趙興雅,王金枝
(橋梁結(jié)構(gòu)健康與安全國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北 武漢 430034)
長(zhǎng)江是我國(guó)的“母親河”,中華民族長(zhǎng)江流域幾千年來(lái)的悠久歷史,也是城市建設(shè)與長(zhǎng)江的共生發(fā)展史。黨的十八大以來(lái),習(xí)近平總書(shū)記的目光始終關(guān)注著壯美的長(zhǎng)江,思考著人與自然和諧共生的辯證法則,擘畫(huà)著中華民族母親河永葆生機(jī)活力的發(fā)展藍(lán)圖。守護(hù)一江碧水、建設(shè)安瀾長(zhǎng)江,便成為了重要的研究課題。2021年3月1日,我國(guó)第一部流域法律——《長(zhǎng)江保護(hù)法》正式實(shí)施。《長(zhǎng)江保護(hù)法》貫徹生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展理念,將有效切實(shí)保障長(zhǎng)江流域生態(tài)安全,為推動(dòng)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶高質(zhì)量發(fā)展增添新動(dòng)能[1]。
為響應(yīng)習(xí)近平總書(shū)記提出的“共抓大保護(hù)、不搞大開(kāi)發(fā)”的指示[1],科技期刊作為科學(xué)技術(shù)的傳播者、科技工作的重要組成部分,對(duì)貫徹落實(shí)習(xí)總書(shū)記提出的指示有責(zé)無(wú)旁貸的義務(wù)。“要保持歷史耐心和戰(zhàn)略定力,一張藍(lán)圖繪到底,一茬接著一茬干,確保一江清水綿延后世、惠澤人民。”保護(hù)長(zhǎng)江,絕非一日之功,如何守護(hù)一江碧水、建設(shè)“美麗長(zhǎng)江”,便成為了重要的研究課題。
自1955年武漢長(zhǎng)江大橋項(xiàng)目,中鐵大橋局集團(tuán)有限公司(以下簡(jiǎn)稱“中鐵大橋局”)在長(zhǎng)江上興建橋梁百余座,這些橋梁有效地改善了地區(qū)居民的生活品質(zhì),推動(dòng)了地域經(jīng)濟(jì)發(fā)展,也表明了橋梁建設(shè)是建設(shè)“美麗長(zhǎng)江”的應(yīng)有之義。本文以橋梁帶動(dòng)長(zhǎng)江流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、創(chuàng)新施工技術(shù)建設(shè)“美麗長(zhǎng)江”為線索,依托中鐵大橋局承建項(xiàng)目,以荊州長(zhǎng)江公鐵大橋、武漢楊泗港長(zhǎng)江大橋、武漢青山長(zhǎng)江大橋、宜昌至喜長(zhǎng)江大橋、滬蘇通公鐵兩用長(zhǎng)江大橋等為主要研究對(duì)象,對(duì)綠色建橋助力長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展、科學(xué)施工管理方法助力長(zhǎng)江流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)、創(chuàng)新橋梁設(shè)計(jì)施工技術(shù)提高綠色環(huán)保效益進(jìn)行研究。
橋梁作為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的重要一環(huán),對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展影響很大。在我國(guó)南方,水系及山地較多,因此,在南方的交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中,需要大量的橋梁工程連通河流兩岸,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的互通。
