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复兴长江大桥“蝶变”记

来源:廖涵,张艺怀,张晓光 发布时间:2024年04月17日 A+ A A-
   与“己”斗,变“蓝图”为“圆梦桥”
  4月11日上午,暮春的雨还带着些凉意,淅淅沥沥地落向人群,一条钢铁巨龙,穿过薄薄的雨雾,横卧在气势磅礴长江上。
  两岸的人群静静地站着,眼睛紧紧地盯着那块最后合龙的钢箱梁,一块重达245.6吨的钢铁造物,严丝合缝地嵌入最后的缺口上。
  “云阳复兴长江大桥正式合龙!”随着一声铿锵有力的话语落下,人群瞬间沸腾了起来,一千多个日日夜夜的期待,终于化作此刻的欢呼。
  彩烟从桥面绽放,如同美丽的蝴蝶,舞动在江面上,庆贺着亘古相望长江两岸从此再无天堑。
  也仿佛庆祝着,六十多年来走出大山、走出冶金、走出国门的中国十九冶,终于破蛹化蝶,脱离桎梏,在基础设施路桥隧品牌建设上增添了浓墨重彩的一笔,在更广阔的天地间翩翩起舞。
  让我们一起拨动时钟,回顾这段精彩的蝶变历程。
  2018年,为了更好适应市场规则和新时代定位的历史需要,以党委书记、董事长潘必义同志为首的领导班子以“破蛹蝶变”的勇气决心,打破惯性思维,适应不断发展变化的新形势,以设计施工总承包为引领,以建筑业产业化和建筑业的绿色化、智能化为支撑,构建了冶金工程、交通工程、市政工程、房屋建设工程、能源环保工程、地下空间工程六大业务体系,并着重将重庆区域作为高速公路施工主战场,着重培养打造一支高速公路领域人才队伍。
  2019年,在正确结合宏观经济形势与科学分析国家经济战略的基础上,中国十九冶立足公司经营现状,构建了“一核两高两带八点”战略发展新布局,其中“一核”是指以川渝为市场经营的核心,以成渝城市群经济发展区域为依托,以成渝城市群连接线上节点城市功能的完善、品位的提升、产业的植入为抓手,全面进入基本建设市场。
  蓝图已经绘就,五年来,中国十九冶扎根重庆区域,瞄准市政交通路桥隧市场,先后承建了紫云路项目、南快路项目等一批优质工程项目,其中,最值得一提的是江龙高速项目,而云阳复兴长江大桥,便是江龙高速项目中最为璀璨的明珠。
  复兴长江大桥是渝东北地区“三横一纵”交通网中纵向大通道——江龙高速最大的控制性节点工程,建成后将成为重庆市、三峡库区及长江上游最大跨径桥梁,极大程度地改变渝东北三峡库区交通格局,让长江南北天堑变通途从设想变为现实。
  该桥为单跨双铰简支钢箱梁悬索桥,主跨1208米,北主塔高215米,南主塔高200米,桥面宽度41.1米,设计双向六车道+应急车道+人行道。
  从大桥开工到主桥正式合龙,历时一千多个日日夜夜,回首望去,这长达三年多的建设历程里,全体参战将士以汗水为墨,以奋斗做笔,齐心协力挥毫描绘,共同谱写了大桥建设的壮丽华章。
  与“难”斗,变“误解”为“同心桥”
  初踏征途,艰险萦绕;刚启行程,困苦相随。
  “沟深坡陡便道险、山高隧长地质难、桥多柱高跨天堑、深挖路堑边坡险”。这是江龙高速项目建设困难的精准概括。
  项目推进初期,施工便道的设立以及征地拆迁是挡在将士们面前的第一座大山。在大桥南岸(龙缸岸),原有地形地貌复杂,大桥主塔需要坐落在坡度达到70°的山体中,桥面及引桥需要跨过高耸的山脊,且山体西侧存在危岩带及大量的孤石,因此,确立一条安全性、经济性、实用性的施工便道是重中之重。
