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决胜在黄土高原

——五企业兰客专项目技术团队攻坚侧记

?编辑:白晓萍?许良?王伯俊???? ???? 浏览次数: ?时间:2020-04-03 14:15:43 ?【字体:

中卫至兰州铁路客运专线是“一带一路”战略核心区域内的重要交通基础设施,也是我国“八纵八横”铁路网京兰通道的重要组成部分。2018年秋,五企业中标该线路4标段施工任务,标段内的金沟特大桥为全线重要控制性工程,大桥正线全长1082.63米,施工中最棘手的问题就是要解决好湿陷性黄土地基和陷穴分布密集的地质难题。

面对挑战,一支平均年龄仅28岁的技术团队不仅勇敢地担起了大桥施工重任,还在不利地质条件下顺利完成了该桥三线悬灌梁主墩及三线道岔连续梁“大桥I型”桁架搭设预压施工任务,一举节省成本五百余万元。

18次修改:艰难摸索

金沟特大桥上部结构包含单线、双线、三线悬灌连续梁和12孔支架现浇道岔连续梁。“按照原设计,12孔支架现浇道岔连续梁中的7跨采用密布搭设脚手架的满堂法支撑浇筑,5跨采用直径1.2米钢管立柱支撑浇筑。”项目经理雷赟先容,如果采用这样的施工方式,就必须要有稳定、均衡的地基作支撑,但在湿陷性黄土地质条件下,显然是不可行的。因为湿陷性黄土以粉土颗粒为主,富含碳酸盐,具有大孔隙和垂直节理,在一定荷载作用并受水浸湿的情况下,土壤结构会被迅速破坏,失去承载力并发生显著下沉。那么怎么办?

那段时间,尽快拿出经济可行的地基处理方案就成了项目总工程师杨影和技术团队最大的心病。为此,他们曾多次到现场踏勘、测量,回来后彻夜检算、商讨,前前后后拿出了黄土陷穴处理、地基处理等10余种施工方案,并不断进行对比分析,讨论方案的可行性。

历经18次修改、否定、推翻,最终他们无奈地得出一个结论:做地基加固处理至少要投入700多万元成本,且处理期长达70天,将会严重制约到全线架梁工期。一时间,技术团队陷入了困局。

膺架法:找到“突破”

眼看地基加固这条路越走越窄,他们又把视线转移到了支撑结构上来,决定从支撑结构本身寻找突破口。

经过反复学习研究,膺架法走进了技术团队的视线。所谓膺架法,通俗地讲,就好比在两个桥梁墩柱间搭设起一个形似于倒“M”形的支撑结构,这样就可以将原本依靠地面支撑的支架落点转移到桥梁承台上,依靠桥梁永久结构来承载连续梁浇筑的重量。

看到希翼,杨影和团队马上对国内已有膺架法成功案例进行研究分析。经过深入细致地做功课,他们发现,膺架法虽能回避掉湿陷性黄土地基处理这个难题,但桥梁上部支撑结构工序复杂繁琐、成本费用较高又成了新的问题,且膺架法由于承台受力面积小、支撑结构不稳,多适用于地面平缓、墩身不高的桥梁,对于金沟特大桥这样墩高11至28米不等的桥梁来说,安全风险很高。“如何确保大桥高墩支架不倾斜、不坍塌就成了另一道必须要闯过的关卡,因而要慎之又慎。”杨影说。

就这样,刚刚燃起来的希翼又一次遇到了障碍,但这次他们目标已经清晰,就是要在膺架法的基础上改良出一个适合项目特点的“定制方案”。

“大桥I型”桁架:智慧选择

“明确膺架法改良的方案后,大家查了很多资料,也请教了很多专家,在他们的建议下,经过实地勘查、力学测算、可行性论证和效益测算后,一份名为‘大桥I型’桁架临时支撑体系的方案逐渐被大家认可。”

据杨影先容,“大桥I型”桁架临时支撑体系就是在每座承台上,围绕墩身设置多根钢管柱,将这些钢管柱互相连结,搭建起纵向“骨架”,而后,再在相邻的两根“骨架”上横向架设起高强度、大跨度的“大桥I型”桁架,也就好比是“躯干”,整体形成“H”型结构。在钢管桩底部,他们还利用脚手架进行辅助支撑,进一步增强结构的稳定性。“大家可以把这个支撑体系形象地比作钢便桥,有了它,大家甚至可以在上面通行无阻,现浇梁施工的支撑问题自然也就迎刃而解了。”

与此同时,技术团队还根据墩身高度不同,结合造价对施工方案进行了进一步优化,确定12孔支架现浇梁中有10跨采用“大桥I型”桁架搭设现浇;对于2跨较矮的墩柱,则采用周转时间短、辅助设备及物资消耗少的满堂支架法施工,尽管多了部分地基处理及支撑结构成本,但整体算下来依然更加经济合理。

功夫不负有心人。2019年9月,“大桥I型”桁架临时支撑方案顺利通过专家组评审,整个技术团队紧绷的神经也终于慢慢放松了下来。

今年复工以来,面对肆虐的新冠肺炎疫情,这支团队又迎难而上,坚持防疫、复工“两手抓”,目前,项目正在进行金沟特大桥梁体模板安装等工序,道岔连续梁浇筑施工指日可待。

“从最初的地基处理方案摸索到最终‘大桥I型’桁架方案的付诸实施,大家在短短的2个月内做了最多的‘尝试’与‘取舍’,但无论多么困难,优化方案、降低成本的信念始终没有动摇过,这也许就是大家成功的原因吧。”谈到攻坚秘诀,雷赟给出了他心中的答案。

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