根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局的數(shù)據(jù)顯示,長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶沿線的上海、江蘇、浙江、安徽、江西、湖北、湖南、重慶、四川、云南、貴州等11個(gè)省市人均GDP呈逐年上升趨勢(shì)。過(guò)江通道,連接長(zhǎng)江兩岸,是溝通我國(guó)南北交通的重要紐帶,也是支撐長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶新型城鎮(zhèn)化發(fā)展的重要設(shè)施,其建設(shè)意義重大。
從青藏高原的唐古拉山脈各拉丹冬峰西南側(cè)至東海入海口,長(zhǎng)江全長(zhǎng)6 380多公里,截至2019年11月,中國(guó)已在長(zhǎng)江干流上建成各類(lèi)長(zhǎng)江大橋115座,按橋型分,有梁橋27座,斜拉橋57座,懸索橋22座,拱橋9座;按功能分,共有公鐵兩用橋9座,鐵路橋9座,公軌兩用橋4座,人行橋2座,管道橋1座,其余均為公路橋。
長(zhǎng)江沿岸橋梁令人驚嘆的數(shù)據(jù)舉不勝舉,而這些橋梁對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的影響也是了得。以下僅列舉部分典型橋梁。
武漢長(zhǎng)江大橋是湖北省武漢市境內(nèi)連接漢陽(yáng)區(qū)與武昌區(qū)的過(guò)江通道,是新中國(guó)成立后在“天塹”長(zhǎng)江上修建的第一座大橋,也是中國(guó)第一座復(fù)線鐵路、公路兩用橋。大橋主橋長(zhǎng)1 155.5米,為3聯(lián)9孔鋼桁架梁橋,每孔計(jì)算跨度為128米,于1957年10月通車(chē)運(yùn)營(yíng)。大橋建成之后,成為連接我國(guó)南北的大動(dòng)脈,對(duì)促進(jìn)南北經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了重要的作用。
武漢鸚鵡洲長(zhǎng)江大橋?yàn)槟壳笆澜缱畲罂缍鹊娜目鐟宜鳂颍趪?guó)內(nèi)首次采用鋼-混結(jié)合梁作為大跨度懸索橋的加勁梁,于2014年12月通車(chē)運(yùn)營(yíng)。該橋是武漢二環(huán)線重要的組成部分,建成后,與武漢長(zhǎng)江二橋形成新的城市內(nèi)環(huán)線,將漢口、漢陽(yáng)和武昌三鎮(zhèn)的核心區(qū)均涵蓋入內(nèi),實(shí)現(xiàn)三鎮(zhèn)的均衡發(fā)展。
宜昌至喜長(zhǎng)江大橋(廟嘴長(zhǎng)江大橋)主橋?yàn)閱慰珉p鉸鋼-混結(jié)合梁懸索橋,2016年7月通車(chē)運(yùn)營(yíng)。該橋是替代葛洲壩壩頂公路,保障葛洲壩和三峽水利樞紐工程安全運(yùn)行、促進(jìn)壩庫(kù)區(qū)和諧發(fā)展的重大項(xiàng)目,也是宜昌市構(gòu)建城市快速過(guò)江通道、實(shí)現(xiàn)南北交通大循環(huán)的控制性工程。
荊州長(zhǎng)江公鐵大橋是蒙華鐵路的控制性工程之一,是我國(guó)第一條跨越長(zhǎng)江的重載鐵路橋梁。大橋全長(zhǎng)6 317.8米,主橋設(shè)計(jì)為雙塔鋼桁梁斜拉橋,于2019年9月通車(chē)運(yùn)營(yíng)。大橋建成運(yùn)營(yíng)初期輸送能力達(dá)到1億噸/年。該橋是湖北省荊州市境內(nèi)連接江陵縣與公安縣的過(guò)江通道,位于長(zhǎng)江水道之上,是浩吉鐵路、沙市—公安高速公路(鄂高速S61)的控制性工程,也是中國(guó)“北煤南運(yùn)”戰(zhàn)略運(yùn)輸通道的重要組成部分。
楊泗港長(zhǎng)江大橋是武漢市第十座長(zhǎng)江大橋,主橋采用主跨1 700米雙層鋼桁梁懸索橋,為目前國(guó)內(nèi)已建成的最大跨度懸索橋,于2019年10月通車(chē)運(yùn)營(yíng)。楊泗港大橋項(xiàng)目是貫徹落實(shí)黨中央、國(guó)務(wù)院“中部崛起”戰(zhàn)略,推進(jìn)武漢“兩型社會(huì)”改革試驗(yàn),促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)均衡、協(xié)調(diào)、快速發(fā)展的重點(diǎn)工程。
