银洲湖特大桥位于江门市新会区三江镇境内,主桥为跨径布置56.8米+131.2米+530米+131.2米+56.8米的双塔双索面半漂浮体系混合梁斜拉桥,主塔高203.6米,宽38米,桥面距离水面约50米。大桥跨越宽阔的崖门水道,通航净空48米,航道繁忙,台风多发。桥位处水深25米,河床顶面为30米流塑性淤泥,独特的气候、地质、水文条件给项目的建设带来了极大的挑战。
大桥中跨主梁设计为钢砼叠合梁,边跨主梁设计为预应力混凝土梁。在国内,混合梁斜拉桥边跨混凝土主梁施工一般采用支架现浇施工,但并不适用于银洲湖大桥的主梁施工。传统现浇支架在水面以上钢管桩长度需47米,水面以下需要近55米,整根钢管桩长近102米,两个边跨现浇支架钢材投入量高达1.2万吨,投入巨大。如此庞大的现浇支架在水中的搭设、拆除大大增加了高空作业风险,浮吊、材料运输等船舶系缆抛锚也会给支架稳定性造成一定的安全风险。
“边跨现浇施工无法避开台风期,超高、庞大的现浇支架很难经受台风的考验。”魏超感慨道。面对施工难题,项目联合公司长大桥梁施工技术创新工作室,借鉴多座大跨径斜拉桥施工经验,创新提出了中跨主梁采用桥面吊机安装、边跨主梁采用牵索挂篮悬臂浇筑的“斜拉桥主梁中、边跨同步非对称双悬臂施工技术”。
技术理念的确定为项目技术团队吃了一颗“定心丸”,但该技术理念在施工中的落地应用又是横亘在面前的一道难关。“由于中、边跨主梁节段自重不对称,中跨桥面吊机与边跨牵索挂篮的施工荷载也不对称,悬臂施工中会反复出现不平衡荷载,这对主体结构、临时设施、临时锚固等带来了很多不安全因素。”魏超解释道。
在理想成为现实的路上,中交路建项目技术团队充分考虑不平衡荷载、台风风力、淤泥地质等因素,细化悬臂吊装施工流程,减少双悬臂施工过程中边中跨不同步受力;加强索塔局部位置配筋,提高主塔在不对称双悬臂施工中的受力安全;强化施工期塔梁固结及安全控制,确保施工中主体结构安全。与此同时,优化边跨混凝土梁构造及其预应力布置,满足主梁施工阶段边中跨平衡和主梁自身的受力需要;设置可以承受拉压作用的施工临时墩,减小主梁不对称双悬臂施工过程中的索塔偏位和中跨主梁下挠,有效提高了大桥双悬臂施工过程中的抗风能力,确保台风期主梁施工安全。
实施过程中,中交路建技术团队针对每一轮次的不平衡对称施工制定了精细的施工步骤、严格的控制标准、细致的技术交底流程,一节段一交底,确保每一个施工工况的荷载数量及位置与计算一致。主梁施工全过程中主梁标高、主梁应力、塔偏位、拉索应力等参数与监控实测值的偏差均满足设计和规范要求,实现了大桥的高精度合龙。
边跨主梁牵索挂篮代替了庞大的水中现浇高支架,累计节省钢材约1.1万吨,同时规避了台风、航运对高支架稳定性影响,降低了高空作业时间,确保主梁施工安全高效。