  2019年底,第一批建设者们来到桥梁选址地,对龙缸岸的施工便道进行统筹规划。作为开路先锋,他们翻山越岭,穿梭在大山中收集地形数据,比对设计图纸,探索施工路径。大家群策群力,展开数次思维碰撞,经过长达一个月的努力,团队在否定了架设钢栈桥、缆车运输等多种方案后,决定采用改建沿江村道并修建盘山公路这种兼顾施工效率和成本的运输方式,对原有村道进行延长,并沿着山壁挖掘一条公路抵达施工现场。
  如果说施工便道能够通过努力探索而确立,那么征地拆迁工作足以让罗陶等人感受到力不从心。基层问题向来复杂,特别是关乎百姓利益之事。拆迁机制变化、群众误解、赔偿金支付的及时性、地域历史遗留问题等多种困难与矛盾相互交织,让团队在推进拆迁工作时屡屡碰壁。如何在满足群众利益诉求和控制施工成本上找到平衡点,是团队焚膏继晷思考的问题。尽管团队成员整天“走街串巷”,融入群众,讲解政策,但仅仅依靠单兵作战,收效甚微。
  为了增强团队的公信力和影响力,更快得到群众的信任和支持,业主公司董事长吴伟积极与县政府沟通,协调高指部、村委会等多方共同解决拆迁难题。在马岭村、玉带村、清江村的会议室里,大家齐坐一堂,针对百姓提出的疑问与担忧进行逐项沟通解释,代表们纷纷发言,介绍拆迁后的规划与建设,让村民对未来的生活充满期待。同时,项目部继续组织人员对村民进行持续的入户走访,在争取征地拆迁的同时,也力所能及地解决村民遇到的困难。真情方得人心,真情方获信赖。刚进场时,村民们都将项目成员称为“那些修高速的人”,现在,大家对项目建设有了更深刻的认识,也对建设者们有了更亲切的称呼:“十九冶的小陈、小秦……”
  在与村民交往的过程中,项目团队以最诚挚的态度、最负责的精神、最积极的行动,团结各方力量,争取到了村民对拆迁征地工作的支持和认可,为后续建设打下坚实的基础。2020年5月,南岸沿江便道正式投入建设。
  铁军面前无困难,在克服改扩建线路长、道路狭窄、坚石开凿效率低、材料入场困难等诸多不利影响后,2021年1月,历时半年,南岸施工便道建设完成,大桥南岸施工正式进入正轨。
  与此同时,得益于北岸良好的地质、交通条件,在前期征地拆迁上并未遇到太多波折,主塔桩基的建设已然如火如荼。
  与“险”斗,变“数据”为“安心桥”
  2021年3月29日,深夜的北桥头灯火通明。“现场和拌合站必须保持密切配合,要确保桩基填充满足连续浇筑”,时任项目执行经理的邬文鹏在指挥北岸主塔第一根桩基浇筑时叮嘱道。主塔是抵抗整座大桥竖向荷载的主要承重构件,它将桥面提供的压力全部集于一体,因此,主塔可以称为大桥的“定风针”。复兴长江大桥两岸主塔高度均达到200米以上,对塔底基础、塔身线性控制、施工安全、施工质量均有很高的要求。
  前期,因为解决施工便道修建、征地拆迁等多重困难,南主塔的建设进度明显滞后北主塔,一经开工就必须赶进度、抢工期。为了满足连续浇筑,罐车必须交错进入浇筑地点,但受制于地质条件和施工便道的局限性,罐车在运输期间错车难度大,且夜间灯光不足,运输风险极高。为了确保运输过程的安全性,同时尽量避免出现堵车问题,项目部组织专人指挥交通、清理道路泥沙,同时,除了对罐车司机每日单独的班前教育,安全管理人员还会定期对罐车进行安全检查,确保施工过程人、机、环安全管理形成闭环。