滬蘇通長(zhǎng)江公鐵大橋采用主跨1 092米的鋼桁梁斜拉橋結(jié)構(gòu),是中國(guó)自主設(shè)計(jì)建造、世界上首座跨度超千米的公鐵兩用斜拉橋,于2020年7月建成通車(chē)。以滬蘇通長(zhǎng)江公鐵大橋?yàn)檠屎淼臏ㄨF路建成后,不僅將使江蘇南通融入上海一小時(shí)都市圈,促進(jìn)長(zhǎng)三角經(jīng)濟(jì)的一體化進(jìn)程,還將連接起魯東、蘇北與上海、蘇南、浙東地區(qū)間的沿海鐵路,貫通中國(guó)東部最便捷的鐵路運(yùn)輸通道,為長(zhǎng)三角經(jīng)濟(jì)輻射中西部地區(qū)提供便利條件。
武漢青山長(zhǎng)江大橋是武漢市四環(huán)線高速公路跨越長(zhǎng)江的控制性工程之一,主橋采用主跨938米雙塔雙索面鋼箱及鋼箱結(jié)合梁斜拉橋,橋面總寬48米,具有大跨、寬幅、重載交通的特點(diǎn),大橋于2021年4月通車(chē)。該橋建成后成為武漢新的公路貨運(yùn)快速通道,進(jìn)一步優(yōu)化武漢“環(huán)線+射線”路網(wǎng)結(jié)構(gòu),對(duì)增強(qiáng)武漢國(guó)家綜合交通樞紐地位、打造中部地區(qū)現(xiàn)代物流基地具有重要意義。
常泰長(zhǎng)江大橋是長(zhǎng)江上首座集高速公路、城際鐵路、一級(jí)公路“三位一體”的過(guò)江通道,主航道橋主跨1 176米的斜拉橋,將刷新斜拉橋的世界紀(jì)錄;天星洲專用航道橋、錄安洲專用航道橋?yàn)橹骺?88米的鋼桁拱橋,也將成為世界最大跨度的公鐵兩用鋼桁拱橋。大橋已于2019年開(kāi)工建設(shè),預(yù)計(jì)2025年初建成通車(chē)。該橋的建設(shè)對(duì)泰州而言,不僅具有交通出行意義,更為重要的是加快了跨江融合發(fā)展,推進(jìn)了“錫常泰”城市組團(tuán)。三種交通方式過(guò)江,在“錫常泰”城市組團(tuán)建成了高度分享的1小時(shí)通勤圈,為經(jīng)濟(jì)融合發(fā)展提供了強(qiáng)有力的交通支撐,同時(shí),對(duì)于拉動(dòng)泰興乃至黃橋地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展也具有十分明顯的效應(yīng)。
“橋梁經(jīng)濟(jì)”的內(nèi)涵,不僅包含橋梁讓區(qū)域間聯(lián)動(dòng)發(fā)展的交通價(jià)值,還包含橋梁產(chǎn)業(yè)本身所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。長(zhǎng)江兩岸沒(méi)有橋時(shí),兩岸只能各干各的。自從一座座大橋拔地而起,連接了兩岸,制造業(yè)、工業(yè)、服務(wù)業(yè)等產(chǎn)業(yè)都聯(lián)動(dòng)了起來(lái)。
在推動(dòng)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶高質(zhì)量發(fā)展和我國(guó)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系建設(shè)中,“橋梁”正展現(xiàn)出其強(qiáng)大的發(fā)展勢(shì)頭。一方面橋梁在溝通、運(yùn)輸?shù)确矫娴幕A(chǔ)性功能持續(xù)加強(qiáng),另一方面橋梁產(chǎn)業(yè)鏈的不斷完善和持續(xù)升級(jí),也為長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展注入了新動(dòng)能。
中鐵大橋局因橋而生,因橋而興,始終以引領(lǐng)中國(guó)橋梁事業(yè)發(fā)展方向、趕超世界橋梁技術(shù)先進(jìn)水平為己任,堅(jiān)持以“建橋鋪路,造福人類(lèi)”為企業(yè)使命,先后設(shè)計(jì)建造了3 000多座橋梁工程,總里程超過(guò)3 600公里,為加快國(guó)家交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、助力國(guó)家交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略實(shí)施、滿足人民對(duì)美好生活的向往貢獻(xiàn)了大橋力量。多年來(lái),中鐵大橋局始終秉承“綠色建造,建綠色橋梁”的建造理念,堅(jiān)持從設(shè)計(jì)源頭體現(xiàn)綠色理念,施工管控踐行綠色理念,以評(píng)促管強(qiáng)化綠色理念,大力開(kāi)展綠色建造技術(shù)創(chuàng)新,在建造優(yōu)質(zhì)工程中,較好實(shí)現(xiàn)了人與自然和諧共生。
