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穿沙、越河、通峽 勇闖技術“無人區”

世界首座風積沙峽谷區多矮塔斜拉橋——西拉沐淪特大橋建設有多難?

2024年07月07日08:36 | 來源:內蒙古日報
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  夏日的清晨,位於赤峰市克什克騰旗境內的西拉沐淪河微風起漾,岸坡上樹木森森,河谷邊牛羊悠然。在水域上,有一座鋼鐵巨龍橫跨水面,與藍天、河水、群山構成了一幅壯美的畫卷,這座大橋即6月通車的世界上首座風積沙峽谷區多矮塔斜拉橋——西拉沐淪特大橋。

  大橋技術含量高,施工難度大,多項成果達到國際先進水平,在建設前,國內外在風積沙陡峭坡面上橋梁結構物連續施工尚無先例。如今,這座飛越在風積沙峽谷區的多矮塔斜拉橋,已經成為向世界展示“中國橋梁”的一張閃亮名片,更是地理環境中人類智慧與勇氣的象征。

  西拉沐淪特大橋為經烏高速的控制性工程,全長2064米,跨越遼河源頭西拉沐淪河,橫亙在渾善達克沙地上。主橋為七跨六塔預應力混凝土多矮塔斜拉橋,採用塔墩梁固結、單索面雙排斜拉索結構體系。如果站在峽谷中,仰望頭頂208米高的西拉沐淪特大橋,猶如仰望80層高樓,項目整體在鋼筋使用上投入約5萬噸,混凝土達34萬方。

  高墩身、大跨徑,把這樣的“大物件”放進河流峽谷間不是件容易的事,首先面臨的就是穿沙難題,也是工程建設中最大的“攔路虎”。

  西拉沐淪特大橋南北引橋均位於西拉沐淪河兩岸風積沙岸坡上,岸坡表面風積沙覆蓋層深度達60米,兩岸坡度均在30°至40°之間,邊坡高差大,自穩能力差,又高又陡的岸坡加上風積沙地質條件,極易發生滑坡、坍塌,修筑施工便道、開挖作業面及機械設備運輸、提升、拼裝極其困難。

  “我們首次研發採用了台階式高壓旋噴水泥漿液加固方法和兼具岸坡加固功能的帷幕式鑽孔護筒。”中交路橋建設有限公司經烏高速西拉沐淪特大橋項目部項目總工程師趙鑫介紹,施工時按照自上而下的順序加固一級,開挖一級,逐級形成“台階”狀施工平台。同時借助高壓旋噴樁,圈打咬合形成封閉環狀圓筒,即水泥旋噴樁帷幕式護筒,代替了傳統鋼護筒,進一步加固了施工平台,提高了施工平台承載力,有效避免了邊坡滑塌、失穩及設備傾覆的風險。

  其次是越河問題。

  西拉沐淪河為西遼河北源,發源於渾善達克沙地邊緣的克什克騰旗境內,全長1250公裡,在克什克騰旗境內全長約151公裡,沿途匯入大小河流50余條,屬於二級水質標准。

  西拉沐淪河以其河水哺育了其流域內的各族人民,被史學家稱為“祖母河”。為避免影響河道,技術人員實地勘察無數次,最終確定水中樁基礎採用“整體棧橋及鋼平台+氣舉反循環+深護筒+鑽渣分離器+泥漿循環專用管道”成套技術施工方案,此技術不僅提高了樁基成孔質量、出渣效率及泥漿循環利用率,而且還避免了泥渣對河道水體的污染,減少了對河道的干擾。

  最后還要克服“U”型大峽谷中復雜氣候環境帶來的各種困難。

  西拉沐淪特大橋項目共有承台28 座,其中最大承台混凝土土方量達9200余方,屬於典型的大體積混凝土結構物。基於項目處於大風低溫“U”型峽谷中,全年大風天氣頻繁、氣候溫差較大,混凝土開裂風險極高,溫控難度高於同類工程。

  “我們研發了橋梁大體積混凝土智能溫控系統,首次提出了小梯度、慢冷卻、精准控制的橋梁混凝土自適應溫度調控新方法,開發了大體積混凝土溫控算法與智能溫控雲平台,研制了大體積混凝土成套溫控裝備,成功實現了橋梁大體積混凝土自動化調節、智能化控制的溫控效果,提高了混凝土施工質量。”趙鑫介紹。

  此外,由於大橋主橋墩身高、截面大,施工區大風天氣頻繁,施工安全風險高,項目建設人員還研發了高寒大風區超高墩“日”字型斷面墩身鋼筋模塊化制安技術,有效提高了墩身節段鋼筋綁扎效率,降低了墩身高空作業風險和施工成本。

  從2019年項目開工以來,建設者勇闖技術“無人區”,穿沙、越河、通峽,逢山開路、遇水架橋,西拉沐淪特大橋如期建成,成為內蒙古新地標,向世界展示了中國的基建實力。

  “西拉沐淪特大橋建成通車,將經棚至烏蘭布統的行車時間由過去的2小時縮短至1小時以內,而且經烏高速開通后連接了內蒙古和環渤海經濟區,串聯起三大草原旅游區,形成京冀蒙旅游環線。經烏高速作為內蒙古中部地區的重要出海通道和精品旅游公路,對於帶動沿線資源開發和經濟社會發展、深度融入京津冀一體化等具有重要意義。”自治區交通運輸廳黨組書記、廳長高世勤說。(記者 高慧)

(責編:張雪冬、劉澤)

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