中铁十四局集团隧道公司五里亭大桥技术攻关侧记

２００３年７月２７日下午４点５５分，广东韶关五里亭大桥上游幅钢管拱提升合拢顺利完成，这标志着该桥三大技术难点均宣告攻克。
    五里亭大桥施工采用多项全国领先的新技术、新工艺，有关专家把它归结为“五最十新”：即有五项全国之最，十多项新工艺。
    该桥由中铁十四局集团隧道公司担负施工，以戴尊勇为主帅的项目部全体员工以追求质量卓越为己任，坚持向科学技术要生产力，克服种种困难，艰苦奋斗，团结拼搏，攻克了一道道技术难关，出色地完成了大桥建设任务，特别是三大技术难点的成功攻克，受到业内人士的关注。

   ３．５ｍ直径钻孔桩——国内最大直径的钻孔桩

    五里亭大桥是韶关市的标志性工程，施工难度大，技术含量高。大桥位于韶关市良村路口，横跨武江，全长５０５ｍ，跨度１９０ｍ。主墩采用单排双柱大直径变截面墩桩。大桥附近基岩中溶洞、裂隙、溶沟非常发育，分布复杂，岩石坚硬，基岩埋深变化大，高低起伏不平。３．５ｍ大直径钻孔桩是施工中碰到的第一个技术难题。
    针对复杂的地质条件，项目部认真研究施工设计图和地质资料，制定了安全环保和岩溶地质钻孔施工可能出现的各类状况的预防措施，确定了ＫＰＧ－３０００型大扭矩钻机和六爪实心锤冲击钻机相结合的方法进行施工。施工过程中，针对护筒埋设、准备泥浆循环系统、钻机就位、钻孔施工、清孔、钢筋笼制安，灌注水下砼和桩基检测等每一道工序都制定了详细的实施方案，确保了施工顺利进行。
    ３．５ｍ直径嵌岩钻孔桩，桩位处水深流急，地质情况复杂，施工不可预见因素较多，施工过程中遇到了种种难以想象的困难。在大桥８－２＃钻孔桩钻至标高＋２９．２ｍ时，在桩位外西北距孔１０ｍ处筑岛面发生坍陷，钻进无法进展。针对此种情况，项目部决定首先用水泥、片石、砂回填塌陷部位，稳定桩基，并改用冲击钻冲孔。由于目前国内冲击钻施工岩层最大直径为３ｍ，项目部又专门与钻头加工厂家的技术人员对钻头进行了重新设计，以适应直径３．５ｍ冲孔施工的需要。经过反复实践，技术人员总结摸索出了一套行之有效的岩溶地质钻孔施工意外情况预防处理办法，对施工过程中可能出现的掉钻、埋钻、卡钻、十字槽、坍孔、溶洞问题处理、水下砼灌注等系列问题进行了深刻的研究分析，并提出了有效的解决方案。技术人员还对实际施工过程中钻机选型问题、二次冲击成孔问题、“环箍检查法”问题、孔中爆破问题、砼灌注高度测量问题进行了分析总结，保留了珍贵的第一手资料。２００２年４月２５日，大直径钻孔桩施工顺利完成，填补了我国桥梁施工工艺在这一施工领域的一项空白。

   １９０ｍ预制拼装顶推连续箱梁施——国内领先的预制拼装顶推施工技术

    韶关五里亭大桥主桥为１９０ｍ连续箱梁与１２０ｍ熊猫型集束钢管拱组合成的拱梁结构。其中１９０ｍ连续箱梁采用节段预制，拼装台座拼装，现浇湿接缝，分段多点连续顶推施工。施工中还首次采用了柔性台座上拼装连续箱梁节段、拼装顶推等多项施工技术。     
    在预制梁拼装过程中，由于使用柔性拼装台座，如何对它进行线性控制是摆在技术人员面前首要的技术难题。他们经过计算机反复模拟和试验，用千斤顶调整标高，通过调节钢楔块高度，控制梁段标高，最终达到控制线形的目的。这一方法有效解决了连续柔性拼装台座的线性控制中一点变化，其他点相应变化的问题，得到了上级技术专家的肯定。
    在集团公司科技攻关小组的带领下，项目部技术人员认真钻研顶推图纸，根据施工实际状况，经过反复论证，最终制定了大桥箱梁顶推施工方案，对钢导梁、临时墩、顶推滑道、顶推限位装置、拼装台座、制梁场进行了施工设计，大桥主墩直接用钢板梁支撑滑道来满足顶推施工需要。
    在集团公司技术攻关组的指导下，项目部对箱梁顶推临时设施进行了认真细致的准备：对临时墩的施工，在水中设置两个临时墩将主跨１２０ｍ变成３×４０ｍ顶推临时跨度。临时墩的设计既要满足箱梁顶推的要求，同时又考虑了钢管拱提升安装施工时的需要；为减少箱梁顶推时的悬臂弯矩，结合顶推跨径布置设计加工钢导梁；以分块、预制、组拼台座、块件组拼、钢筋焊接、接缝砼六道工序及满足现场施工需要为依据，进行预制场的设置及施工；拼装台座施工根据全桥顶推分上下游两幅箱梁分别顶推到位后现浇中间横隔梁、桥面板连成整体的要求。顶推台座亦分上下游设置：先施工下游幅箱梁，待下游幅箱梁顶推到位后将其移到上游幅；顶推滑道的安装则充分考虑到设计的要求，注意安装时的牢固性，滑道板的磨擦面尽量减少磨擦系数；导向装置的布置严格遵循了在顶推过程中，最少有前、后端２组导向装置对箱梁的中心线进行限位的原则；根据工程施工设计，顶推千斤顶采用ＺＬＤ－１００型自动连续千斤顶，前后顶均设有安全工具锚及行程开关，配有双油路的ＺＬＤＢ自动连续顶推泵站。
    在施工中，科技攻关小组经研究发现，如果按照图纸设计，预制箱梁纵向预应力半截面设置不能满足顶推过程中受力的要求，于是提出了全截面设置，经检算，被设计单位采纳；技术人员在施工时还发现，根据原设计，大桥主桥顶推梁段之间连接器预埋的设计方式会造成连接器段砼预应力传递减弱。为了保证质量，项目部提出了用保护罩的方法，使砼与连接器分离，保证预应力的传递。在业主主持召开的各方专家会议上，此项施工工艺得到了与会专家的认可。项目部科学严谨的工作作风受到领导和有关单位的普遍赞扬。
    在进行预制砼连续箱梁顶推的过程中，全体技术人员更是紧绷神经，对顶推过程中的各种状态进行细致观测，并记录下详细的数据。他们还对顶推过程中产生偏位、喂不进滑块、顶推千斤顶、安全锚不能时刻保持良好状态等问题进行了处理和改进。由于准备工作充分，技术性细节问题处理适当，顶推施工进行得十分顺利。２００２年１２月２２日，下游幅箱梁顺利顶推到位。它标志着１９０ｍ箱梁多点顶推技术在五里亭大桥获得成功。
    五里亭大桥采用连续箱梁顶推技术，整个顶推施工周期比同类型桥梁现浇顶推施工缩短了一半以上，同时，分块预制把大量的空中作业转化到制梁场进行，简化了施工工艺，更容易程序化管理，丰富了我国连续箱梁的顶推施工，对桥梁施工技术的发展有很好的借鉴意义。