多年來(lái),中鐵大橋局積極貫徹落實(shí)“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開(kāi)放、共享”的發(fā)展理念,堅(jiān)持綠色建橋,綠色環(huán)保施工隨處可見(jiàn),平潭海峽公鐵兩用大橋、武漢楊泗港長(zhǎng)江大橋、武漢青山長(zhǎng)江大橋、滬蘇通長(zhǎng)江公鐵大橋等多個(gè)項(xiàng)目榮獲綠色建造施工水平評(píng)價(jià)最高等級(jí)“三星”[2-6]。
2.1.1節(jié)水與水資源利用
橋梁施工中采用先進(jìn)的節(jié)水施工工藝,減少施工用水量。如楊泗港長(zhǎng)江大橋混凝土中加入高性能外加劑,明顯減少了拌和用水量,混凝土拌和用水采用稱重計(jì)量系統(tǒng)控制;大體積混凝土采用冷卻水管循環(huán)水,可循環(huán)再利用,從而形成以少量的水內(nèi)循環(huán)對(duì)大體積混凝土進(jìn)行降溫;主塔和墩身的混凝土養(yǎng)護(hù)采用混凝土養(yǎng)護(hù)液養(yǎng)護(hù),大大節(jié)省了養(yǎng)護(hù)用水;引橋承臺(tái)、塔座等結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)采用土工布覆蓋灑水、外包塑料薄膜養(yǎng)護(hù),以達(dá)到節(jié)約用水。滬蘇通公鐵長(zhǎng)江大橋采用自動(dòng)噴淋養(yǎng)護(hù)系統(tǒng),可控制養(yǎng)護(hù)水噴淋時(shí)間,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)水、自動(dòng)噴淋,節(jié)省勞動(dòng)力和水資源,保證了養(yǎng)護(hù)的時(shí)間,良好的控制了混凝土的外觀質(zhì)量。
2.1.2節(jié)材與材料資源利用
橋梁施工用各類(lèi)臨時(shí)設(shè)施,均采用標(biāo)準(zhǔn)化、可拆遷、可回收、可周轉(zhuǎn)材料。如液壓爬模、拆裝式施工棧橋管件合一的腳手架及支撐體系、爬梯、防護(hù)欄桿等。
施工時(shí)采用科學(xué)生產(chǎn)方式減少材料耗費(fèi):鋼筋加工采用配送化,構(gòu)件制作工廠化,減少產(chǎn)生邊角余料;模板使用完畢后,運(yùn)回鋼結(jié)構(gòu)加工車(chē)間改制,使用于下一個(gè)施工項(xiàng)目;合理安排施工工序和組織,增加臨時(shí)設(shè)施周轉(zhuǎn)次數(shù);優(yōu)化線材的下料方案,建筑余料合理使用,做到板材、塊材等下腳料和散落混凝土及砂漿的科學(xué)合理使用。
2.1.3節(jié)地與土地資源利用
施工場(chǎng)地布置充分考慮工程建設(shè)情況及臨時(shí)用地實(shí)際范圍,利用原有建筑物、構(gòu)筑物、道路、管線為施工服務(wù),充分利用既有鄉(xiāng)村、沿江公路,減少征地以及施工便道的修建。
在水土保持方面,完工地段場(chǎng)地及時(shí)平整、恢復(fù)植被,通過(guò)改溝改渠,提升了排水系統(tǒng)效率,防止了水土流失。利用荒地、廢地作為棄土場(chǎng),做好渣土覆蓋,合理將承臺(tái)、道排基坑開(kāi)挖棄土用于箱梁支架地基回填加固,也可以將鉆渣、開(kāi)挖棄土用于填筑開(kāi)發(fā)區(qū)地坪,棄土得到充分再利用,又節(jié)省了棄土場(chǎng)用地。
優(yōu)化基礎(chǔ)的施工方案,減少土方開(kāi)挖和回填量,保護(hù)用地。楊泗港長(zhǎng)江大橋放棄了傳統(tǒng)放坡開(kāi)挖的方式,采用鋼板樁圍堰方式;滬蘇通長(zhǎng)江大橋承臺(tái)基坑施工采用鋼板樁圍堰和組合式圍堰;荊州長(zhǎng)江公鐵大橋南北岸工區(qū)承臺(tái)基坑施工采用鋼板樁圍堰和組合式圍堰。
