主题: 贵州省交通运输厅毕(节)都(格)高速公路北盘江特大桥 建设科技访谈
访谈地点: 厅3922
访谈时间: 2016年10月9日14:30
嘉宾: 省交通运输厅科技教育处处长康厚荣
访谈主题: 贵州省交通运输厅毕(节)都(格)高速公路北盘江特大桥 建设科技访谈
内容简介:
访谈简介:2016年9月10日,跨越贵州省六盘水市都格镇——云南省宣威市普立乡交界处的毕(节)都(格)高速北盘江特大桥顺利合龙,标志着从东部杭州为起点,贯穿祖国浙江、安徽、江西、湖北、湖南、贵州至云南瑞丽口岸等七省3404公里的杭瑞高速(G56)即将全面建成通车。北盘江特大桥为七跨连续钢桁梁斜拉桥,主跨为720米,全长1341.4米,桥面至江面最大高差为565米。作为世界最高的毕都高速北盘江特大桥,在设计、施工及之后的运营管养中,存在什么样技术难题?建设者们又是如何一一克服?为了更全面、更系统地向公众介绍北盘江特大桥建设过程中的科技攻关工作,并回答公众关心的相关问题,我们专门安排此次在线访谈。
(贵州公路工程集团有限公司供图)
[14:33]主持人:本期访谈,我们邀请了省交通运输厅科技教育处处长康厚荣,就北盘江特大桥建设科技攻关与广大网友进行交流。康处长,节目开始前,请和网友们打声招呼吧!
[14:34]康厚荣:主持人好,各位网友大家好!
[14:37]主持人:为了更好地支持北盘江特大桥的建设,我们开展了哪些科研项目研究?
[14:45]康厚荣:北盘江特大桥目前是世界上最高的钢桁梁斜拉桥,工程规模大、建设条件复杂、技术难度高、气候气象条件恶劣,在设计、施工和运营养护等方面缺乏可以直接借鉴的工程经验,面临着一系列需深入研究的关键技术问题。为了支持北盘江特大桥的建设,交通运输部给予了大力支持,由省交通运输厅组织贵州高速公路集团有限公司、中交公路规划设计院有限公司、贵州公路工程集团有限公司和西南交通大学等10余家单位50余名有丰富经验的专家学者组成攻关队伍,依托交通运输部科技项目“都格北盘江大跨度钢桁梁斜拉桥建设与养护管理关键技术研究”重大专题开展科技攻关,重点开展了山区特大跨径钢桁梁斜拉桥结构体系和构造设计技术、主梁施工架设技术、运营及养护管理等三个方面的关键技术研究。为北盘江特大桥的顺利实施和运营期的管理养护提供保障,同时也为西部高山峡谷地区大跨度桥梁建设提供借鉴和指导。
(北盘江大桥合龙。潘先阳摄影)
[14:48]主持人:据说北盘江特大桥建设初期由于征地等原因,相较于贵州岸(东岸),大桥云南岸(西岸)工期大约晚了8个月。为了保证云南岸的工期,我们采取了哪些科技手段?
[14:57]康厚荣:北盘江特大桥是毕都高速公路的节点工程,由于征地等原因,云南岸工期晚了约8个月,我们面临着非常大的工期压力,如果按照传统的“杆件或桁片”进行安装,工期将会大大延长。为了赶上工期进度,我们对北盘江特大桥中跨的施工工艺进行了深入的研究,提出了中跨纵移悬拼施工方法。为保证纵移悬拼施工方法的可靠性,开展了足尺试验进行研究论证,并研制了纵移悬拼施工成套架设设备。通过架设设备和中跨纵移悬拼施工方法的应用,使得云南岸的施工进度得以加快,保证了工期。
中跨纵移悬拼采用地面拼装成整体节段后进行整体吊装,优化了节段空中拼接作业流程,减少了高空施工作业,降低了安全风险。中跨纵移悬拼标准节段施工周期为4天/段,较传统全回转桥面吊机施工周期缩短约1/2。贵州岸采用全回转吊机施工方案于2015年12月开始吊装,而云南岸于2016年3月下旬开始拼装中跨Z2节段,采用中跨纵移悬拼累计节约了工期3个月。
节约3个月的施工工期,为施工企业降低了现场管理间接费投入,提高了设备的利用率。特别是提前3个月合龙为后续的施工时间提供了保证,避免了冬季施工桥面铺装,为大桥的通车提供了条件,确保了云贵两省出省大通道的顺利打通。
中跨纵移悬拼方案工艺试验(贵州公路工程集团有限公司供图)
[14:59]主持人:相较于其他桥梁,北盘江特大桥桥位地势更加险要,两岸索塔座落于悬崖边,边跨桥面距离地面约100米,在这种情况下我们如何进行大桥边跨的架设?