  桩基浇筑完毕后,将进行承台浇筑,大桥单个承台平面尺寸25.0×25.0米,高8.0米,设计方量为5000立方米,浇筑体量非常大,钢筋用量470吨,承台钢筋绑扎完毕后,像一个以钢筋为“线”,“编织”而成的立体网络,常人难以下脚。面对施工过程中承台钢筋布置复杂繁多,混凝土体积量大、强度高,浇筑时间长、温度控制难等多个难题,项目部高度重视,认真部署,积极组织各方专家讨论施工方案,严格按照图纸及操作规范施工,采取定期对钢筋规格数量、搭焊接长度、钢筋接头及间距等进行严格检查控制,安排专人指导模板安装及加固,浇筑时实时监测混凝土温度等多种措施,确保大桥底部基础扎实可靠。
  2022年1月,南北主塔桩基全部浇筑完毕;3月,承台浇筑完毕。接下来,两岸主塔将如同雨后春笋一样,节节升高。
  塔柱线形控制是主塔建造的技术难题,线形出现错误,主塔可能面临推倒重建的严重后果,容不得半点疏忽。塔柱通过逐段浇注而成。在塔柱施工过程中,每节段砼浇筑前、后都需要测量节段顶部三维坐标,严格控制塔柱的倾斜度、高程及断面尺寸。塔柱施工过程中需要随时观测塔柱变形,并进行相应调整,以保证塔柱几何形状符合设计要求。除了项目自有测量人员,项目部还聘请专业三方测量团队对主塔进行定期检测,为主塔线形控制建立双重保险。“轴线偏差不大于±15毫米,塔柱断面尺寸不大于±20毫米,一定要仔细测量哟!”项目部施工员黄易妹总会在测量时不厌其烦地提醒测量人员。除此之外,南岸测量点位部分分布于山体中,随着主塔高度的逐渐增加,测量控制点要同时改变,常出现树木遮挡测量仪器观察的情况,主塔施工期间,测量点位的更换次数就达到5次,对测量人员的专业能力、执行力、精力都提出了巨大的考验。
  随着主塔高度的不断增加,高处坠落、物体打击等安全事故的发生概率进一步增大。越往上,主塔断面平面就越小,每次顶升过后,施工电梯与爬模平台之间的缝隙都会增大,一分部安全总监胡昌斌总是第一时间到爬模平台进行检查,提醒作业人员及时清理施工垃圾、检查爬模稳定性、调整平台间隙等,保持时时放心不下的责任感、处处如履薄冰的紧迫感、事事紧抓不放的使命感,是他从事安全管理工作6年以来始终坚守的原则。安全管理的难度不断加大,紧紧依靠管理人员和管理制度为生产保驾护航,显得有些捉襟见肘。为了让作业人员切实增强安全意识,项目部在北桥头设立模拟高处坠落、物体打击等VR体验设备,组织作业人员进行场景模拟,同时保持应急演练常态化,营造浓厚的安全生产氛围。
  “我承诺,我将牢记党员誓言,勇挑建设重担,争当先锋表率。最艰苦的担子我们挑,最紧急的关头我们上,最困难的时刻我们到……”2022年9月,复兴长江大桥北桥头施工现场,党总支书记吴伟正带着党员突击队全体党员进行“百日攻坚”宣誓。
  他们定下了攻坚目标,务必在2022年12月31日前完成主塔封顶任务。
  笋因落箨方成竹,鱼为奔波始化龙。2022年12月18日,接近一百天的攻坚克难,复兴长江大桥北主塔顺利封顶。
  “长江上游主跨最大桥梁复兴长江大桥主塔顺利封顶,复兴长江大桥是重庆开州至云阳高速公路的控制性工程……”当晚,云阳复兴长江大桥亮相央视《新闻联播》,向全国观众展现了十九冶建设人民满意工程的品牌实力。
  与“地”斗,变“方案”为“定山桥”
  主塔在拔地而起,大桥的“压舱石”——锚碇,也正在“茁壮成长”。
  锚碇是用来平衡桥面拉力的重要组成部分,锚碇建设,需要历经基坑开挖、边坡防护、混凝土浇筑、锚固系统安装等多道工序。
  基坑开挖过程看似平平无奇,但一路上却充满了曲折。北岸锚碇基坑基底标高为205米,最大坡顶标高为259米;南岸基坑基底标高为208.3米,最大坡顶标高为295.4米,如此巨大的高度差,极其容易发生坍塌、滑坡等地质灾害。特别是南岸锚碇,位于滑坡地带,原有地质条件较差,如何在保证既有山体稳定性的前提下,将垂直高度达几十米的基坑安全、保质地挖掘完成,并将开挖的渣土运输出场,是当时需要解决的第一道难题。