按照習(xí)近平總書(shū)記“共抓大保護(hù),不搞大開(kāi)發(fā)”的指示精神,在大橋建設(shè)中,中鐵大橋局建設(shè)者始終把綠色、環(huán)保、安全、優(yōu)質(zhì)放在建設(shè)首要位置,并采取了一系列的措施,做好長(zhǎng)江保護(hù)和修復(fù)工作。
2.2.1長(zhǎng)江水環(huán)境保護(hù)
荊州長(zhǎng)江公鐵大橋在水中三號(hào)墩施工過(guò)程中租用大型船舶,對(duì)鉆孔的鉆渣進(jìn)行回收。對(duì)橋下迎江長(zhǎng)1000米、寬50米的江堤坡面運(yùn)用砌石碎片進(jìn)行了加固;在橋位上、下500米處種植了500棵樹(shù),并在橋面引橋、公路面引橋底鋪設(shè)50 000平方米草皮,做到在發(fā)展中保護(hù)、在保護(hù)中發(fā)展。
宜昌至喜長(zhǎng)江大橋橋位處于國(guó)家珍稀魚(yú)類(lèi)“中華鱘”的核心保護(hù)區(qū),為保護(hù)施工區(qū)域長(zhǎng)江水域環(huán)境,鉆孔樁泥漿均采用罐車(chē)外運(yùn)的方式運(yùn)至制指定棄土點(diǎn)。
2.2.2揚(yáng)塵控制
在易產(chǎn)生揚(yáng)塵的原料處置上,混凝土所用的水泥、粉煤灰、礦粉等粉粒性原材料均采取罐裝,封閉存放,罐頂一般也會(huì)設(shè)置除塵裝置。對(duì)于易產(chǎn)生揚(yáng)塵的拌和站采取遮擋、封閉等抑塵措施,混凝土鑿除作業(yè)采用灑水濕潤(rùn)的方法抑制粉塵,鋼筋加工車(chē)間和混凝土粗細(xì)骨料倉(cāng)采用圍擋和頂棚進(jìn)行抑塵。
在粉性材料運(yùn)輸過(guò)程中,對(duì)運(yùn)送土方、渣土等易產(chǎn)生揚(yáng)塵的車(chē)輛采取封閉式或遮蓋措施運(yùn)送過(guò)程中揚(yáng)塵的產(chǎn)生;運(yùn)至混凝土攪拌站及施工區(qū)域后,設(shè)置沖洗池及沖洗設(shè)備,現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)出口設(shè)置車(chē)輛沖洗裝置,保持車(chē)輛清潔;混凝土攪拌作業(yè)采用自動(dòng)計(jì)量及攪拌,全過(guò)程封閉,避免粉塵產(chǎn)生。
2.2.3噪音控制
在噪音控制上,首先從設(shè)備方面,以先進(jìn)器械減少噪音,如采用:超高壓混凝土輸送泵、大型銑槽機(jī)、進(jìn)口絞吸泵、大型纜載吊機(jī)、自動(dòng)化混凝土拌和站、低噪音塔吊、先進(jìn)制冷機(jī)、大型旋挖鉆機(jī)等先進(jìn)機(jī)械、低噪聲設(shè)備進(jìn)行施工;其次從工序方面,產(chǎn)生噪音較大的工序晚上暫停施工,避免對(duì)周邊居民產(chǎn)生噪音污染。同時(shí)合理規(guī)劃施工場(chǎng)地,攪拌站、鋼筋車(chē)間等大臨設(shè)施遠(yuǎn)離生活區(qū)及居民區(qū),施工區(qū)域設(shè)置噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn),配備分貝檢測(cè)儀,對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)白天及夜間施工噪聲進(jìn)行監(jiān)測(cè),以規(guī)定控制噪聲,白天噪聲≤70dB,夜間噪聲≤55dB,施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置噪聲監(jiān)控點(diǎn),并定期做記錄工作。
2.2.4光源控制
為保護(hù)“水中活化石”中華鱘自然保護(hù)區(qū)的光環(huán)境,宜昌至喜長(zhǎng)江大橋項(xiàng)目部考慮到中華鱘等魚(yú)類(lèi)的習(xí)性,全橋照明采用LED燈,用電腦控制光線角度和強(qiáng)度。同時(shí),為減少夜間光污染,采取了一系列的措施:夜間進(jìn)行混凝土灌注等施工時(shí),設(shè)置帶燈罩的照明燈具,規(guī)定要調(diào)整燈光投射角度避免影響周?chē)用裾I罴按鞍踩ㄐ校灰归g施工下班后施工現(xiàn)場(chǎng)僅留簡(jiǎn)單照明;合理安排大橋施工組織,盡量不進(jìn)行夜間焊接施工,夜間確需焊接作業(yè)時(shí),采取擋光措施;設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)化密閉鋼筋加工車(chē)間,避免或減少夜間作業(yè)。
