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阻断出海梦,重庆长江大桥

时间:2019-11-22 13:41来源:科学研究
——武船参建重庆石板坡大桥复线桥工程纪实 重庆长江大桥,又名石板坡长江大桥,位于重庆渝中区石板坡和南岸区黄葛渡立交之间,属于T型刚构桥,是横跨长江的第一座公路大桥,

——武船参建重庆石板坡大桥复线桥工程纪实

重庆长江大桥,又名石板坡长江大桥,位于重庆渝中区石板坡和南岸区黄葛渡立交之间,属于T型刚构桥,是横跨长江的第一座公路大桥,也是重庆主城区在长江上的第一座桥梁,带动了重庆市的经济同步发展,已成为重庆的著名景点之一。

近日,崇启大桥主桥六跨连续钢箱梁支承体系转换顺利完成,实现了钢箱梁由施工期临时支撑向永久支座的转换,标志着崇启大桥江苏段实现全线贯通。

近日,在湖北省船舶工业工作会上,湖北省副省长任世茂提出,要抓住当前世界船舶业蓬勃发展的大好机遇,努力把船舶产业发展成为湖北省新的经济增长极。 “枯水的季节,大船航行不了;涨水的季节,由于长江上多座大桥的阻隔,很多船舶通过不了,连桅杆烟囱都不能建造。”尽管湖北历史上从来都是因江而兴,因船而盛。然而,长江上几座大桥的阻隔却一直束缚了鄂船出海的脚步。武汉造船学会秘书长康维干告诉记者,湖北造船业的总产值尚不及上海外高桥船厂一家的产值。于是,武船寻找出海口,借力海西湾;长航组建“集团军”,整合沿江船厂。鄂船突围,任重道远,但已上路。康维干介绍,湖北省有300多家船厂,但大多“规模小,吨位少”,“如果严格按照国防科工委的要求进行整改,70%的船厂将没有出路。”2006年12月,长航集团将旗下的4所船厂、2所电机厂、港机厂整合组建成船舶重工总公司。统一经营、统一采购、统一资金、统一协调、统一设计,西起宜昌,东到南京,“长航集团军”沿江布局,重装上阵。长航外经便成为各家船厂统一的“接单人”,据长航外经介绍,2003年以来,船市行情逐渐转好,“我们没有盲目接单而是控制接单节奏,才能保证了工厂的较好利润”。有了一个统一的掌舵人,集团内部各船厂竞相杀价才得以避免。湖北船舶工业两巨头,除了长航船舶,就是武昌造船厂了。由于湖北本地地理位置的限制,去年,武船将触角伸向了离海不远的青岛海西湾:拟投资5亿元在此建造船基地。据了解,之所以选择在青岛建基地,主要是出于产品运输方面的考虑,因为将万吨以上大型船舶从长江航道运至海外相当困难。青岛基地建成后,将使武船生产的船舶系列更全、更具竞争力。同时,据康维干介绍,武船在海西湾是和北海船厂合作,北海船厂主要以修船为主,而武船在造船工艺和管理上具有优势,二者正好可以互补。据消息人士透露,借港出海之后,武船的下一个目标是走出国门,与工业强国共同造船。除开传统造修船的主营业务,武船“造桥人”转战南北,又向桥梁钢结构领域迈开一步。目前,桥梁钢结构产业不仅成为其在“十五”期间新的经济增长点,也使武船成为这一领域的国内三强之一。2005年,武船将目前世界上在建的最长跨海大桥——杭州湾跨海大桥北、南通航孔桥钢箱梁、钢锚箱和海中平台匝道桥钢箱梁共38000吨的加工制造任务收入囊中。这是武船继签单广州珠江黄埔大桥斜拉桥钢箱梁合同后签订的又一大单。武船由此进一步确立了在华东地区桥梁钢结构制造市场的领先优势。2006年,武船在桥梁钢结构市场也是捷报频传:重庆大宁河特大桥钢结构被武船“拿下”;重庆观音岩长江大桥钢梁制造工程被武船揽入囊中;中标杭州江东大桥,一举签下该桥两座总重达23400吨的钢箱梁制造合同。康维干说:“湖北造船业在量上不能做大,只能造一些特色船舶。”因此,吨位不大,但技术含量高的专业船舶,成为“湖北造”的突围方向。虽然在船舶制造上,会受制于许多客观原因。但湖北的优势,却发挥在了配套设备的生产和科研设计能力上。701所、709所、712所、717所、719所、722所,华中科技大学、武汉理工大学、海军工程大学,在船舶科研机构的国家队名单上,武汉聚集了荣耀。目前,武汉的船舶研发能力,在全国居于第二位。“找准自己的位置,科研机构和国有、民营造船企业通力合作,湖北就有望出现千帆进发的局面。”跟船打了37年交道的康维干展望未来显得信心十足。

