近日,國內首條時速350公里跨海高鐵——福州至廈門高速鐵路建設工地傳來喜訊,全線控制性工程湄洲灣跨海大橋主塔成功封頂。該橋全長14.7公里,海域施工長度10.8公里,是國內首座跨海高鐵矮塔斜拉橋。
據承建方中鐵十一局相關負責人介紹,施工中,專案部成立了關鍵施工技術科研小組,解決了潮汐區圍堰施工、主塔索鞍定位等難題,創下多項“中國造”之最,形成了30餘項科研成果,確保了工程質量。
行車速度最高的國內首座跨海高鐵矮塔斜拉橋
新建福廈高鐵位於福建沿海地區和臺灣海峽西岸,是我國第一條真正意義上的海洋環境下執行的高速鐵路工程、國內外行車速度最高的沿海/跨海鐵路。
湄洲灣跨海大橋是福廈鐵路中最長的海域施工區段,也是全線重點控制性工程。主橋設計為預應力混凝土連續剛構矮塔斜拉橋。矮塔斜拉橋,又被稱為“部分斜拉橋”,它是介於連續梁橋和斜拉橋之間的一種新的橋樑結構形式,其兼有斜拉橋和連續梁橋的特點,以及剛柔相濟的特性,符合結構受力特點,具有經濟、造型美觀、剛度大等優點,有著很大的發展潛力,所以越來越多的小跨度橋均優先採用矮塔斜拉橋這種結構形式。
專案部針對本專案存在的施工技術難題,以課題“湄洲灣跨海大橋關鍵施工技術”為依託,進行海上超長棧橋、潮汐區圍堰、大直徑深水樁基等施工技術研究,加大“小改小革”的研發,推廣使用新工裝、新工藝,解決施工難題的同時提升施工工效。
40.6米的“巨無霸”系高鐵施工中世界首次應用
長40.6米、寬12.6米的移動模架現澆梁,混凝土澆築方量為438.2方,梁體自重達1000噸,比傳統的32米箱梁重100噸,是名副其實的“巨無霸”!
據專案部總工程師李維介紹,湄洲灣跨海大橋全橋除連續梁外全部採用40.6米箱梁設計,為福廈鐵路全線唯一一座40.6米箱梁橋,這也是40.6米大跨度移動模架現澆梁首次在高鐵施工中應用,此項成套技術在世界尚無先例,備受關注。
“相較於傳統32米箱梁設計,採用40米箱梁設計佔地面積減少20%,投資降低3%—5%,既增加了通航能力,又減輕了潮水對橋墩的衝擊力,提高了跨海大橋的安全性。”他說,但由於澆築的高標號混凝土塌落度小,澆築難度高,本次施工更需要連續澆築一次成型,對施工裝置的安全性及可靠性提出了極高的要求。
為此,專案部採用的架樑裝置為上行式移動模架,較傳統的下行式移動模架,機械化程度更高,既可實現箱梁內、外模板的整體滑移、精準定位,也可實現連續迴圈作業,滿足技術、經濟、結構和執行穩定性、施工方便性等各方面的要求。同時,單孔施工週期快、節省勞動力、勞動強度低,不受橋下場地限制,大大減少了對土地的佔用以及對生態環境的破壞,確保把福廈高鐵建設為智慧精品、綠色示範工程。
多項創新改進確保跨海大橋站穩海中
湄洲灣跨海大橋所處地質環境複雜,海巖覆蓋層較薄,且天然溝壑較多,樁基必須衝破岩層直達穩定層,施工過程中經常出現卡住鑽頭及垂直度發生偏離等問題,給樁基施工帶來許多問題,使施工難度加大。
“特別是索鞍作為斜拉橋施工中的關鍵環節,施工精度高,控制難度大。而湄洲灣跨海大橋位於曲線段上,加上海域風大浪急,導致斜拉橋主塔索鞍定位困難,成為斜拉橋施工中的一個難題。”據李維介紹,為確保主跨通航要求,主墩承臺均埋入河床面以下,給圍堰施工作業增加了難度。同時,專案部克服大雨、颱風等海上惡劣天氣影響,採取預埋勁性骨架、增加控制點位等手段實現索鞍精確定位,形成一套索鞍定位快捷高效的施工工法,有效地解決了索鞍定位控制難題。
新建福廈高鐵於2017年9月30日開工建設,其作為京福廈高速鐵路客運通道的一部分,也是長三角經海峽西岸至珠三角高標準客運聯絡通道,未來將助推福建沿海城市群建設。