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合龙现场
钢拱节段吊装 平台进行设计-施工-运维全过程智慧管理,实现设计数据动态更新。通过BIM可视化模型、质量可追溯流程、安全实时预警实现桥梁施工科学化管理。经过项目参建各方的共同努力,大桥建设快速推进。
多措并举攻克难关
志若不移山可改,何愁青史不书功。2021年,东一线大桥建设进入关键之年。随着下部结构的施工完成,大桥上部结构焊接及吊装等系列技术难题接踵而来。
“新”的设计理念,带来的是难度的升级。由于结构体系的创新性,桥梁在运营期及后续运行过程的可靠性需进行验证,在施工图设计、相贯节点的加工制造以及拱肋横撑安装存在诸多难点。
“难”不是问题,攻克“难”才是目的。项目团队组建大桥施工技术领导小组,连同设计、监理单位主要技术负责人,与制造商一起重点攻克施工技术难题。
“东一线大桥整体形似弯弓,网壳结构犹如一张向上拱起的渔网,其网壳结构与弯梁、弯拱结合,三者均为空间曲线结构,协同受力,在国际上为首次采用,网壳结构承受压、弯、剪、扭共同作用,受力极其复杂。光是要制造出合格的受力构件,就已经是非常不容易的事。”这对于构件制造来说,只能投石问路,不断去试验、去试错、去修正。
桥梁的相贯节点施工类似编织渔网结节,横纵走向不规则,且由于相贯节点设计复杂,应力水平高,刚度不均,应力集中明显,极易发生疲劳破坏。应对受力难题,他们通过“云计算”、“大数据”手段,利用各类应力应变监测仪器,对桥梁各个重要部位进行即时健康体检和数据反馈,随时掌握桥梁健康状况。
“钢结构桥梁疲劳问题作为世界桥梁公认的五大难点之一,至今尚未完善解决。本桥异形网壳结构相贯节点疲劳问题极为突出,是一次极为大胆的尝试。”为有效地解决这一难题,项目部会同国内顶尖团队开展科技攻关,采用热点应力法指导实桥相贯节点疲劳设计,并通过4组疲劳试验进行验证。
试验过程中通过对试件应力情况及构件状态进行实时观测,不断对偏心加载端传力构造进行优化,最终成功实现试件200万次疲劳加载且相贯焊缝未出现破坏。
2021年12月30日,科研团队组织进行试验中期成果专家评审会,试验成果得到了专家的一致肯定,填补了该领域的国际空白,为方案最终落地及施工图设计出图提供了条件,为拱肋横撑的加工制造奠定了基础。
精准可控“零节段”返修
早起山前路更长,一山更比一山高。由于大桥造型独特、受力复杂,对拱肋及横撑的加工制造、现场安装均带来了前所未有的挑战。
为保证构件的加工精度,项目部通过工艺改进、设备改进和数字预拼装等技术,同时分别委派质量专员驻场,全过程跟踪落实各工序三检制,实现总体质量可控。
虽然受力构件经过了疲劳试验,但是节点相贯焊缝的质量是本桥拱肋及横撑抗疲劳能力的主要决定因素之一,因此焊接技艺控制不容小视。每一条相贯线焊缝上存在较多疲劳影响突出区域,在连续施焊的同时还需保证不同焊位转换点避开影响区域,焊后还需对所有相贯焊缝认真细致地进行超声波锤击及电加热保温,以最大限度消除残余应力,保证焊缝质量和桥梁的结构安全。
桥梁扭曲的异形网壳结构造成桥梁安装时嵌补段多、合龙段受累计安装误差影响极大,对加工精度要求尤为苛刻,同时因横撑没有固定曲率、弯管难度大、圆管上测量控制点难以固定等诸多因素,对加工精度的影响甚至会产生叠加效应。项目团队再三确认最终决定,在加工制造阶段,除了常规的节段尺寸检测,还采用了实体预拼装与“三维扫描+数字预拼装”结合的形式,确保各节段安装精度可控。
“我们在现场通过与监理、施工监控等单位密切配合,逐段安装、逐段测量校核,并实时进行后续节段空间位置计算、微调,实现了现场零节段返修,保障质量的同时还大大缩短了工期。”随着大桥的成功合龙,大家松了一口气。


