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北盘江大桥合龙后再装“伸缩关节”
- 2016-12-19 -

  高桥之上,云雾缭绕似人间仙境;高桥之下,烟雨水绕若世外桃源。北盘江支流河水清澈,参天古木依旧枝叶繁茂,山中时常可见猕猴的身影。

  今年年底,北盘江大桥将全面通车,其缩千里为咫尺,连云贵为一家。随着北盘江大桥正式合龙,山西省交通科学研究院开始为大桥安装“伸缩关节”。

  创新设计 确保大桥关节能屈能伸

  备受关注的北盘江大桥是浙江杭州至云南瑞丽高速公路毕都段的控制性工程,位于贵州省和云南省交界处,大桥全长1341.4米,桥面到谷底垂直高度达565米,相当于200层楼的高度,超越之前世界第一高桥四渡河特大桥的560米,成为新的世界最高。

  由于大桥处于特殊的地理位置,常年潮湿多雨,且受峡谷横风影响,桥梁主体工程采用钢桁梁结构,仅在大桥两端设置四条伸缩缝,以最大限度保证行车连续性和舒适性,降低行车对梁体结构的冲击作用。因此对伸缩装置提出了更高的要求,除了要良好的适应桥梁的伸缩变化外,还必须具备良好的防腐性能。

  关键部位的特种构件是保障大桥百年使用寿命的秘密武器。此次伸缩缝采用的是等距变位式伸缩缝。该形式的伸缩缝兼具“转轴式”伸缩缝结构简单、受力清晰和“剪力弹簧式”伸缩缝制造简单、互换性好的优点。

  设计单位的技术专家表示,正是因为有了包括伸缩缝在内的创新设计,才使得这座大桥有了能屈能伸的“关节”,在烈日中不会变形,在寒风中也能安之若泰。

  技术攻关 尽可能使关节与大桥同寿命

  大桥的设计使用寿命为100年,而目前世界范围内,伸缩缝的使用寿命为30到50年,也就是说,在北盘江大桥100年的设计使用周期内,要陆续经过两到三次更换。为尽可能高的提升伸缩缝使用质量与寿命,在生产过程对伸缩缝各个部件采取全过程、全方位的管控。

  如果说伸缩缝是桥梁结构的关节部件,橡胶支座则是保证关节能够完好运行的润滑剂。橡胶支座作为伸缩缝的重要受力部件,其质量好坏直接影响到伸缩缝的使用寿命。

  由于大桥复杂的变位要求和潮湿的气候环境,摈弃了以往外购支座的做法,设计出一种专门针对大桥复杂环境的橡胶支座,根据实验结果不断修正模拟参数,优化温度、压力、胶层厚度等重要指标。经检验,支座各项指标均符合国家行业标准。

  精准安装 将高差控制在0.5毫米内

  作为一座大桥负荷量最大的构件之一,每经过一辆车的碾压,它都要不停地伸缩调节,而每1℃温度的变化,或者是每一次刹车等外力因素造成桥面位移,这都靠伸缩缝的即时调节。

  按照《公路桥梁伸缩装置》(JT/T327-2004)中规定,伸缩量大于800毫米时,中梁顶面与边梁顶面相对高差应在±1.5毫米。

  为了尽可能地减小行车对伸缩缝和梁体的冲击作用,提出了整体伸缩缝顶面内彼此中梁与边梁的高差都在±0.5毫米的要求,相当于一枚硬币厚度的1/4,安装精度甚至比大桥合龙时的精度还要高,如此高标准的要求带来的技术难度可想而知。

  大桥伸缩缝的安装工作于2016年10月初展开。

  组装完成的D1120型伸缩缝长12.25米,单重在20吨左右,北盘江大桥两岸索塔坐落于悬崖边,中跨桥面距离峡谷底最大565米,因此受峡谷横风的影响较大,吊装过程中伸缩缝会产生剧烈摆动,悬吊在空中移动时产生的动量甚至能将整辆吊车甩到峡谷底部。如果摆放位置不正确将会对桥梁产生巨大的局部压力,甚至会破坏桥梁结构。

  巨大的体积与质量规格,悬空移动时产生的动量、复杂的安装环境、如何能安全的起吊缝体进入槽口,就成了现场安装的首要难题。

  焊接是影响伸缩缝现场安装成效的最主要的因素,缝体顶面与梁板的焊接需要一次性完成,焊接工人必须蹲地四五个小时持续作业,对工人的焊接水平和耐力要求极高,且焊接过程中工人处于桥下位置,辛苦与危险并存。

  现场检查的业内专家说:“北盘江大桥伸缩缝采用新技术、新工艺安装施工,外部质量美观,其性能达到了国际一流水平。”