  BIM技术应用解决了这道难题。
  2020年7月,烈日炎炎,一支“勘探小分队”穿梭在锚碇的上方,他们每天背着厚厚的图纸,在荒山旷野精细测量,通过对初步设计的精细研读和现场实地勘察,将锚碇的外部环境了然于胸。随后,BIM技术小组按照图纸精确建立的模型为基础,结合现场GIS实景模型,用BIM技术对三种不同的锚碇开挖方案进行三维实景施工模拟,从而确立最优方案。
  2021年11月13日,基坑底部传来了实验室成员的欢呼声:“原位承载力试验、沉降试验及摩阻力试验均符合要求,锚碇基础开挖及防护工作取得圆满成功!”
  以此为起点,锚碇主体结构施工的大幕也即将拉开。
  锚碇主体为大体积混凝土结构,由锚块及基础、鞍部、支墩、锚室和附属工程等组成。大体积混凝土温控是这一阶段的拦路虎。
  BIM技术小组综合荷载、温度变化、徐变和自生体积变化等各项因素,应用有限元法计算温度应力,对大体积混凝土结构进行合理的温度控制。通过计算分析,重新排布冷却水管和划分施工节段、增加进出水口数量、增加混凝土模板保温措施等,将混凝土浇筑体里表温差降至25℃以下、降温速率控制在1.8℃/d;使大体积混凝土不产生贯通性温度裂缝,极大地减少温度变化产生的拉应力。
  2022年,是重庆市近10年来夏季平均温度最高的一年,云阳县8月平均气温40℃,极端温度更是高达44℃。在这样的极端天气下,从搅拌站运出的混凝土短时间就会产生巨大的热量,这对入模后的散热极为不利,并且过高的温度还会使得混凝土输送管内壁管道截面干燥,导致堵管现象的发生。
  为了应对这一特殊情况,项目部决定在混凝土搅拌期间加入冰块。为了确保万无一失,一线施工员轮班值守拌合站,实时把控搅拌水加冰作业,并定期测量水温,把工作做细做实。有了冰块的降温加持,混凝土入模前能够保持理想温度,结合外部冷却水和内部布置的冷却水管,混凝土温控得到了进一步保障。
  炎热的天气不仅使得项目建设难上加难,也是对项目工作人员精神和体力的极大消耗。南锚碇与南主塔的交叉施工,使得施工员秦杰每天需要在两个施工现场来回穿梭,头顶烈日,来回四公里的路程对于他来说无比煎熬。在这漫长的途中,他要一面忍受酷热的侵袭、一面思索如何解决现场出现的各类问题,这是对项目建设的考验,更是对他意志力的磨炼。
  把质量、保安全、战高温、斗酷暑。历时一年多的时间,项目部完成了两岸锚碇基坑开挖、边坡防护、混凝土浇筑、铺固系统安装等多项工序,相继克服了土石方开挖量大、边坡陡、混凝土体积大、浇筑时间长、工期紧张等多重困难。
  2022年11月14日,江口岸锚碇锚块及基础顺利浇筑完成,2023年3月7日,龙缸岸锚碇锚块及基础顺利浇筑完成。
  2023年3月20日,南锚碇散索鞍完成安装作业,正式翻开上部结构施工新篇章。
  与“风”斗,变“线条”为“自信桥”
  想要配合云阳复兴长江大桥上部结构施工,联结南北两岸,项目部需在上下游主缆下方1.5米处分别设置1条猫道。猫道均采用三跨连续式结构,中跨跨径为1208米,是目前西南地区在建桥梁中最高、最大的猫道。
  建设者们在猫道上完成大桥索股牵引、紧缆索夹、吊索安装,主缆缠丝以及钢箱梁吊装等几乎贯穿悬索桥上部结构施工全过程。猫道不仅是悬索桥上部结构作业最重要的高空施工平台,更被称为悬空的“生命线”。
  面对横跨千米的辽阔江面,如何才能打通猫道的第一条经络——实现先导索顺利过江?