9月25日上午,重庆石板坡大桥复线桥现场欢声雷动,礼炮齐鸣,数百名大桥建设者代表见证了该桥正式通车。克服世界性难题,成功建造、运输、转向定位和焊接“世界第一梁”——单节长103米,重达1300余吨钢箱梁的武昌造船厂代表作为桥梁建设功臣应邀为大桥剪彩。

新建成的重庆长江大桥复线桥,为提高重庆长江大桥的通行能力和改善重庆长江大桥通行压力以及作为改善重庆市环线交通的重要路桥项目,朝天门长江大桥建成后,将实现与重庆近郊交通主干道的顺畅连接,联网互动,扩展重庆的经济“动脉”,带动重庆整体经济的同步发展具有战略性意义。

崇启大桥是沪崇苏大通道的重要组成部分,连接上海崇明岛与江苏启东市,江苏段全长21.028公里,江苏境内跨江大桥长4.544公里,主桥采用102+4×185+102米的6跨变截面连续钢箱梁,是目前国内跨度和联长最长的钢连续梁桥。主桥钢箱梁宽16.1米、梁高9~3米,分为12榀整跨钢梁,其中185米长的8榀、146.5米长的2榀、55.6米长的2榀。一榀185米整跨钢梁的起吊重量超过2650吨,其桥面面积相当于7个标准篮球场大小,堪称“神州第一梁”。

重庆石板坡大桥复线桥是在重庆石板坡大桥上游5米处建造的一座同类型桥梁。复线桥工程有一个330米长的主跨,主跨采用了两端混凝土,中间111米的钢箱梁组合模式,这在全球同类桥梁中绝无仅有。

重庆长江大桥全长1120m,最大跨度174m,桥宽21m,四车道,两边各有2米人行道。

建设单位积极整合国内外技术力量,较好地解决了施工过程中的技术难题,取得了重要的技术创新、工艺创新成果,申报了自平衡吊索具系统和吊索具定位支架等2项技术专利。主桥钢箱梁采用“整跨分节、工厂无应力线形制造、滚装上船、逐跨整体架设”的总体施工方案。钢箱梁在江苏靖江制作并预拼装后,由1.4万吨海驳运至桥位,之后采用2艘起吊能力分别为1600吨、2200吨的浮吊进行抬吊架设,这是我国桥梁建设的又一项创举。钢箱梁自2010年10月19日开始吊装,至今年2月25日完成最后一榀合龙跨吊装。崇启大桥超大规模变截面钢箱梁制造、运输和吊装成功,创造了国内钢箱梁桥建设的新记录。

“世界第一跨”建造无疑是一道世界性的难题,破解这个难题,要解决103米钢箱梁的整体制造、整体运输、转向定位、出水吊装和现场安装等一系列难题。在一年半的时间里,武船人用成功的实践给出了最好的答案。

重庆长江大桥于1977年11月26日动工兴建,1980年7月1日建成通车,比计划提前6个月完工。它跨越长江,北连南区干道,直通重庆火车站和朝天门港区;南接川黔公路。全长1120米(包括桥台架空部分),北引道长496米,南引道长1725米,其中南桥头设有双孔隧道一座,2003年隧道拆除,并新建了南桥头立交。南引道末端和北引道路交叉口均采用半立交,正桥7墩2台,共8孔长311米。 主跨度174米,属于T型刚构桥。该桥由上海市政设计院设计、重庆市桥梁工程公司施工。2003年12月在原重庆长江大桥的基础上。新建了重庆长江大桥复线桥,为了提高重庆长江大桥的通行能力和改善重庆长江大桥通行压力。于2006年09月25日复线桥正式建成通车。