[15:04]康厚荣:由于地形的限制,大桥边跨的架设成为建设过程中的一大难点。北盘江特大桥边跨桥面距地面高度达到了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,基于这个难题,在大桥主梁的架设过程中采用了大桥边跨钢桁梁顶推安装技术。
主桥边跨钢桁梁顶推安装技术,即边跨增设辅助墩,在拼装平台上拼装导梁,然后向主跨顶推导梁前行,然后在导梁后拼装节段,接着再前移并拼装下一节段,如此反复前移(前移距离为后一梁段的长度)、拼装,依次将钢桁梁顶推到位。
边跨顶推技术既大大降低山区高支架施工风险,又将施工工期缩短,更重要的是对桥下水域无污染,不会破坏岸坡稳定,真正做到了绿色工程、环保工程,这种施工方法在斜拉桥施工中属首次应用。
[15:06]主持人:众所周知,贵州由于河沙匮乏,在公路建设中通常是采用机制砂,北盘江特大桥结构特殊、受力复杂,请问在机制砂混凝土技术上有哪些创新以满足工程建设需要?
[15:09]康厚荣:北盘江特大桥坐落于高山峡谷之中,主塔承台尺寸大、索塔高、桩基深,面临着承台大体积浇筑、索塔高扬程浇筑、桩基浇筑不易振捣等困难。经过长期科技攻关,开发出自密实高性能混凝土技术,突破了山区大跨径桥梁耐久性、高扬程、大体积浇筑等关键技术问题。北盘江特大桥在国内山区大跨径桥梁建设中首次采用了自密实高性能混凝土技术。其中,承台混凝土方量近6000方;塔身泵送最大扬程达269米,相当于90层楼高;桥梁桩长达40米,施工过程中不需振捣,靠自身高流动性自行密实填充,是一种“智能”混凝土。
[15:11]主持人:西部地区多是遍布峡谷的山区,地形地貌和自然风特性相当复杂,实测研究甚少,给桥梁抗风研究提出了更高的要求。为此,我们针对建在山区峡谷中的北盘江大跨径钢桁梁斜拉桥的抗风技术进行了哪些研究?
[15:15]康厚荣:大桥桥址处的北盘江峡谷两岸地势陡峭,地形变化急剧,河谷深切达600米,自然风特性非常复杂,以往的认识和经验公式对全面掌握山区尤其是具有典型非平稳特点的深切峡谷风特性规律还有很大距离,已不能满足山区大跨桥梁抗风设计的需要,进行北盘江大跨径钢桁梁斜拉桥抗风技术的研究很有必要。我们在大桥两岸设立测风塔,在贵州岸桥塔设置风速观测站,采用新型测量方法,首次获得桥梁桁梁表面的风压、桁梁断面的气动导纳,并开展了实测风压数据与风洞试验结果的相关性分析,并据此评价结构风荷载取值的合理性,建立了非平稳风作用下大跨桥梁风致响应分析理论,评价了基于平稳理论的常规风致振动分析方法的适用性,提出了一种等效风荷载的确定方法。通过对比分析国内外相关研究成果,北盘江大跨径钢桁梁斜拉桥的抗风技术研究的总体水平达到国际先进,部分成果如桁梁气动导纳、非平稳风作用下大跨桥梁风致响应分析达到国际领先水平。
风洞试验(中交公路规划设计院有限公司供图)
[15:16]主持人:如何利用信息化技术提升北盘江特大桥建设和管理水平?
