“橋”見新跨越④：紅翼雙飛，摘下部分斜拉橋全球桂冠

2024年12月22日 09:15 來源：廣西云-廣西日報作者：庾琳李晟張銀蕓編輯：劉曉彤

廣西云-廣西日報記者庾琳李晟通訊員張銀蕓

延伸、舒展，延伸、舒展……隨著橋梁一段段澆筑延長，斜拉索一根根掛設(shè)固定，大橋的索面，如兩雙巨大的紅色翅膀，緩緩張開，在超過300米寬的柳江上空成功“拉手”。

這是培森柳江特大橋主箱梁施工時的延時攝影畫面。這一“拉手”，拉出主跨徑280米，超越梧州市扶典口西江特大橋的最大跨徑270米，改寫了同類型橋梁中廣西原有“亞洲第一”的紀錄，拿下了全球最大跨徑公路預(yù)應(yīng)力混凝土部分斜拉橋的桂冠。

冬日清晨，登山遠眺，柳江河上輕煙裊裊，大橋宛如巨龍臥波，橋身高塔紅翼雙飛。

全長2580米、主橋長570米的培森柳江特大橋，位于來賓市象州縣，是連接西部陸海新通道的重要橫向干道、賀巴高速（象州至來賓段）控制性工程，將柳州市柳江區(qū)和來賓市金秀瑤族自治縣、象州縣、興賓區(qū)緊密相連，構(gòu)建起桂中地區(qū)東西走向交通大動脈，拉近了粵桂乃至東南沿海地區(qū)的距離，每月約5萬車次穿梭其上，為20萬多人次往來提供便利。

培森柳江特大橋。廣西路建集團供圖

“凍豆腐上插筷子”

向巖溶地塊扎下27層樓高的樁基，把“凍豆腐”變成實心“秤砣”

12月2日上午，記者乘坐廣西路建集團象來一分部項目黨支部副書記黃中超的工作車，穿過一條尚未通車的道路，拐入小徑，舉目仰望，一排巍峨挺立的白色橋墩映入眼簾。

大橋下，河岸邊，江如青羅帶，寬廣而幽深，兩個巨大的主墩靜靜矗立在柳江兩側(cè)，穩(wěn)如泰山。

“這平靜的河底下，深深地扎根著24根支撐主墩的樁基，想象不到吧？”黃中超笑言，每根樁基直徑達2.5米，大部分長48—50米，最長的一根達82米，相當于27層樓高。

“這是施工中最具挑戰(zhàn)的問題。”說起鉆孔建樁基的經(jīng)歷，象來一分部項目副經(jīng)理廖翼強歷歷在目，“就好像在凍豆腐上插筷子。我們前期采用傳統(tǒng)的沖擊鉆、旋挖鉆，根本沒辦法成孔，更無法澆筑樁基。”

原來，大橋所處位置，覆蓋層層疊疊的卵石、漂石，且?guī)r溶地貌極為發(fā)達。在鉆孔施工過程中，時常出現(xiàn)塌孔、偏孔的情況，甚至有時鉆頭卡在塌陷的溶洞內(nèi)出不來。

“我從事公路橋梁施工技術(shù)研究10多年，第一次遇到這么復(fù)雜的地質(zhì)情況，這在國內(nèi)橋梁施工史上也是非常罕見的。”廖翼強告訴記者，特別是在建象州岸主墩的24根樁基時，地下大小溶洞竟多達105個，平均每根樁需穿過4.4個溶洞，且溶洞之間又相互重疊、串通，單個溶洞最深的達25米，相當于8層樓高。

樁基，就是橋梁的根基。根基穩(wěn)，才能立得住。如何才能保證“凍豆腐上筷子”的承載力和穩(wěn)定性？

必須想辦法把“凍豆腐”變成實心“秤砣”。

技術(shù)團隊夜以繼日，鉆研攻關(guān)。一項樁基地質(zhì)精確判斷術(shù)由此誕生——BIM+地震波CT+智能化多功能地質(zhì)鉆機。

該技術(shù)利用“地震波CT探測+多功能地質(zhì)鉆探”手段，對樁基周圍地質(zhì)環(huán)境作“全身”探測、“拍片”檢查，獲取數(shù)據(jù)材料，并采用BIM技術(shù)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為直觀的數(shù)字三維地質(zhì)模型，精確預(yù)報地層分布情況、巖溶發(fā)育狀態(tài)、巖層產(chǎn)狀等關(guān)鍵工程信息。

同時，廣西路建集團引進區(qū)內(nèi)首套260型全套管全回轉(zhuǎn)鉆機。在巖層鉆孔施工過程中，旋挖鉆每下鉆一米，一個巨大的鋼護筒就跟進一米，當澆筑樁基混凝土時又緩慢推出，既防止了溶洞坍塌，又解決了混凝土外溢的問題。