崇启大桥江苏段全线贯通后,工程转入桥面系及交通、房建等附属设施施工阶段。截止目前,项目累计完成投资25.15亿元,占批复概算的69%,有望今年年底前基本完工。

科学论证,勇于挑战世界难题

重庆长江大桥是一座三跨连续梁桥,在大桥建设过程中,需要简支梁、悬臂梁、连续梁、斜拉体系、有推力拱、无推力拱……几乎涵盖了所有桥梁的施工方式,其复杂和频繁的体系转换充满了风险和挑战,这在国内非常罕见。

2004年底,石板坡复线桥业主经过多方考察找到了武昌造船厂,希望武船承担该桥钢箱梁整体建造和运输及定位方案的研究。

据二航局项目部总工程师汪存书介绍,建大跨度的钢拱桥,最大的难度是拱桥无外来支撑力、承载力,全靠钢拱自身的力学设计精度。552米跨度钢桁系杆拱桥上部钢桁结构的安装,是朝天门长江大桥最有特点和最具技术难度的关键施工工序。此外,整个桥梁用钢达到五万吨,比北京的国家体育场“鸟巢”的用钢量还多,而其使用寿命可达到100年。

送上门的工程接还是不接?工程是世界首例,如果武船接单后不能完成或完成得不漂亮,不仅无法向业主交代,而且会在桥梁市场自毁声誉和品牌。但是,“为者常成,行者常至”,只有不断迎接新的挑战、不断跨越自己,企业才能不断前行。面对业主的信任,工厂作出了庄严承诺。

作为改善重庆市环线交通的重要路桥项目,朝天门长江大桥建成后,将实现与重庆近郊交通主干道的顺畅连接,联网互动,扩展重庆的经济“动脉”,带动重庆整体经济的同步发展。

武船很快成立了技术研究专班。首先遇到的难题是运输方案的论证。业主曾对钢箱梁的运输有3套建议方案:一是驳运,即把钢箱梁装载在驳船上运输;二是船运,即把钢箱梁装在滚装船运输;三是浮运,即利用钢箱梁的浮力,让钢箱梁借助外来动力“自行”航行。专家们经过科学论证后认为,驳运和船运成本高,周期长,难以满足工程的需要,浮运是最优方案。但钢箱梁的精确转向定位和克服吸附力起吊出水是具有挑战性的难题。

重庆长江大桥又名石板坡长江大桥,位于重庆渝中区石板坡和南岸区黄葛渡立交之间。

科技人员进行了大量的理论计算和方案设计,并多次在华中科技大学进行了水池模拟实验,掌握了钢箱梁整体浮运的阻力、转向角度受力和起吊出水吸附力的准确数据,确定了捆绑运输的措施、转向定向的方案。

重庆长江大桥横跨长江风姿雄伟,已成为重庆的著名景点之一,桥头有叶剑英的题词,两岸的桥头堡雕塑:《春夏秋冬》,由四川美术学院雕塑系创作,将虚幻的时令拟人化,表现了人生四季。

2005年5月26日,工厂提出的大体积、大吨位钢箱梁整体运输、定位及吊装方案顺利通过了包括两院院士参加的专家组评审。

正桥全长1120m,分跨为86.5+4×138+156+174+104.5,最大跨度174m,悬臂端梁高3.2m,根部高11.0m,吊梁跨度35m,桥宽21m,四车道,两边各有2米人行道。

精益制造,百米钢箱梁误差仅4毫米

上部结构由两个单室箱梁组成,较三肋式节省材料,施工方便;采用三向预应力,悬臂浇筑法施工,3天强度要求达到R30;在国内首次采用带有加劲型钢和氯丁橡胶管的预应力弹性伸缩缝,伸缩量可达200mm。桥墩采用等截面空心钢筋混凝土结构,桥墩竖壁与箱梁肋版对应设置,自基础襟边至桥面高60~70m,采用滑动模板施工,每昼夜可升高2.8~4.0m。

在科技人员完成方案论证后的第5天,大桥钢箱梁正式开工建造。按照工艺要求,百米长的钢箱梁的精度控制必须在±10毫米以内。为了保证梁段的建造质量和周期,武船的工程技术人员大胆创新,改变过去分段建造再合龙的方式为塔式建造方式。建造中,每一块板单元上船台都严格进行标高检测。过程建造的精细最终实现了整体制造的精良,百米钢箱梁出厂评审时,误差仅4毫米。

