5月27日，世界首座三塔四跨雙層鋼桁梁懸索橋——溫州甌江北口大橋建成通車。天青色的鋼桁梁狀如巨龍，飛躍天塹。
大橋上部結(jié)構(gòu)由110榀鋼桁梁構(gòu)成，總長2087米，總重量約8萬噸，單節(jié)段最大吊重1050噸。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)研發(fā)建造出世界最大吊重能力的千噸級纜載吊機(jī)專門應(yīng)對針對大重量鋼桁梁吊裝。
針對多塔連跨復(fù)雜環(huán)境，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)從2020年10月開始，歷時(shí)半年最終形成跨中纜梁相交區(qū)采用“千噸級纜載吊機(jī)+分體式纜載吊機(jī)”接力提升等10多種工藝。“其中最復(fù)雜的要屬纜梁相交區(qū)。”項(xiàng)目總工郝聶冰說，在國內(nèi)懸索橋中主纜大多高于橋面，但這里南北兩個(gè)跨中300米區(qū)域主纜位于橋面以下。由于臨近機(jī)場，主塔高度受限，又要滿足3萬噸級貨輪通航，結(jié)合大橋矢跨比、受力合理性等多種因素，便產(chǎn)生了纜梁相交區(qū)。
千噸級纜載吊機(jī)的千斤頂、行走機(jī)構(gòu)分別騎跨在兩根主纜上，中間通過鋼桁架連接，鋼桁梁無法提升到超越鋼桁架的高度，自然無法提升到主纜以上。這就要將鋼梁提升到一定高度后，再安裝分體式纜載吊機(jī)對鋼梁進(jìn)行接力，進(jìn)而將鋼梁提升到設(shè)計(jì)位置。
你方唱罷我登場
2021年7月6日，在大橋南塔與中塔、中塔與北塔間兩個(gè)跨中位置的纜梁相交區(qū)，兩艘運(yùn)梁船已拋錨就位。主纜上的4臺千噸級纜載吊機(jī)隨時(shí)待命。
“梁體提升將于8:40時(shí)準(zhǔn)時(shí)開始！注意觀測！”四標(biāo)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人蔣建發(fā)出指令。“收到！纜載吊機(jī)指揮員請注意，液壓泵站分5級加載，單個(gè)千斤頂每次加載50噸。”項(xiàng)目生產(chǎn)副經(jīng)理張平回應(yīng)道。
隨著吊機(jī)油缸啟動，每加載一級張平都會爬到梁上觀察。待加載到200噸時(shí)，吊機(jī)開始受力，張平帶領(lǐng)工人再次檢查甲板，排除所有障礙物。吊機(jī)加載到1000噸時(shí)，船上鋼梁開始脫空。45分鐘后，一千多噸的鋼桁梁在吊機(jī)牽引下超越船頭。大伙心情非常激動：終于穩(wěn)了！
下一步，張平轉(zhuǎn)乘交通船迅速趕往南塔，結(jié)合測量觀測的鋼桁梁上下游高差變化，及時(shí)通知設(shè)備操作人員微調(diào)千斤頂。歷經(jīng)4個(gè)半小時(shí)持續(xù)吊裝，鋼桁梁提升至距離江面約50米高位置。
“千噸級纜載吊機(jī)的使命告一段落，但還要持續(xù)受力提著鋼梁，下一步就該分體式纜載吊上場了！這期間還有更關(guān)鍵的軟吊帶安裝。”張平說，“軟吊帶是承載工具，上方與主纜永久吊索連接，下方與鋼桁梁吊耳連接。”
上下游共6根軟吊帶，單根長30米。要把軟吊帶掛到永久吊索上并不容易，要工人沿著吊桿下去高空安裝。張平他們提前加工一套高空雙爬梯，在兩個(gè)爬梯間搭設(shè)踏板，防止工人踩空，并準(zhǔn)備雙保險(xiǎn)安全帶和專用防墜器。最終，歷經(jīng)2天半軟吊帶掛設(shè)完成。
