★★★“这是世界首座嵌入式设置沉井基础★★,此前从未有过先例★★★。★”中铁四局项目部总工程师李勇海介绍★★★,整个钢沉井重达1万吨★★,是个外径达58米、内径36米★★★、高37米的★“大家伙”★★。目前,沉井已顺利精准沉放到位,正在紧张有序推进沉井封底混凝土浇筑施工★★。
★★“云端★★★‘彩排’★★,不占用场地资源、省时省力★,帮助我们及时了解拼装过程可能出现的问题★★,及时对误差、位置关系、碰撞等进行调整,保证实际施工高效进行。”中铁大桥局桥科院总工程师彭旭民说★★。
主跨1500米级的公铁两用大桥,在中国桥梁建设史上从未有过。我国已建成的最大跨度公铁两用桥为沪苏通长江公铁大桥,主跨为1092米★★;已合龙的最大跨度公铁两用桥为常泰长江大桥,主跨为1208米。这两座公铁两用桥★,均采用斜拉桥体系★。“对斜拉桥而言,跨度1200米级已到极限。”中铁大桥局西堠门公铁大桥总工程师王东辉说,随着跨度加大,构件规模、施工风险将呈几何式增长。
“大桥处在进出宁波舟山港的海上黄金通道,每天过往200多艘3万吨级集装箱轮和多种散货轮,主跨必须超千米。”中铁大桥院总工程师肖海珠说★★★,再结合水下地形特点★,主跨需达到1500米级★★。
施工过程★★★,既要“耳聪目明”,也要“心中有数★”,数字孪生系统发挥了重要作用。
“为此★,我们专门设计了三箱分离式钢箱梁结构,中间箱通行高铁,两侧边箱分幅通行公路。”肖海珠说★★★,整个桥面形状就像倒过来的机翼★,箱与箱之间的镂空帮助大桥获得良好的气动外形。经风洞试验验证,即使风速达到107米/秒时,主梁也不会出现颤振。
“系统一旦发现超阈值指标,便会自动预警,拌和站喷淋降尘系统自动开启,砂石料仓喷雾设施也会自动喷雾降尘。”王波说。
建桥先要建基础。支撑起跨海大桥的桥墩基础★★,是大桥建造成功的“重中之重”★★★,也是支撑桥梁跨越天堑的“定海神针★★”。
这一点★★★,智能系统再次发挥重要作用。在整个大桥施工工地★★,PM2.5★★、PM10★★★、风速、温度、噪声等监测设备随时可见,实时采集环境参数★★。
大桥所处的西堠门海峡宽度仅约2700米,较窄的海峡形成狭管效应★★,再加上其处在沿海高风速带★,每年6级及以上大风天超过100天。而大风★,容易引发桥梁发生颤振现象,导致结构破坏。相关测算显示,西堠门公铁两用大桥须抵御的最大风速应达64米/秒,超过17级台风中心最大风力。
首先登场的是自浮式钢桁架钻孔平台。这是一个重7600吨、相当于31个标准篮球场大小的施工平台。为了将平台运至墩位处★★,施工单位出动了5艘拖船。
2022年10月31日,西堠门公铁两用大桥正式开工★。目前,大桥主桥5号主墩★、4号主墩已从海底拔地而起。
再登场的是大型动力头钻机。要想往海底岩石里打桩★★,离不开“金刚钻★★”的助力。为此★★★,中铁大桥局联合国内厂家成功研制出了ZJD7000大型动力头钻机。这台“金刚钻★”不仅“力大无穷”,还“聪明伶俐★★★”,配备先进智能化、视频监控和远程传输系统★★★,具有无线遥控操作、多点监控、故障报警★、远程故障诊断等功能。在一系列智能设备的加持下,大桥5号主墩18根6.3米钻孔桩顺利完成★★★。
另一侧★★,金塘岛侧主墩(4号主墩)则采用了截然不同的工艺——设置沉井基础★★★。
大桥册子岛侧主墩(5号主墩)★★,所处位置水深达60米★,海下地形起伏不平,最大高差可达8米,基岩且海床面倾斜。“大风、急流★、裸岩★、深水,在这种条件下打桩难度极大。”中铁大桥局西堠门公铁大桥常务副经理李永旗说。经过多轮讨论协商★★★,中铁大桥局与中铁大桥院最终决定:由18根直径6★★★.3米的超大直径钻孔灌注桩来组成主墩桩基。