南桥头有双孔隧道1座,各长311米。南北道路交叉口均采用半立交(已于1999年改为全立交)。

2006年4月30日,“世界第一梁”在全厂员工和重庆、武汉媒体的瞩目下,在武船顺利下水。

石板坡长江大桥横跨长江风姿雄伟,已成为重庆的著名景点之一,桥头有叶剑英的题词,两岸的桥头堡雕塑:《春夏秋冬》,由四川美术学院雕塑系创作,将虚幻的时令拟人化,表现了人生四季。

长江浮运,提前5天顺利“到”家

设计:上海市市政工程设计院

5月1日清晨6时整,钢箱梁在拖轮的拖带下,离开武汉,溯江而上,直奔重庆。

施工:重庆市桥梁工程公司

“世界第一梁”的第一天航运让人惊喜:这个总长146米,宽31米的庞大船队,预计航行60公里,实际完成了92公里,实践验证了梁段制造质量的可靠和运输方案的可行。

石板坡长江大桥作为重庆主城区城市干道组成部分,交通流量非常大,截止2008年,已经通过汽车超过30亿辆次,是中国车流量最大的大型跨江桥梁。该桥原有设计日交通流量为2万辆,但实际日交通流量已达8万辆,必须扩大通行能力。

从宜昌开始,钢箱梁不仅要穿越西陵峡、巫峡、瞿塘峡长江三峡的重重天险,还要跨过葛洲坝船闸、三峡大坝船闸的座座关壑。8日上午9时10分,钢箱梁进入葛洲坝二号船闸。按照预定方案,庞大的钢箱梁有如神助,顺风顺水,平安过闸。下午4时,到达长江三峡大坝北线船闸。

拓宽方案最终确定在原桥上游方向新建一座连续刚构桥,即石板坡长江大桥复线桥,与原桥相距5米,全长1,103.5米,宽19米,设计日通行能力8万辆,于2003年12月正式动工,2006年8月28日竣工通车。

三峡大坝永久船闸一共有5级,意味着庞大的船队要爬5道坎。钢箱梁只比船闸窄一两米,几乎是镶嵌在船闸中,稍有偏斜,就会发生碰撞。在进入到第4级船闸时,暴雨突然劈头盖脑倾盆而下。该船闸出口只有28米,船队却宽31米。雨雾中,船队人员把绑在钢梁左侧的动力船解散,放弃船队编组,减少船队宽度,再由一艘动力船从后方把钢梁顶出船闸。当钢梁缓缓从第4级船闸出来时,在坝上参观这难得一见壮观景象的数百名游客,热烈鼓掌欢呼起来。18:40分,我国内河航运有史以来成功拖带的最大浮体顺利通过三峡船闸进入库区。

复线桥2003年12月28日石板坡大桥复线桥破土动工。由于石板坡旧桥无法承载急剧增加的通行量,因此政府决定在其上游造一座复线桥,两桥并列,中间距离相隔仅25米。

船队进入川江,天气骤变,暴雨如注,江水猛涨,原来以为长江上游水位不够影响航行的担忧,因老天的慷慨解囊,迎刃而解。

考虑到两桥相隔很近,如果新桥采取与旧桥完全相同的桥梁外观,应该在景观上是最为匹配的。但新旧两桥并列的桥墩将在航道上形成“巷道效应”,不能满足通航要求。而如果要保持同样桥型又满足通航,就只能在新建的桥布跨时取消一个桥墩。这样一来,新桥的通航孔跨度变成了330米。用混凝土梁跨越330米是个难题,主要是当跨度增大时,混凝土梁的承载能力会被结构自身的重量消耗掉,因此解决问题的关键是减轻结构的自重。经多方研讨后最终决定在330米跨的中部108米采用钢箱梁取代混凝土梁。在每边混凝土梁和钢箱梁之间采用2.50米的钢-混接头过渡。

在通过长寿段时,一艘快艇突然从上游开来,不管不顾,直逼船队。当时船队正处在最艰难、最紧张的急流逆行中。危急时刻,海巡艇开足马力冲上前,及时将其拦截,化解了一场风险。13日15时,船队抵达长江最著名的王家滩急流段,为钢梁提供动力的船由2艘增加到3艘。船队缓缓进入最窄的克蚂石,几乎是贴着岸边航行。凭借着完美的预案、丰富的经验,船队终于穿越了“鬼门关”。