當(dāng)千噸級纜載吊機(jī)完成卸載并移開，分體式纜載吊機(jī)和托梁安裝也擺上日程。正所謂“你方唱罷我登場”。
“托梁要順橋向安裝，這就要求船舶橫在江中擺放，那么就會受到更強(qiáng)的水流沖擊，姿態(tài)難以穩(wěn)定。”張平回憶，我們通過多種拋錨方式對比，添加了輔助船才穩(wěn)住運(yùn)輸船。
7月13日，隨著分體式纜載吊機(jī)將鋼桁梁再提升15米，鋼桁梁超越主纜達(dá)到設(shè)計(jì)位置，首節(jié)鋼桁梁成功吊裝。隨后，溫州遭遇臺風(fēng)侵襲，大橋停工近20天，而8月初揚(yáng)州地區(qū)疫情反彈導(dǎo)致鋼桁梁無法運(yùn)輸。期間項(xiàng)目部則結(jié)合首次吊裝經(jīng)驗(yàn)得失，為后續(xù)提升效率精心籌劃。經(jīng)過大干快上，10月15日，纜梁相交區(qū)32榀鋼桁梁全部吊裝完成，全橋最難的吊裝環(huán)節(jié)被攻克。
“窗口剛接法”串珠成線
“窗口期來臨，請做好第17至18號節(jié)段鋼桁梁剛接準(zhǔn)備，10月23日正式啟動剛接……”2021年10月20日，項(xiàng)目部收到來自大橋線形監(jiān)控單位的提示信息。
所謂“剛接”，就是將相鄰兩榀鋼桁梁通過高強(qiáng)螺栓和焊接的形式緊固連接，從而真正形成整體。
“為確保在臺風(fēng)區(qū)鋼桁梁吊裝后的穩(wěn)定性，前期鋼桁梁吊裝時(shí)每兩榀梁之間都要臨時(shí)‘鉸接’，就是焊接一套活動裝置通過銷軸將兩者相連，鉸接裝置保留了調(diào)位空間，待大橋合龍后將會割除。”技術(shù)人員高鴻介紹說，“鉸接”是“剛接”的基礎(chǔ)。
全橋鋼桁梁在合龍前，受重力作用會有多種形態(tài)變化。起初是向下垂墜的‘凹型’，隨著后續(xù)梁段增加，結(jié)合調(diào)位和剛接逐漸趨于平坦，最后將變成微微上拱的設(shè)計(jì)狀態(tài)。這其中“剛接”是關(guān)鍵。
傳統(tǒng)鋼桁梁懸索橋，是在全部梁段吊裝后才能進(jìn)行梁段剛接，且根據(jù)線形要求模擬壓重，以確保鋼桁梁成橋線形和內(nèi)力，需耗費(fèi)大量時(shí)間和人力、物力。
若按傳統(tǒng)方法，大橋?qū)⒚媾R更大的調(diào)位難度和工期壓力。項(xiàng)目部提出“窗口剛接法”，即一邊吊梁一邊固接梁段，確保鋼桁梁吊裝和剛接同步進(jìn)行。“但從哪個(gè)位置開始接是有講究的，我們聯(lián)合監(jiān)控單位全面監(jiān)測大橋受力狀況，結(jié)合溫度等多種因素確定剛接窗口期。”郝聶冰說。
全橋鋼桁梁共約47.3萬套高強(qiáng)螺栓，每個(gè)螺栓孔都要精準(zhǔn)對位。“之所以選擇10月23日開啟剛接，是因?yàn)橥ㄟ^計(jì)算分析認(rèn)為在17-18號墩之間開始剛接，最有利于精確調(diào)位和栓接，花費(fèi)人力物力也最小。”從第一次開啟剛接到施工全程，項(xiàng)目部精確選擇后續(xù)剛接“窗口期”，避免了一邊吊一邊等的情況。
2021年12月30日，大橋成功合龍，所有鋼桁梁像串珠一樣形成整體。通過“窗口剛接法”相比傳統(tǒng)方法節(jié)省工期近1個(gè)月。（杜才良）