2020年11月10日20時，幾盞大型探照燈將施工區(qū)域照得如同白晝，混凝土泵車平穩(wěn)運行，渾厚的混凝土緩緩流入樁孔，發(fā)出“嘩嘩”的聲音……經(jīng)過5個多小時的努力，大橋主墩的最后一根樁基澆筑完成。

經(jīng)專業(yè)機構(gòu)檢測，大橋主墩全部樁基均為一類樁。

大“飯盒”內(nèi)建橋墩

發(fā)明裝配式外圍穩(wěn)固的堰模一體結(jié)構(gòu)，讓施工實現(xiàn)高精度零干擾

樁基施工難題剛解決，主墩承臺施工的難題又接踵而至。

柳江奔流不息，常年水深在數(shù)米甚至10余米，洪峰時，最大的水深甚至達七八十米。每年4—9月是柳江流域的汛期，橋址水位漲幅可達20米。

其實，在汛期前，施工隊就與洪水展開了“游擊戰(zhàn)”。

“水電站要泄洪了，馬上撤離，確保設(shè)備材料安全轉(zhuǎn)移！”在建造樁基和承臺圍堰時，象來一分部項目副經(jīng)理楊世芝經(jīng)常在凌晨三四時接到緊急通知。

柳江上游紅花水電站常因局部降雨需要泄洪。在水位上漲前，他們必須迅速轉(zhuǎn)移設(shè)備材料，待水位下降后再重新組織施工。好幾次，剛把設(shè)備材料搬回現(xiàn)場，水位立即又上漲。“如此反復(fù)，一年下來，轉(zhuǎn)移了不下20次，耽誤了很多工期。”楊世芝感慨道。

汛期一至，主墩施工更是難上加難。

“必須在低水位周期內(nèi)，完成主墩承臺施工，并給墩身施工預(yù)留時間。”象來一分部項目總工程師黃成暗下決心。

黃成帶領(lǐng)技術(shù)團隊，迎難而上，全面開啟“白加黑”“5+2”的工作模式，他們鉆研強透水松散覆蓋層河床的大體積承臺施工技術(shù)，發(fā)明了裝配式外圍穩(wěn)固的高精度零干擾堰模一體結(jié)構(gòu)。

“我們搭建的圍堰，就好比一個巨大的飯盒。我們在‘飯盒’周圍插打鋼管（或型鋼）樁，形成穩(wěn)固的‘飯盒’壁板支撐框架，再逐塊拼裝模板，而后澆筑混凝土進行堰模封底，待封底凝固后，還要將圍堰內(nèi)的水全部抽出。”楊世芝詳細地介紹。

傳統(tǒng)主墩承臺的施工方法，是在“飯盒”內(nèi)部插打鋼管樁，澆筑模板，不僅耗時費力成本高，且占用承臺內(nèi)部施工空間，施工進度緩慢。而新型圍堰將水全部抽出后，內(nèi)部便是空箱，施工完全不受干擾，承臺構(gòu)件與圍堰構(gòu)件也不會產(chǎn)生沖突，且模板可重復(fù)使用，拆裝工序簡單、方便快捷。

“堰模一體化設(shè)計創(chuàng)新將圍堰壁板兼做承臺模板使用，在確保承臺構(gòu)造完全符合設(shè)計要求的前提下，極大地簡化了施工環(huán)節(jié)、縮短了工時、降低了費用。”黃成說。

2021年1月7日，經(jīng)過22個小時的緊張施工，最后一車混凝土被泵入堰模中，象州岸主墩承臺澆筑完成。利用裝配式外圍穩(wěn)固的高精度零干擾堰模一體結(jié)構(gòu)技術(shù)，僅用30余天，便完成了大橋主墩承臺施工，為大橋建成縮短工期近1個月。

在高空中精準掛索

拉起184根“豎琴線”彈奏樂章，助力大橋飛跨280米

通過無人機的視角，俯瞰大橋，184根紅色的斜拉索整齊排列，宛如天際間兩把巍峨的豎琴，矗立于橋心，正悠然地彈奏著天塹變通途的雄壯樂章。

“斜拉索為何掛設(shè)在橋中，而不是兩側(cè)？”記者有些疑惑。

“這是雙塔單索面部分斜拉橋的特點，也是最大跨徑公路預(yù)應(yīng)力混凝土部分斜拉橋的獨特魅力。”黃成表示，這是綜合考慮了跨越能力、經(jīng)濟性，以及不影響江面通航等多種因素選定的方案。

預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的奧秘，是在混凝土中穿入鋼絞線，將其拉伸并錨固，使之如同彈簧一般，自帶收縮“內(nèi)力”，這樣梁體便能承受更大的荷載；“部分斜拉”指的是以主梁受彎和受壓為主，斜拉索受拉為輔來承受豎向荷載。

