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兴土桥梁-世界第一高桥“北盘江大桥”高新黑科技揭秘

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人气:-发表时间:2016-09-20 17:18【

9月10日,由中交公路规划设计院设计,世界第一高桥同时也是世界级特大跨径的钢桁梁斜拉桥--贵州毕都高速北盘江大桥合龙。世界第一高桥上有哪些黑科技?

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山峦叠嶂、云海飘渺,北盘江如玉带般在山中盘旋。高耸的索塔挺立在两岸山头,28对拉索、红色梁体与其融为一体,如同即将远航的帆船,连起了贵州都格与云南宣威。两地车程由4个小时缩短为1小时指日可待。

  该桥全长1341.4米,桥面到谷底垂直高度565米,相当于200层楼高,成为目前世界第一高桥。同时,大桥东、西两岸的主桥墩高度分别为269米和247米,大桥为连续钢桁梁斜拉桥,720米的主跨,在同类型桥梁主跨的跨径中排名世界第二。

    自2012年开工建设以来,设计与承建单位在建造过程中进行了系列科研攻关,克服沿线山峦叠嶂、沟谷纵横、地质复杂、气候恶劣等重重困难,确保科技含量高、难度大的北盘江特大桥建设得以顺利合龙。

  在山区修建钢桁梁斜拉桥,最大的建设难点是如何选择合理的施工方案。

  北盘江大桥桥位地势险要,两岸索塔坐落于悬崖边,中跨桥面距离峡谷底最大565米,边跨桥面距离地面约100米,并且由于地形的限制,边中跨比仅为0.36,主梁的架设成为本项目的最大难点。

  如果采用常规的对称悬臂拼装方案,一是由于地形急剧变化缺少喂梁平台,二是工期难以保证。同时又有四个作业面,用于悬索桥施工的缆索吊方案也难以派上用场;本桥边跨桥面距地面高度也达到了100米,如果边跨采用支架拼装,每延米近20吨的主桁自重无疑加大了高支架的风险。如采用常规的边跨落地支架中跨缆索吊机的施工方式,至少需要投入约1.5万吨支架,施工成本巨大,支架施工安全风险及施工费用又将会大大提高。

  关键时刻,公规院设计团队迎难而上。他们经过查阅大量资料,悉心比选、潜心钻研,一次次挑战自我、否定自我,直至对国内外桥梁的施工方法有了焕然一新的认识,最终做到了战胜自我。

  本桥主桥两岸端部设计标高与山坡顶部地面标高接近,设计组敏锐地抓住了这个细节,创新性提出在边跨增设一个辅助墩、边跨采用顶堆的施工方案:边跨钢桁梁顶推与索塔同步施工,边跨钢梁就位后,主跨采用桥面吊机进行拼装。

  这一施工方案既可以大大降低山区高支架施工风险,又能将施工工期比悬索桥方案缩短半年,更重要的是对桥下水域无污染,不会破坏岸坡稳定,真正做到绿色工程、环保工程,这种施工方法在斜拉桥施工中属首次应用,参建各方及专家终于被设计组细致巧妙的方案征服,一致同意选用钢桁梁斜拉桥方案。

  设计负责人彭运动说,虽然每一次的设计过程都异常艰辛,每个新的技术方案得到认可都要经过反反复复的计算和说服,但最终守得云开见月明的时候,那种巨大的幸福感和满足感是对每一位桥梁工程师的最高褒奖。

  北盘江大桥作为一座世界级桥梁,建设中面临山区大体积承台混凝土温控、超高索塔机制砂高性能混凝土泵送、山区超重钢锚梁整体吊装、边跨高墩无水平力的钢桁梁顶推、大跨钢桁梁斜拉桥合龙等五大技术难题。

  面对这些技术难题,中交二航局项目部发挥“争科技领先、创管理一流”的企业精神,以项目为依托,以创新为核心,通过“小课题解决大问题,小创新实现大效益”,成功攻克五大技术难题,在国内率先实现将机制砂混凝土泵送高度提升到269米,钢桁梁斜拉桥上应用步履式顶推、斜拉桥上采用先边跨后中跨的非对称施工、大桥两岸采用不同施工工艺架设加劲梁等四项技术创新,实现了大桥的完美对接。

  以边跨高墩无水平力的钢桁梁顶推为例,工程创新性采用模块化钢桁梁自动顶推为钢桁梁顶推开启双保险。北盘江大桥桥深墩高,承重能力强,但受弯受拉的能力有限,大桥辅助墩墩高84米,相当于28层楼高,对这样的大高个,上面如果稍有风吹草动都会引起下面的剧烈晃动。采用钢桁梁步履式顶推技术,会大大减轻墩身所受的水平力,从而控制辅助墩根部的弯矩,通过二航局武港院技术攻关,钢桁梁步履式顶推可以自动调节不同工位钢桁梁自重分配的不均匀性,实现了顶推过程中荷载转换、支撑系统往复移动、桥梁结构稳步前移的功能。通过循环“顶—推—降—缩”几个步骤逐步完成梁的顶推,实现钢桁梁的竖向、顺桥向的移动或调整,保证钢桁梁的坡度、全桥线形,最终完成重达6600吨的边跨钢桁梁顶推施工。该技术荣获第十七届中国专利奖金奖。

  作为杭瑞高速贵州境内毕节至都格(黔滇界)段的控制性重点工程,北盘江大桥的成功合龙,标志着以我国东部城市杭州为起点,贯穿浙江、安徽、江西、湖北、湖南、贵州至云南瑞丽口岸等7省3404公里的杭瑞高速公路打通“最后一公里”。今年底全面建成通车后,将有效改善云、贵、川、渝等地与外界的交通状况,提高区域路网服务水平,充分发挥高速公路的辐射带动效应,促进地方社会经济发展,为国家“一带一路”战略添上浓墨重彩的一笔。



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