创三项世界之最
转体重达2.48万吨,是世界转体重量最大斜拉桥;
转体长度238米,是世界采用单球铰转动施工的最长桥梁;
球铰直径4.5米,是目前工业铸造领域的世界最大直径。
结构及工艺选择
丹阳路立交桥跨越京九、新兖铁路及菏泽货场共8股道,京九铁路平均每十分钟就有一趟列车经过。为解决上跨铁路施工的相关技术难题,主桥选型设计采用了单索面、独柱塔、主梁漂浮的斜拉桥结构形式,这样可以先把半座斜拉桥沿铁路方向在旁边支架上浇筑制造完成,再采用整体转身跨越铁路的施工方法,采取“先建后转”工艺实现与另一半斜拉桥的对接合龙,从而最大限度减少桥梁施工对铁路运行的干扰。
丹阳路立交桥全长2031米,其中主桥全长520米,桥面总宽32米,综合技术含量高,并具有转体重量大、重心高、转角大等特点。
数万吨重的桥身如何拉动?
原理其实很简单,就像推石磨。关键在于转体系统,包括球铰、撑脚、滑道、反力架、牵引索等。
丹阳路立交桥基座分为上下两个承重台,下承重台固定在地面不能转动,能够转动的部分就是上承重台和桥塔桥梁形成的整体。上下承重台的中心部分安装了一个类似于磨盘的装置,其中核心部分叫做球铰,直径有4.5米。球铰同样也分为上下两部分,下球铰安装在下承重台中心部位,然后再放上球铰,上下球铰相连的两个平面之间安装了1629个聚四氟乙烯滑片,这种材料的摩擦系数极低,而且还能承载巨大重量,在转体时能够起到“四两拨千斤”的作用。这样重达2.48万吨的斜拉转体桥只需要两台350吨的千斤顶拽拉就能转动。
上球铰安装完成后,上承重台就要像帽子一样牢牢扣在上面,在直径15米的转台周围缠绕着37束钢绞线,西南和东北方向各安装了一台牵引力达到350吨的千斤顶来拉拽钢绞线。方向相反的牵引力作用点在上转盘直径上,相对转盘中心形成水平方向的力偶矩,对桥体不会产生倾覆力矩,因而桥体只会水平旋转,不会平移。另外,为了保证桥梁在空中完成转体时保持平衡,转盘之间还放了6个撑脚。
转体角度如何精准控制?
转体主桥重量达2.48万吨,球铰的稍微转动就会因为惯性让桥体跑出很远。转体主桥只能进不能退,如何停到81.67度可是技术活。
斜拉桥转体,精度控制是另一难点。“拉得不准,斜拉桥转身不精确,就会影响日后的施工和行车安全。”按照验收标准,转体就位后,轴线要控制在10毫米以内,高程的偏差则要控制在5毫米以内。
为保证转体安全精确,在转体过程中,监控团队对应力、标高、轴线位置、转体速度等相关参数进行实时监控,一旦发现异常,必须立即调整。
转体过程中前期桥体均速转动,一分钟转1度,转体主桥在距合龙处1米位置时,采取点动精调,从而确保主桥停靠到设定的位置。
参考视频:斜拉桥转体施工工艺