该桥主跨达到330米,成为当时世界第一跨径梁桥。

15日凌晨1时,船队以每小时三四公里的速度通过了最后10多公里“回家的路”。凌晨5点,长江上游最大、最宽的钢箱梁船队一路过关斩将,15天战胜了31处大小浅滩、弯曲航道和险关,航行1286公里,提前5天抵达重庆,创造了长江航运的一个奇迹。

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转向定位,惊心动魄22小时

重达1300多吨的钢箱梁要实现90度的旋转,定位在桥下方便吊装,除了要保持钢箱梁的平衡,还要防止钢箱梁撞到仅距8米的石板坡大桥现有桥墩上。经过优中选优,最终确定了绞车钢缆拖跨系统方案。该系统设计了6个地锚和钢缆,借助水流的冲击,梁段在钢缆的控制下实现旋转定位。

5月26日清晨,钢箱梁抵达指定水域。6点左右,现场转向定位“战役”正式打响。水上工作人员从机驳船上拉着一根腕口粗、长近600米,重达7吨的带浮标钢缆缓缓将大钢梁引向江南岸。让人没有料到的是,南岸突然垮下一堆乱石,将钢缆死死卡在水下。工人们把钢索捆在拖轮上,拖轮加大马力往前挣,钢索和礁石摩擦的“咯吱咯吱”声在长江涛声中清晰可闻,钢索仍纹丝不动,无法脱身。10点,曾给钢梁提供主动力的另一艘拖轮也加入拉钢索的行列中。钢索被绷得笔直,仍未挣脱礁石。

这时,亲临现场指挥的工厂领导决定,紧急调来浮吊拉动江中被困的缆绳。中午两点,浮吊在江中投入“战斗”,定位拉动缆绳。浮吊在江中进进退退50分钟后,钢缆终于摆脱了江底礁石的羁绊。工人们立即抓紧工作。

下午3点,钢缆成功重栓后钢梁开始转向。在转向总指挥蔡韵波的指挥下,钢缆你紧一点,我松一点;你松一点,我紧一点,牵引着钢梁逐渐转向。晚上9点,1300多吨的钢箱梁成功地转体90度,与江面垂直,纹丝不动地横在了和大桥方向平行的位置上。工人们立即登上孤岛一般的钢箱梁,进行吊装调校,保证定位精确。

26日晨4时,经过22小时奋战,起吊设备与钢箱梁吊耳成功相连,转向成功定位在10厘米范围内。此时,在钢箱梁上作业的员工已经22个小时滴水未喝,滴米未进。

起吊出水,工厂方案令老外叹服

负责钢箱梁吊装的是一家知名外国公司,吊装能力达3000多吨。按照常规,吊装设备与钢箱梁只要连接好,就完全能轻松地把只有1300多吨的钢箱梁吊起来。

事实并非如此。因为宽大的钢箱梁浸泡在水中,与江水有1100吨左右的吸附力,吊装实际重量达到了2000多吨。而且钢箱梁一旦出水,水的吸附力会瞬间消失,势必对吊装设备和桥梁造成潜在危险。

“旋转抬头、平行上升、恢复水平”,减轻吸附力的冲击,保证大桥的安全。现场负责技术指导的研究员级高工胡广宇提出的起吊出水方案,让老外树起了大拇指。26日凌晨5时,按照这一方案,钢箱梁开始向上游稍稍倾斜了一度,然后缓缓上升,露出了真面目。随后轻松离开水面,开始平行上升,慢慢向龙口靠拢。

现场装焊,通宵作业一气呵成

26日上午10时,钢箱梁上升到约60米的空中,距桥面下端的距离只有1米,武船的施工人员分别从南北两端桥上的检查孔顺着梯子爬到桥身内部,在中空的桥身内部往接头方向前行几十米后就到达钢梁接头,再从钢梁接头检查孔爬出,跳到下面1米处的钢梁身上,对假船头和尾部密封部分进行切除。下午1点,船头切割工程完成。4点30分,切割完假船头的钢梁开始往桥面起吊。

5月27日晚9:30分,世界第一梁——重庆石板坡大桥复线桥千吨钢箱梁成功与大桥合龙。重庆市委常委、常务副市长黄奇帆冒雨观看了吊装过程,他动情地说,大桥建设者辛勤工作,克服世界性难题,最终使千吨钢箱梁与大桥成功合龙,为复线桥建设作出的贡献将永载史册。来源:中船重工

编辑:科学研究 本文来源:阻断出海梦,重庆长江大桥

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