一根根斜拉索的“提力”，極大地提升了橋梁的跨度潛力，助力大橋飛跨280米。

斜拉索作為連接主梁和主塔的紐帶，是斜拉橋的“生命線”。培森柳江特大橋的首根斜拉索長106.1米、重6.4噸；最長的一根長284.7米，重17.2噸。

如此重的斜拉索，如何在高空中精準掛索，并確保拉力均衡？

“我們在掛籃懸臂澆筑橋梁的同時，在索塔上‘穿針引線’。”楊世芝告訴記者，他們在兩個主墩位置，分別建了一個50米高的索塔，每澆筑一節(jié)梁體，便跟進在索塔設(shè)計位置處與梁體間架設(shè)導(dǎo)索管套。安裝時，施工人員上下呼應(yīng)，將管套兩端牢牢固定，繼而牽引一束束鋼絞線穿入管套，然后再對斜拉索進行張拉與微調(diào)。

“每一根斜拉索的位置、長度與張力，都是經(jīng)過計算機反復(fù)模擬與優(yōu)化，并采用三維坐標法在兩岸協(xié)同測量，使得各條索導(dǎo)管和分絲管索鞍的位置精確至毫米級，最終實現(xiàn)全橋184個索導(dǎo)管與斜拉索完全對中，居中定位誤差均控制在2毫米以內(nèi)。”楊世芝話語中透露著自豪。

創(chuàng)新掛籃澆筑方法

實現(xiàn)280米橋梁一片式無裂縫，刷新同類橋梁建造速度新紀錄

“你看這連續(xù)剛構(gòu)主箱梁，它與旁邊一片片相連的簡支梁是不一樣的。”大橋下，黃中超所指之處，一片巨大的主箱梁凌空飛架。采用掛籃懸臂澆筑技術(shù)，使得整個280米的橋梁就是一片梁，渾然一體。

懸臂澆筑法的特點是，利用掛籃在空中作業(yè)，相當于在橋墩兩側(cè)，分別建一座可移動的小型“工廠”，供工人在其中進行澆筑等操作，每完成一節(jié)，“工廠”就向前移動一節(jié)，每節(jié)長度2—8米。

培森柳江特大橋主跨共有36個節(jié)段，在兩個主墩兩側(cè)以T字形同步施工，逐節(jié)澆筑、延伸，直至中間合龍。其中最大澆筑段體積達277立方米、重達720噸。

“這樣的施工方法看似完美，但建造速度卻比傳統(tǒng)的箱梁橋慢挺多。大家還得再研究研究。”2021年3月的一個深夜，黃成召集團隊進行研討。

“特別是在有斜拉索的箱梁節(jié)段，空間狹窄，各工序交叉繁雜，掛籃笨重，施工人員活動不便，拆裝費時費力，每節(jié)段需要15—30天才能完成。如按這個進度，將嚴重拖延工期。”大家討論開來。

怎么辦？再向科技要效率！

基于BIM的主箱梁快速建造術(shù)，技術(shù)團隊展開深入研究、多次試驗，終于創(chuàng)新掛籃內(nèi)箱模架系統(tǒng)，以材質(zhì)輕、可修補、高周轉(zhuǎn)的鋁模板代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼模作內(nèi)模，并以吊架代替?zhèn)鹘y(tǒng)滿堂支架作內(nèi)模支撐，而后箱模架則采用小型化設(shè)計的裝配式結(jié)構(gòu)，工人即使在狹窄的內(nèi)箱里拆裝、搬運，也可徒手搞定。

該技術(shù)的創(chuàng)新，使工人勞動強度驟降，施工效率倍增，平均每節(jié)梁段僅用時12—14天，工期縮短近5個月，刷新同類橋梁建造速度新紀錄。

速度之外，質(zhì)量更需堅守。

“為避免箱梁出現(xiàn)裂縫，我們將科研搬到施工現(xiàn)場，按大橋箱梁尺寸，在橋邊澆筑了一個1∶2的實體箱梁模型，這也是世界上最大的箱梁模型，目的是進行溫度場試驗研究，尋找預(yù)防溫度裂縫的對策。”參與此項科研項目的山東大學(xué)教授張峰說。

2023年6月30日，大橋建成通車，280米一片式梁體，主梁鋼筋間距及保護層合格率超過95%，綜合節(jié)約工期約9個月，節(jié)約直接經(jīng)濟成本3299萬元。

培森柳江特大橋建設(shè)歷經(jīng)3年2個月，也促成了一批高科技、高價值的成果出爐。“團隊共開展關(guān)鍵技術(shù)研究10項，形成學(xué)術(shù)論文10篇，授權(quán)專利29項……”黃成滿懷自豪。

如今，培森柳江特大橋橫跨兩岸，賀巴高速全線貫通。橋下舟船穿行，橋上車輛飛馳，兩對紅翼展翅欲飛，似張開的雙臂，擁抱未來。