企责任与担当。

青山巍巍,河水粼粼,自然风光是当地最美风景线,但这也成了当地群众便捷出行、致富增收的阻碍。天峨龙滩特大桥施工区域经过8个村(屯),项目进场初期,标尾段甚至没有通信信号。项目结合施工运输需求与服务地方经济发展、山区群众生产生活需要,将施工辅道与规划的乡村道路建设与地方“四好农村路”建设相结合,将施工辅道变为“惠民路”。

随着天峨龙滩特大桥的通车,南天高速公路实现全线贯通,坡结乡至向阳镇行车时间由原来的2小时缩短至20分钟左右。

龙滩水库库区一带有天峨珍珠李基地,也有高山白桃、枇杷和板栗等特产,这些农产品可通过向阳镇高速入口上高速公路,依托通畅的高速路网,运往南宁和贵州,车程将缩短一大半,极大便利当地农产品对外销售。

作为一座新的地标,天峨龙滩特大桥与中国十大水库之一的龙滩水库、广西最大的水电站龙滩水电站等交相辉应,与美丽的喀斯特山水风光结合,也将为龙滩库区旅游发展注入新活力,助力发展民宿露营、水利研学、户外探索等新兴旅游业态,打造旅游产业发展的新名片,推动乡村振兴。

项目名片


天峨龙滩特大桥。

天峨龙滩特大桥是南丹至天峨下老高速公路的控制性工程,位于广西河池市天峨县龙滩大坝上游6公里处,横跨红水河,全长2488.55米,主桥为计算跨径600米的上承式劲性骨架混凝土拱桥,由中国工程院院士郑皆连及其团队、KB体育提供技术支持,是广西重大专项科研攻关项目。该桥型造价低、跨越能力强、适航能力强、可推广性高、后期维护便捷,其建设推动了大跨度拱桥设计、施工工艺的跨越式发展,成为拱桥建造史上的又一里程碑,对于“一带一路”以及西部陆海新通道沿线桥梁工程建设具有示范引领作用。

编辑:贾琦艳

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