风速仪★★、波浪仪、海流计★、潮位计、温湿度仪……走进大桥施工现场,一系列监测设备琳琅满目★★★,如同走进了海边气象站。
再比如,在5号主墩的混凝土浇筑过程中,施工团队利用三维激光扫描仪,获取了钢结构件的★★★“身材数据”★★★,并进行云端“彩排★★”★。
目前,中铁大桥局技术团队已研发出“复杂海洋环境下风凯发国际ag旗舰官网★、浪、流实时监测系统”,可精准预测未来7天风速、潮位、水流速等气象信息★★。
这一切★★★,都是为了摸清海洋气候,尽量减少风浪对精准施工的影响★★★。“风浪冲击会带来施工误差、安全风险。通过智能系统实时监测风、浪、潮、流等信息★★,可以提高对风、雨、雾★、气温的预报精准度和预报效率★★★,以便我们及时针对恶劣天气快速响应。”中铁大桥科学研究院技术员徐有良说凯发国际ag旗舰官网。
放眼舟山群岛★★,一座座桥梁连通岛屿。作为国家中长期铁路网规划中的重大项目★★★,甬舟铁路建成通车后,将结束舟山群岛不通铁路的历史★★★,为“轨道上的长三角”作出新贡献。
2022年,台风轩岚诺和梅花经过舟山区域,施工区域瞬时实测最大风速34.75米/秒,最大浪高3★.04米。“正是得益于这套系统,我们提前组织对设备进行保护★★★、人员有序撤离★★★,极大降低了损失★★。”徐有良说★。
西堠门公铁两用大桥,连接舟山群岛的金塘岛与册子岛,所处海域风大★、浪高、水深、流急,须同时满足高铁、汽车通行以及船舶通航要求。
东海之滨★★★,舟山群岛与浙江宁波隔海相望★★★。连接两岸、跨越天堑的甬舟铁路建设如火如荼★★★。
“目前,世界上的超大跨度桥梁普遍采用悬索桥体系★★。不过★,大跨度悬索桥刚度较弱★★,难以满足动车组列车通行要求。★★”肖海珠告诉记者,为此,西堠门公铁两用大桥创新采用了斜拉—悬索协作体系★★。这种新的结构体系,兼具斜拉桥刚度大★、悬索桥跨越能力强的优点★,相较于单一结构桥型,在同等材料和工艺的情况下★★★,更能保障施工安全、通行要求★。
鸥鹭眠沙★,渔樵唱晚★★,蔚蓝的海域养育了依海而居的人们,施工过程更需践行绿色理念。
例如,在自浮式钢桁架钻孔平台的安全过程中★★★,施工团队在平台上装配了倾角仪、北斗传感器、锚索计等传感器。这些数据实时传输到后台★,在电脑内生成自浮式钢桁架钻孔平台的★“数字分身★★★”。
底气源自10多年的研究积累。据介绍★,中铁大桥院2003年即启动斜拉—悬索协作体系研究★★,10余年探索★,终于成功完成斜拉—悬索协作体系的基础研究★★★,摸清相关技术参数。随后★★,设计组与业主方积极沟通★★★,经历了几十次研讨会以及三次方案评审会后★★★,终于赢得专家和建设单位的认可。
★★★“数字孪生系统真实模拟了现场实景,我们通过‘孪生体’反馈的结构状态和调索指令★★★,对施工平台进行调控★,指导平台精准定位。”中铁大桥局桥科院总经理王波说★★★。
西堠门公铁两用大桥★★,甬舟铁路的控制性工程★★,主跨达1488米,是世界上跨度最大的公铁两用跨海桥,也是世界跨度最大的斜拉—悬索协作体系桥梁。通过智能化★、信息化、数字化手段提升施工质量,工程稳步推进,高铁“上岛”即将在舟山群岛实现★★。
2017年,西堠门公铁两用大桥进入可行性研究阶段★★★。经初步论证,中铁大桥院设计组提出了主跨1488米斜拉—悬索协作体系桥方案。★★“彼时,在我国即便是公路桥梁★★★,都不曾有设计并建造过主跨超过300米斜拉—悬索协作体系桥的先例,但我们对方案底气十足。”肖海珠说。