3.1.1設(shè)計(jì)理念及技術(shù)
為保護(hù)中華鱘、保護(hù)江豚、保護(hù)周邊環(huán)境,宜昌至喜長(zhǎng)江大橋設(shè)計(jì)方案經(jīng)過(guò)多次完善,最終設(shè)計(jì)成單跨懸索橋,主跨838米一跨過(guò)江。
馬鞍山長(zhǎng)江公鐵大橋?yàn)榱寺鋵?shí)長(zhǎng)江大保護(hù)要求,減少橋梁建設(shè)對(duì)防洪、生態(tài)環(huán)境和長(zhǎng)江航道的影響,大橋采用三塔兩主跨設(shè)計(jì),兩大主跨均超千米,分別跨越牛屯河邊灘和主航道。
在大橋設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中,運(yùn)用了信息化及BIM技術(shù):有限元模型分析指導(dǎo)大橋錨體基坑開(kāi)挖及填芯混凝土施工,優(yōu)化混凝土配合比,降低混凝土水化熱;利用BIM技術(shù)進(jìn)行鋼筋和混凝土碰撞檢查,通過(guò)修改設(shè)計(jì)避免了大面積的返工風(fēng)險(xiǎn),及時(shí)通知設(shè)計(jì)方改變鋼筋的下料長(zhǎng)度以及混凝土保護(hù)層的厚度,減少了不必要的工期和材料的浪費(fèi)。
3.1.2新材料的研發(fā)與應(yīng)用
滬蘇通長(zhǎng)江公鐵大橋首次應(yīng)用2 000MPa斜拉索和Q500qE橋梁鋼,提高了材料的使用性能,減少了材料的用量。
青山長(zhǎng)江大橋T梁底模及側(cè)模均采用不銹鋼復(fù)合模板,T梁模板與支架采用一體化設(shè)計(jì),腳手架、防護(hù)平臺(tái)與模板整體相連,系統(tǒng)成型穩(wěn)定性好,安裝拆卸方便。極大地減少了模板轉(zhuǎn)換過(guò)程中的打磨處理工作,既節(jié)能又減少了環(huán)境污染,綠色環(huán)保效益明顯;主塔墩承臺(tái)系梁采用了HRB500S不銹鋼鋼筋,不銹鋼鋼筋在工廠整體加工制造,成品運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng),降低了材料損耗。在內(nèi)河流域首次使用不銹鋼鋼筋,解決了深水承臺(tái)鋼筋銹蝕問(wèn)題,從根本上保障了主墩基礎(chǔ)的耐久性。
3.1.3新設(shè)備的研發(fā)與應(yīng)用
施工現(xiàn)場(chǎng)采用了數(shù)控智能鋼筋加工設(shè)備進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化鋼筋加工,提高現(xiàn)場(chǎng)鋼筋加工精度,降低鋼筋材料損耗,減少人力成本投入和勞動(dòng)強(qiáng)度;引進(jìn)先進(jìn)的重型鉆機(jī)、全液壓鉆機(jī),完成了復(fù)雜地質(zhì)條件下的變徑鉆孔樁施工;采用液壓自動(dòng)升降梯,有效解決了腳手架搭設(shè)、拆除難的問(wèn)題,提高工作效率,保障操作人員安全;采用鋼絞線自動(dòng)穿束機(jī),大大提高了鋼絞線穿束效率節(jié)約了人工成本和勞動(dòng)強(qiáng)度;引進(jìn)先進(jìn)數(shù)控智能張拉設(shè)備和循環(huán)智能壓漿系統(tǒng),有效提高預(yù)應(yīng)力施工效率、保證施工質(zhì)量;使用鋼梁懸臂架設(shè)整體可移動(dòng)式安全施工平臺(tái),不但提高了操作人員的安全舒適度及工作效率,同時(shí)也有效提高了施工質(zhì)量。
3.1.4技術(shù)推廣
