“皮肤功能混凝土”成功应用于长江大桥

来源:中国新闻网[2019/09/04]

核心提示:8月31日,国家高速公路网北京至台北高速并行线德州至上饶跨越长江的关键性工程——安徽池州长江大桥跨江主桥顺利通车,枞阳到池州仅需30分钟,昔日两岸隔江望,今朝“天堑”变通途。

  中新网9月2日电 8月31日,国家高速公路网北京至台北高速并行线德州至上饶跨越长江的关键性工程——安徽池州长江大桥跨江主桥顺利通车,枞阳到池州仅需30分钟,昔日两岸隔江望,今朝“天堑”变通途。

  安徽池州长江公路项目全长41.2公里,中交路桥建设有限公司(简称“中交路建”)承建的池州长江公路大桥04合同段全长2.626公里,包括主跨828米斜拉桥一座、(110+200+110)米连续刚构桥一座、(45+3×80+45)米连续梁跨堤桥一座,属于典型的桥型复杂、基础多样工程。

  作为交通运输部科技示范工程,池州长江公路大桥建设团队结合安徽省池州市九华山特殊地域文化,按照设计和施工高度融合的理念,首次在塔柱上应用了“皮肤功能混凝土”和“新型钢横梁集聚锚”两项新技术,并首次在基桩工程中大面积使用了“根式灌注桩”技术,全力打造品质工程。

  匠心独具 攻克“皮肤功能混凝土”施工技术

  池州长江公路大桥跨江主通航孔桥为主跨828米的不对称混合梁双塔斜拉桥,高达243米相当于90层楼的南岸主塔高耸入云。

  中交路建池州长江公路大桥项目负责人告诉记者,为了克服施工期与营运期不利的水域环境对桥塔耐久性和美观性的影响,池州长江公路大桥建设团队依据仿生学“皮肤效应”理念,在大桥塔身上首次引入“梯度功能混凝土”,俗称“皮肤功能混凝土”,采用内外层不同性能混凝土复合技术,通过连续改变材料组分和结构,消除了内部组分界面,缓和了界面应力,形成了性质和功能呈梯度变化的新型非均质复合混凝土材料,提高了塔柱混凝土的抗裂性、耐久性和观赏性,使塔柱的功能性和经济性达到了最优。

  鉴于皮肤功能混凝土技术尚无可借鉴经验,中交路建项目团队深入开展技术创新,通过600多组配比试验、30余次方案讨论、20余次工艺验证,顺利攻克多项关键技术难题。在施工过程中,通过配备两套拌和系统,用两种搅拌工艺对黑白两种混凝土进行拌和,浇筑过程中用钢丝网对内外层混凝土进行分隔,采用“多点平衡布料系统”和“双布料同步浇筑”工艺,创造性地解决了“黑白混凝土界面处融合难、强度不一致、两种混凝土浇筑速率不匹配”难题,全面提升了混凝土的力学性能、抗裂性和耐久性等品质,《梯度功能混凝土塔柱施工工法》获评安徽省工法。

  精益求精 首创“钢横梁集聚锚”技术

  池州长江公路大桥采用了国际首创的“新型钢横梁集聚锚技术”。由于钢横梁体积庞大、安装空间狭小、工序复杂且安装精度要求极高,同时吊装施工集“新、高、重、大、小、繁、精、难”于一体,给现场施工带来了重重挑战。

  大桥钢横梁为箱形结构,单个钢横梁最大重量达315吨,分4块进行吊装,横梁内部空间狭窄,由于作业在160米至230米高空平台进行,安装难度极大;钢横梁结构复杂、工序繁琐,仅单个钢横梁的高强螺栓就达10960个,拼接板达248块,单块连接板螺栓数量最多达到600个,单侧锚固拉杆数量达到168根、单根锚杆重量达309千克;受主塔主筋、箍筋及钩筋影响,钢横梁锚固拉杆安装空间有限,质量控制难度大;利用大型塔吊进行超高空、大吨位和大块件吊装作业,安全风险极高;再加上安装精度要求高,平面位置、高程允许偏差均须控制在2毫米以内。

  面对重重挑战,中交路建项目团队超前策划、精心施工,通过高强度螺母将塔柱与钢横梁两端锚固在预埋的混凝土塔柱钢锚板上,确保了整个上塔柱的结构稳定。在钢横梁节段就位到承重架上方的钢支墩上时,现场人员各司其职,通过墩顶设置的三向调整千斤顶进行钢横梁节段的平面位置和高程粗就位,待单个钢横梁形成整体后,再利用三向调整千斤顶将6道钢横梁在160米至230米高空精准安装到位。

  创新驱动 首次大面积使用“根式灌注桩”技术

  据项目负责人介绍,在池州大桥引桥基桩建设中,首次大面积使用了“根式灌注桩”技术,全面提升了基桩的稳定性和承载力,并形成了包括理论、设计、施工、装备和检测等成套的技术成果。《根式钻孔灌注桩基础施工工法》获评安徽省省级工法,《系列根式基础成套技术》获评中国公路学会科学技术特等奖,为根式基础在桥梁、港口、海洋风电等领域的应用提供了有益借鉴。

  池州长江高速作为安徽省“四纵八横”高速公路网规划“纵三”线,是沟通安徽省西部地区的纵向干线公路,大桥建成后,进一步完善了安徽省高速公路网和过江桥梁布局,区域交通更为便捷;有助于国家长江经济带建设,强化了长江两岸特别是池州、铜陵的经济社会联系,对促进区域自然资源与旅游资源开发及经济协调发展具有重要意义。

(责任编辑:徐洁)

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