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國內(nèi)山區(qū)首座PPP模式下實(shí)施全生命周期BIM+技術(shù)的千米級(jí)特大橋
2019-12-10 來源:峽都市報(bào) 

  

  明年春完成主塔施工

  明年春完成主塔

  作為萬州地區(qū)“一環(huán)八射”高速公路網(wǎng)“一環(huán)”中的重要組成部分,萬州環(huán)線高速公路新田至高峰段是國家高速G5012恩廣高速中的一段,是G42滬蓉高速與G69銀百高速的連接線,更是萬州80公里城市外環(huán)最后的一段。對(duì)于完善國家和區(qū)域高速公路網(wǎng)布局,優(yōu)化長江過江通道布局,促進(jìn)萬州經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。

  

  新田長江大橋是萬州環(huán)線高速公路的控制性工程。大橋全長1770米,為主跨1020米的鋼箱梁懸索橋,主塔高177.5米,兩岸均采用重力式錨碇,大橋一跨過江,為三峽庫區(qū)又一座千米級(jí)橋梁,也是國內(nèi)山區(qū)首座PPP模式下實(shí)施全生命周期BIM+技術(shù)的千米級(jí)特大橋。

  

  目前大橋兩岸主塔混凝土澆筑最高點(diǎn)已超過100米,

  預(yù)計(jì)于明年春完成主塔施工。

  

  接下來跟小編了解下

  大橋有哪些特點(diǎn)和新技術(shù)應(yīng)用?

  建設(shè)中有哪些故事?

  未來它會(huì)不會(huì)成為重慶又一座科技橋,

  又一個(gè)新地標(biāo)?

  來看記者在現(xiàn)場為您發(fā)回的報(bào)道。

  長江上的9.5米乾坤大挪移

  新田長江大橋?yàn)橐豢邕^江的鋼箱梁懸索橋,主塔高177.5米,兩岸均采用重力式錨碇,大橋一跨過江,主跨1020米,加上兩端引橋全長1770米,為三峽庫區(qū)又一座千米級(jí)橋梁,也是國內(nèi)山區(qū)首座實(shí)施全生命周期BIM+技術(shù)的千米級(jí)特大橋。

  南北兩岸兩座主塔共同托舉起新田長江大橋數(shù)以萬噸計(jì)的超級(jí)重量。主塔是否堅(jiān)實(shí)可靠,是大橋建設(shè)的關(guān)鍵。按照最初設(shè)計(jì)方案,位于新田的南岸主塔位置緊鄰江邊,地勢(shì)平坦比較理想,位于北岸甘寧鎮(zhèn)的承臺(tái)位置就不那么“美妙”了,需要在水下施工。而三峽庫區(qū)水位定期漲落,涉水施工難度大、工期長、建設(shè)成本高,而且難免對(duì)長江水環(huán)境造成影響……

  

  要是大橋主塔能離開水體就好了。

  可不可以把大橋修長一點(diǎn)?主塔架遠(yuǎn)一點(diǎn)?現(xiàn)實(shí)是:北岸臨水臨崖又有大面積危巖,地勢(shì)施展不開。就算地理?xiàng)l件允許,可這樣一來,大橋長度勢(shì)必改變,引起設(shè)計(jì)、審批、建設(shè)成本一系列連鎖反映,代價(jià)也不小。

  

  此時(shí),BIM模型技術(shù)發(fā)揮了關(guān)鍵作用。傳統(tǒng)的建造設(shè)計(jì)只能在圖紙上進(jìn)行,平面式的設(shè)計(jì)無法完成對(duì)建筑工程的受力分析、材料用量計(jì)算、抗震分析等,BIM模型技術(shù)可通過全面的數(shù)字信息三維建模,真實(shí)模擬建筑物原型,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、建設(shè)、管理上的高度可視化和數(shù)據(jù)可追溯性。

  

  通過BIM模型技術(shù)結(jié)合三維地形圖和衛(wèi)星影像,設(shè)計(jì)人員對(duì)新田長江大橋進(jìn)行了建模,模擬各種承臺(tái)比選方案,最終在不改變大橋長度和原設(shè)計(jì)方案的情況下,讓大橋在江上來了個(gè)“乾坤大挪移”,將大橋整體向北岸挪移了9.5米,同時(shí)角度稍稍偏移一點(diǎn),就解決了涉水施工這一難題。

  這招“乾坤大挪移”,為大橋建設(shè)節(jié)省了數(shù)千萬資金,大大加快了工期,同時(shí)保護(hù)了長江母親河生態(tài)環(huán)境。

  主塔變成“長短腿” 帶來罕見施工難題

  “乾坤大挪移”帶來又一考驗(yàn):這一挪,北岸兩根塔柱成了“長短腿”了!由于地處臨江陡崖,一根塔柱在坡上,一根塔柱在坡下,兩者高差達(dá)到了16米。

  因?yàn)榈匦蜗拗疲幢卑吨魉辉谕黄矫媸┕?,橫梁施工方式必須隨之改變。

  大橋同側(cè)的兩根塔柱間有兩根橫梁,上橫梁和下橫梁。它們不僅起著連接、穩(wěn)固兩根塔柱的作用形成主塔整體,下橫梁還要對(duì)公路路面起承托作用,其建設(shè)體量自然不小。以北岸下橫梁為例,自身重量就有2200噸。

  