中鐵大橋局橋梁結(jié)構(gòu)健康與安全國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室編輯出版的中文核心期刊《橋梁建設(shè)》《世界橋梁》為國(guó)內(nèi)具有重要影響力的科技精品期刊,影響因子在同類(lèi)期刊中名列前茅。《橋梁建設(shè)》《世界橋梁》圍繞中國(guó)橋梁建設(shè)發(fā)展需求,追蹤宜昌至喜長(zhǎng)江大橋、馬鞍山長(zhǎng)江公鐵大橋、滬蘇通長(zhǎng)江公鐵大橋和武漢青山長(zhǎng)江大橋等在綠色發(fā)展、保護(hù)生態(tài)環(huán)境方向的橋梁技術(shù)前沿,自2010年以來(lái),共刊發(fā)相關(guān)方面的論文40余篇[7-16]。
根據(jù)大橋現(xiàn)場(chǎng)的情況,大橋基礎(chǔ)施工因地制宜地采用了先進(jìn)的施工工藝,避免了水上高空節(jié)段組拼、焊接等不良施工環(huán)境的影響,保障了施工質(zhì)量,同時(shí)減少材料耗費(fèi),保障了施工現(xiàn)場(chǎng)周邊的水土環(huán)境,有效保護(hù)岸坡,減小對(duì)長(zhǎng)江生態(tài)的影響。
3.2.1沉井施工及防護(hù)技術(shù)
楊泗港長(zhǎng)江大橋1號(hào)墩沉井施工過(guò)程中為了保障漢陽(yáng)岸大堤的安全,在大堤與沉井之間設(shè)防護(hù)樁結(jié)構(gòu),防護(hù)結(jié)構(gòu)平面呈“C”字形,解決現(xiàn)有的臨邊施工時(shí)防護(hù)結(jié)構(gòu)不易設(shè)置內(nèi)支撐的問(wèn)題,從而降低了防護(hù)的施工難度;大橋2號(hào)墩沉井鋼殼采用氣囊法整體下水,對(duì)沉井主動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)向,巧妙地將下河托架和助浮措施進(jìn)行一體化設(shè)計(jì),很好地解決了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際問(wèn)題。滬蘇通公鐵長(zhǎng)江大橋鋼沉井采用整體制造出塢浮運(yùn)技術(shù),避免了水上高空節(jié)段組拼、焊接等不良施工環(huán)境的影響,使鋼沉井的制造質(zhì)量得到可靠保證。青山長(zhǎng)江大橋20號(hào)主塔墩鋼圍堰采用斜船架法整體下水,相對(duì)傳統(tǒng)氣囊法下水,無(wú)需修正岸坡和河道,有效保護(hù)岸坡及生態(tài),并且船廠內(nèi)河下水,避免了對(duì)長(zhǎng)江水生物造成傷害。
3.2.2深基坑支護(hù)施工技術(shù)
楊泗港大橋南錨取土采用“深大錨碇自制提升架快速取土施工技術(shù)”,是節(jié)能低碳技術(shù),施工效率高,文明施工效果好;采用超大規(guī)模地連墻錨碇施工技術(shù),提高成槽施工工效,保證基坑不漏水,確保基坑開(kāi)挖安全。宜昌至喜長(zhǎng)江大橋建設(shè)性地采用了“三旋鉆+二抓+五沖孔+連續(xù)沖擊修槽”方法,成功的解決了該復(fù)雜地質(zhì)條件下地連墻成槽的難題;基坑開(kāi)挖中放棄了傳統(tǒng)的放坡開(kāi)挖方式,采用鋼板樁圍堰,減少了開(kāi)挖土方。
3.2.3深水基礎(chǔ)施工工藝
根據(jù)青山長(zhǎng)江大橋的地質(zhì)條件,首創(chuàng)大直徑變截面深孔鉆孔樁基礎(chǔ)的旋挖鉆施工工藝,93天完成了主塔樁基(共計(jì)60根)施工,創(chuàng)造了新的深水樁基施工速度。經(jīng)對(duì)比分析,大橋60根大直徑深孔鉆孔樁合計(jì)節(jié)約能源420.84噸標(biāo)煤,二氧化碳排放量減少1 032噸。
3.2.4技術(shù)推廣
自2010年以來(lái),《橋梁建設(shè)》《世界橋梁》刊發(fā)了大橋基礎(chǔ)施工方面的論文70余篇,涉及武漢楊泗港長(zhǎng)江大橋、武漢青山長(zhǎng)江大橋和滬蘇通公鐵長(zhǎng)江大橋等橋梁的超大沉井、地下連續(xù)墻、鋼圍堰和深水鉆孔灌注樁等施工技術(shù),傳播了綠色基礎(chǔ)施工技術(shù)的前沿信息和重要成果[17-22]。
3.3.1主塔施工技術(shù)
青山長(zhǎng)江大橋主塔采用了超高泵送混凝土技術(shù),優(yōu)化混凝土性能,提高施工效率,減少混凝土損耗,降低施工成本。楊泗港大橋采用高強(qiáng)混凝土超高主塔施工技術(shù),保證混凝土良好的和易性、體積穩(wěn)定性、耐久性及高塔泵送性能。