[15:18]康厚荣:北盘江特大桥工程规模巨大,建设条件特别是地形地质情况复杂,众多的参与部门和单位,如设计、监理、施工、物资、运营等,使沟通和协调工作困难,且涉及进度、质量、资金、人员、图纸、文档等方面的管理信息繁冗,如果继续沿用传统的工程建设方法和管理手段将很难满足工程需求。因此结合本桥实际建设特点,在用户的权限控制上研究采取优化的角色分配方案,在复杂的工程管理上研究方便实用的人员分派机制,并建立施工现场的进度、效率、质量、资金等各类动态数据(图形、图像、语音、视频等)的聚集,完成管理信息的集成化、网络化、实时化,使管理人员及时了解施工现场的当前运行状态,也使各级各部门之间能高速地传输信息和高效地处理信息,并使这些信息真正的成为各级管理者的决策依据。
[15:20]主持人:北盘江特大桥自然地形条件复杂多变,气候恶劣,寒潮、凝冻、浓雾等常有发生,这些因素对后期的养护、监测和管理提出了较沿海及平原地区更高的要求,那么北盘江大跨径钢桁梁斜拉桥在安全预警和应急关键技术上做了哪些科研工作呢?
[15:24]康厚荣:针对北盘江特大桥寒潮、凝冻、浓雾等特殊自然条件和重载交通等不利因素,我国现有的桥梁养护管理规范体系并不能满足北盘江特大桥安全运营管理的要求,需要结合大桥的运营特点和特殊自然条件,研究建立科学、实用的结构预警体系、覆冰预警方法、运营应急管理。北盘江特大桥工程在国内率先提出并研发建立了一个集建、管、养于一体的桥梁健康监测平台,打造了该桥的数字化“贴身医生”,一旦发现大桥“生病”,可立即报警。该监测平台除具备常规的风和地震等环境、荷载、应力、变形等参数的监测功能外,针对大桥气候条件恶劣、重载交通突出等一系列不利影响,首次提出了自动化评估技术和关键构件覆冰监测技术,突破了图像识别与结构响应监测传感器同步、斜拉索等关键构件覆冰监测等技术瓶颈,解决了常规的桥梁荷载试验代价大、效率低及覆冰灾害只能被动处置等方面的问题,提高了北盘江特大桥健康监测系统的效用性,为确保大桥在覆冰灾害下的安全运营提供了有力的技术支持,对桥梁预防性养护具有非常重大意义。我们还从共建共管运营组织管理体系、设施检查与维护以及突发事件应急处置等多个方面研究提出相应的安全管理对策,明确北盘江特大桥养护责任划分、预警和应急处置等方面的要求和规定,并由此制定北盘江特大桥应急管理办法和共同养护管理方案。这些研究一方面能够提高我国山区钢桁梁斜拉桥安全运营整体管理水平,为确保包括北盘江特大桥在内的长大桥梁安全运营提供重要保障,另一方面也是对我国现行长大桥梁养护管理规范体系的重要补充和完善。
[15:25]主持人:当前,生态环境的保护至关重要,北盘江特大桥在建设过程中采取了哪些突出的节能环保措施?
[15:28]回答:北盘江特大桥建设的过程中特别注重绿色环保的理念,大桥从设计、施工、运营各个过程保证最大限度的保护环境,实现低成本、低污染、低耗能的建设目标,科学合理的建设桥梁,有效降低桥梁施工对环境的影响。主要体现在以下几个方面:
一是桥梁集中排水的设置。大桥跨越北盘江峡谷,为减小桥面污水对北盘江的影响,全桥采用集中排水方案,即在桥面外侧设置纵向集中排水沟,桥面污水通过桥面横向通道排入集中排水沟内,纵向通过索塔及过渡墩位置设置的竖向排水管道排入地面沉淀池内,污水经过沉淀池的沉淀后再排入峡谷,最大限度的减小了桥面污水对土壤及水系的影响。
二是主桥边跨顶推施工。北盘江特大桥边跨采用顶推施工,顶推装置设置在桥头、辅助墩顶及桥塔横梁上,桥下不需搭设临时桥墩及支架,施工过程中不需占用桥下土地资源,大大的减小了土地的占用,减小对土地资源的破坏,有效的保护了桥位附近的环境。
三是500兆帕高强钢筋的应用。为响应国家节能减排的工作部署,住房和城乡建设部、工业和信息化部联合出台《关于加快应用高强钢筋的指导意见》,要求积极推进500兆帕级钢筋。北盘江特大桥率先在贵州地区使用了500兆帕级的高强度钢筋,总用量约1.26万吨,钢筋直接成本节约10%左右,简化了钢筋现场绑扎,方便了施工,起到了节能、降耗、减排和可持续发展的作用。
[15:29]主持人:好,我们今天的在线访谈就到这里,感谢康处长!
[15:30]康厚荣:谢谢主持人!谢谢广大网友对北盘江特大桥科技攻关工作的关注,也欢迎大家多提宝贵意见!
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