  在常規(guī)施工中,這么重的下橫梁需要采取落地式支架將它托舉起來,例如南岸就是此種工藝。

  但是,北岸下橫梁下面是16米高的臨江陡崖,落地支架根本無法搭設(shè)!下橫梁施工中只能靠兩根塔柱來承受它的重量。這種情況在全重慶的橋梁建設(shè)中還是第一次遇到,在國內(nèi)也很罕見。

  

  “牛腿”在這里派上了大用場。

  “牛腿”是梁托的別名,在古建筑中學(xué)名叫做“撐栱”。它什么樣兒呢?乍一看,就像在兩座主塔內(nèi)側(cè)各安裝了一個(gè)巨大的空調(diào)外機(jī)支架。這個(gè)巨大的直角三角形鋼結(jié)構(gòu)作用是將施工中的橫梁重力分散傳遞到主塔上。因此主塔設(shè)計(jì)和施工時(shí)就要預(yù)先考慮其受力結(jié)構(gòu)和預(yù)埋件設(shè)置,中交一公局集團(tuán)建設(shè)者為此動(dòng)了很多腦筋,包括橫梁結(jié)構(gòu)形狀、支架安裝受力等,最終將難關(guān)攻克。

  目前,下橫梁第一層澆筑已經(jīng)完成,第二層正在進(jìn)行鋼筋模板的安裝。

  未來大橋素顏亮相 色如秋水膚如凝脂

  觀摩活動(dòng)上,橋梁專家們都忍不住用手摸摸主塔表面:“太光滑了!”“顏色很美麗。”“哎,此刻盡絲滑啊……”

  讓大家大為贊嘆的正是“類清水”混凝土的應(yīng)用。

  清水混凝土是建筑現(xiàn)代主義的一種表現(xiàn)手法,建成后不再需要任何涂裝、貼瓷磚、貼石材等材料,可直接表現(xiàn)混凝土的“素顏”,因其極具裝飾效果也稱裝飾混凝土。萬州三峽移民紀(jì)念館使用的就是清水混凝土。萬州現(xiàn)有跨江橋梁涂裝以白色為主,牌樓長江大橋有紅色涂裝,素顏展現(xiàn)大橋風(fēng)姿這還是第一次。

  新田長江大橋的“類清水”混凝土在工藝上又進(jìn)了一步,可以達(dá)到如同“清澈水面”般的效果。主塔混凝土表面色澤如秋水碧波,清透路平湖清澈,質(zhì)感如絲綢光滑的質(zhì)感,與萬里長江交相輝映,不僅自然和諧,還更環(huán)保更現(xiàn)代。

  

  要讓主塔達(dá)到內(nèi)實(shí)外美的理想外觀,各環(huán)節(jié)都不能放松。從砂石的含泥量控制,到鋼筋保護(hù)層厚度的精確控制,到模板螺栓拉桿孔的拼縫處理,到塑料薄膜防漏漿……總之,要避免一切給大橋“肌膚”留下“疤痕”“痘印”“色斑”“皺紋”的可能,讓這位素顏美人膚如凝脂,清新出鏡。

  

  以脫模劑為例吧,混凝土澆筑前要在施工用模板上涂抹一種物質(zhì),使得模板不致于粘在混凝土表面上,拆模后混凝土表面才能保持光潔。新田長江大橋的混凝土要達(dá)到膚如凝脂的效果,脫模劑必須用最好的。施工單位用色拉油、機(jī)油柴油混合油、多種專用脫模劑反復(fù)試驗(yàn)比對(duì),最終采取的方案可以讓混凝土表面達(dá)到鏡面效果,完美展現(xiàn)了“類清水”混凝土獨(dú)特的清潔感、素材感、光滑感等出色的美學(xué)效果。

  非對(duì)稱錨錠:我很丑可我很溫柔

  懸索橋的錨錠是將懸索錨固于兩岸的重要構(gòu)件。通俗講,錨錠就是嵌入山體和地下的一個(gè)巨大混凝土塊,它用自身重力和與大地的摩擦力將纜索牢牢固定住,將橋梁荷載傳給地基。

  

  新田長江大橋的北岸錨錠也很有特點(diǎn)——特、別、丑!

  沒錯(cuò),就是特別丑,它不同于普通橋梁的對(duì)稱式結(jié)構(gòu),而是一個(gè)奇形怪狀的異形,簡直找不到語言來形容。

  它的優(yōu)點(diǎn)是特別“溫柔”。

  

  原來,北岸錨錠所在的位置地質(zhì)條件不大好,錨錠基座在中風(fēng)化層,上面有高聳的危巖,巖層有裂隙發(fā)育,有泥巖砂巖的強(qiáng)風(fēng)化層,容易產(chǎn)生滑坡。

  錨錠施工需要向地下開挖巨大基坑,如何避免施工對(duì)山體的擾動(dòng)?完美解決方案是在山體一側(cè)的動(dòng)靜越小越好,同時(shí)還要達(dá)到應(yīng)有的力學(xué)標(biāo)準(zhǔn),這樣一來,它的形狀就沒法標(biāo)準(zhǔn)。

  通過BIM技術(shù)應(yīng)用,錨錠方案不斷優(yōu)化,最終形成了奇怪的外形結(jié)構(gòu)。通過優(yōu)化,錨錠混凝土減少了1.27萬方,基坑開挖方量共減少了13.1萬方,對(duì)山體的影響力道可謂最“溫柔”了。

  三峽都市報(bào)社全媒體記者 應(yīng)艷麗



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