3.3.2主纜架設(shè)技術(shù)
楊泗港大橋采用三跨連續(xù)式貓道,采用吊繩法+塔頂橫移的施工方式架設(shè)上游先導(dǎo)索,采用托架法架設(shè)貓道索,安裝快速安全。研制直徑6.2毫米、強(qiáng)度1 960MPa超大跨徑主纜新型鋼絲,有效預(yù)控了索股架設(shè)過(guò)程中斷帶、扭轉(zhuǎn)的質(zhì)量通病;采用上下游獨(dú)立的“雙線往復(fù)式牽引系統(tǒng)”實(shí)現(xiàn)主纜索股快速架設(shè),從而提高主纜索股架設(shè)的整體效率,充分利用既有場(chǎng)地。研發(fā)了索夾螺桿同步張拉技術(shù),對(duì)索夾螺桿進(jìn)行超聲波軸力檢測(cè),保證了各施工階段索夾螺桿軸力值。
3.3.3主梁架設(shè)技術(shù)
楊泗港大橋主橋采用超大跨徑懸索橋全焊接鋼桁加勁梁節(jié)段安裝技術(shù),實(shí)現(xiàn)了鋼梁快速精準(zhǔn)調(diào)節(jié),取得了良好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。青山長(zhǎng)江大橋邊跨鋼梁多點(diǎn)步履式同步頂推施工新工藝,解決了邊跨鋼梁焊接拼裝難題,相對(duì)傳統(tǒng)整體頂推或拖拉方式支架體量少,節(jié)材效果顯著,同時(shí)步履式頂推系統(tǒng)集成度高,油污可控,杜絕了對(duì)長(zhǎng)江水體的污染。滬蘇通長(zhǎng)江公鐵大橋主航道橋改善施工工法和組織,采用了塔梁同步施工工法,節(jié)約了施工總工期,節(jié)省了總造價(jià)。
3.3.4技術(shù)推廣
《橋梁建設(shè)》《世界橋梁》作為橋梁專業(yè)的期刊,捕捉科研及生產(chǎn)前沿信息、把握業(yè)內(nèi)動(dòng)態(tài)、記載和傳承橋梁工程領(lǐng)域重要科研成果是兩刊的責(zé)任。自2010年以來(lái),兩刊刊發(fā)了大橋結(jié)構(gòu)施工技術(shù)論文90余篇,涉及武漢楊泗港長(zhǎng)江大橋、滬蘇通公鐵長(zhǎng)江大橋和武漢青山長(zhǎng)江大橋等橋梁的橋塔、貓道、加勁梁的架設(shè)施工技術(shù),宣傳和推廣了提高施工效率、節(jié)省材料用量、減少施工工期、杜絕長(zhǎng)江水體污染的先進(jìn)施工工藝和方法[23-27]。
中鐵大橋局以《長(zhǎng)江保護(hù)法》貫徹實(shí)施為契機(jī),找準(zhǔn)長(zhǎng)江保護(hù)在橋梁建設(shè)過(guò)程中的具體切入點(diǎn)和著力點(diǎn),保障綠色施工、助推安全生產(chǎn)、推動(dòng)長(zhǎng)江流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)建設(shè),服務(wù)于長(zhǎng)江大保護(hù)和長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶建設(shè)事業(yè)大局。在資源保護(hù)、環(huán)境控制上采取科學(xué)規(guī)范的管理措施,綠化長(zhǎng)江流域資源環(huán)境;在設(shè)計(jì)研究技術(shù)、基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)施工技術(shù)上,因地制宜地采用先進(jìn)的橋梁創(chuàng)新技術(shù),體現(xiàn)了節(jié)材、節(jié)地、節(jié)能等優(yōu)勢(shì)。《橋梁建設(shè)》《世界橋梁》作為橋梁專業(yè)的期刊,及時(shí)傳播橋梁設(shè)計(jì)、施工和科研方面的科技前沿,記載和傳承橋梁工程領(lǐng)域重要科研成果,推動(dòng)橋梁建設(shè)事業(yè)持續(xù)安全、綠色、高質(zhì)量發(fā)展,助力“安瀾長(zhǎng)江、綠色長(zhǎng)江、和諧長(zhǎng)江、美麗長(zhǎng)江”建設(shè),以不斷滿足長(zhǎng)江流域人民群眾日益增長(zhǎng)美好生活的需要。
黃岡師范學(xué)院學(xué)報(bào)2021年6期