  大桥桥址处江面较宽,水流速度缓慢,目前国内大跨径悬索桥先导索过江施工中,有船舶拽拉、火箭抛送、热气球牵引、无人机牵引等不同方法,项目部经多方案比选、专家论证、BIM技术模拟等,最终采用拖轮拽拉法进行过江。
  2023年4月10日上午9时,在复兴长江大桥北岸主塔下方,一根长达1500米、直径16毫米的先导索,承载着现场全体施工人员的期待,在船舶牵引下,开始缓缓前行,驶向南岸主塔。经过1个小时的牵引,长达1500米的先导索成功跨越1100多米的江面,与南主塔下方的钢丝过渡索成功连接,并在南北岸塔顶卷扬机的配合下,提升至离江面40米的高空。
  至此,先导索过江作业完成,双塔成功实现跨江“牵手”。此次先导索顺利过江,实现了复兴长江大桥上部结构施工第一个节点的重大突破,为下一步猫道及主缆架设和大桥早日建成通车奠定了坚实基础,具有里程碑的重要意义。
  有了先导索的辅助,便可以通过小绳拉大绳方式完成2100米的牵引索安装,而承重索也将通过牵引索的牵引作业从南桥头直达北桥头。
  承重索是猫道重要的承重设施,依托于承重索,猫道采用塔顶向低处分段滑移拖拽方法逐步安装横向天桥及面网。 
  为确保猫道稳定性,控制其线形与主缆线形保持一致,排除温差影响,项目部组织夜间施工调索,并制定了严谨的夜间施工方案,对作业人员多次进行安全教育及技术交底,要求特种作业人员必须持证上岗,并做好防落水、防触电、防中暑的准备。
  在悬索桥体系中,主缆是悬索桥主要承力构件,也是整座悬索桥的“脊梁”,复兴长江大桥共设2根主缆,其单根主缆重约6000吨,每根主缆中含135股平行钢丝索股,每股含127丝直径为5.5毫米的高强度镀锌铝合金钢丝,两根主缆含有的钢丝串联起来可绕地球约一圈半。
  在这疾风狂涌的百米高空中,若是让这捆钢丝巨绳与设计位置出现稍微大点的偏差,都将极大地改变整座悬索桥的受力情况,想要对其线形进行控制,可并非一件易事,面对这如此庞大、复杂的主缆结构,项目部必须解决昼夜温差大导致主缆发生热胀冷缩的问题。
  项目部采取了在白天将主缆牵引至设计位置,在夜间气温最低时对主缆线型进行调整的施工措施,期间配合监控单位及测量团队,设置多个控制点严密监测,精确测量,采用标准化紧缆措施,辅以施工环境监测、预警、牵引系统拽拉器运行参数监控、主缆温度场监测、索夹螺杆轴力智能张拉等措施,对紧缆质量、空缆线形、扭转及索夹安装质量进行严格控制,将主缆精度误差控制在可控范围之内。
  万事俱备后,项目部于5月22日开始首根索股牵引,7月7日,随着最后一股索股入锚,复兴长江大桥主缆全部架设完成。
  主缆的成功架设,为这座庞然大物勾勒出一条精美的轮廓,站在塔顶,眺望这完美对称的抛物线,大桥总工程师周泽林的心中荡起阵阵涟漪,情不自禁说道:“这胜却我以往学过的一切数学图形。” 
  值得一提的是,由于复兴长江大桥主缆长期处于高温、湿热的库区环境,还要承受风和汽车交变荷载作用,腐蚀疲劳问题突出,且全寿命周期不能更换等问题。为使“悬索桥生命线”更强劲、更耐久,项目部多次与业主、设计、监理单位进行沟通,将主缆强度提高到1960兆帕,使其耐久性得到极大提升。
  在周泽林积极组织牵头下,江龙高速项目部立项了2022年中冶集团“181”非钢领域重点课题,针对主缆索股自感知防护体系及主动健康监测技术、悬索桥主缆-吊杆一体化除湿系统研究与应用、吊杆损伤自动化检测与健康诊断技术等关键技术开展科技攻关研究,研发并应用一套环境敏感区域千米级悬索桥长寿命及耐久性提升保障技术,获得国内各专家一致好评。
  与“重”斗,变“天堑”为“复兴桥”
  复兴长江大桥主跨采用的钢箱梁,用钢量高达2.3万吨,共81个节段。每个节段由工厂预制而成,经水上运输至桥位处缆吊机下方,使用2台承载力达550吨的智能化跨缆吊机,以悬索桥的主缆为支撑,通过中央自动控制系统,实现远程可视化操纵技术,并自动跟踪高差,同步控制移位行走,自跨中向主塔方向同时对称吊装。
  2023年9月19日,秋色骄阳艳,江面泛起片片光影,一艘巨大的货轮承载着复兴长江大桥的第一片钢箱梁,缓缓驶向江中央,伴随着通讯器中的一道道指令,巨轮不断地调整位置和方向,与此同时,承载力550吨智能化缆载吊机也开始启动,巨大的吊具缓缓下降,悬浮在空中,将吊具和钢箱梁上的临时吊耳连接,为正式的起吊工作做足了准备。
  “报告领导,巨轮已就位,可以开始吊装!”在反复确认过各项数值后,一分部项目经理邓胜朋激动地汇报。“各部门各就各位,开始吊装!”随着项目执行经理王凯一声令下,吊机缓缓启动,宛如一双巨人之手,稳稳地,缓缓地,将这第一片重达278.7吨钢箱梁从船上徐徐提起。靠近预计高度后,工人迅速将吊索与钢箱梁的永久吊耳连接,精确地架设于跨中设计位置上,整个吊装过程耗时4个小时。现场掌声雷动,全体人员喜悦的欢笑声不断向高空升腾。
  在秋冬期间,长江进入了枯水期,江岸线缓缓退去,距主塔距离愈拉愈远,运输钢箱梁的巨轮无法到达岸边,所以必须采取新技术帮助靠塔侧的钢箱梁到达指定位置。
  经项目部研究,决定采用长吊索进行空中无牵引连续荡移技术,此项技术不仅解决了端梁架设的难题,也省略了滑移平台的搭设,大幅减少了对三峡库区、航道的干扰,有效地控制了施工成本。 
  2024年4月11日,随着最后一片钢箱梁吊装完成,复兴长江大桥顺利完成合龙,所有十九冶人的努力和汗水都已在江面形成答卷,一股喜悦和鼓舞的情绪在现场蔓延开来,中国十九冶江龙高速项目的全体人员热烈的掌声和欢呼声穿过云霄,骄傲和自豪之情溢于心间。
  潮平两岸阔,风正一帆悬。蓝图已经绘就,大幕已经拉开。十九冶人将继续秉承“听党指挥、忠诚担当、精益建造、勇创奇迹”的使命,昂首阔步,奋勇向前,谱写蝶变发展新华章!
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