    １２０ｍ系杆拱施工——国内领先的竖转提升法架设钢管砼拱施工技术

    五里亭大桥１２０ｍ系杆拱施工，是以竖转提升法架设钢管砼拱。该项施工工艺目前在全国是不多见的，是钢管拱施工的重难点环节。
    大桥系杆拱采用双肋式钢管砼拱，设计采用三根不同直径的集束钢管结构，下面两根小管用于解决横向稳定，上面一根大管，用以增大砼面积。这种断面结构在稳定性和整体性方面比常规的哑铃型结构要好。
    在该项工程施工中，拱轴线（悬索线）线形控制，吊杆标高及角度控制和焊接质量控制方面是本工程施工质量控制的难点。项目部施工技术人员结合钢管砼拱施工的技术要求和本工程的实际，制定了严格缜密的施工方案和质量安全保证措施。在施工方案的选择中，考虑钢管工厂分段加工后工地拼接量大，且构件外形尺寸受到运输的限制，工厂制作成本会大大增加。为降低工程造价，决定采用工地制作、拼装及安装的施工方法，在施工现场架设１０吨龙门吊和５吨龙门吊各一台，设置钢管拱临时加工厂加工钢管单元件，钢管砼拱单元件制作完毕后，在桥面进行分段及整体拼接，对表面进行了防腐处理，然后分别竖转提升至空中设计位置合龙，形成钢管拱。上下游分别合龙成拱后，提升安装风撑。
    ２００３年５月２９日，大桥下游拱东、西两个“半拱”开始对接，６月４日正式合龙完成。至此，全桥三大技术难点已全部攻克。
    为了高质量地完成钢管砼拱的施工，项目部首先狠抓“源头工程”，严格材料的控制，进场的钢材、焊接材料必须具有出产合格证，质量说明书，进场后必须经过自检、抽检合格后方能使用。在钢管拱拼装施工中，项目部技术人员对每一道施工工序进行误差控制，充分考虑到气温、气压及各种影响测量及钢材物理性能的因素，各段节摆放到位后，进行严格检查，真正落实技术规范与设计要求。钢管砼拱的防腐措施是直接关系大桥钢管砼拱结构使用寿命的一件大事，项目部严格按防腐工艺要求组织施工，首先对钢管拱表面除锈处理上采用干式喷砂法进行处理，检查达到设计要求的Ｓｔ２．５级除锈标准后进行喷涂，喷涂施工实行质量责任制，将质量责任落实到个人，落实到每道工序。在涂料的选择上，项目部货比三家，充分考虑到质量要求，最终选中一种既经济又能满足设计要求，能保证钢管砼拱使用寿命的防护涂料，受到了业主监理的肯定。在钢管砼拱的焊接方面，根据设计图纸的不同及结构形式要求，采用不同的焊接方法，克服了焊接变形难控制、作业环境狭窄、高温炎热等重重困难，内实外美的焊接工艺得到了技术专家的称赞和肯定。
    全长５０５ｍ的五里亭大桥是新型拱梁组合桥，主桥长１９０ｍ，采用无承台大直径桩墩，其钻孔桩桩径、单桩位承载力均创下了我国桥梁史上两项记录。此外，该桥还大量采用新技术、新工艺如先梁后拱工艺、集束式三管拱、７Ф７一边墩头一边夹片相结合的吊杆、桩底零沉渣、零泥浆套、５０００ｔ钢球型支座、岩溶地区溶洞群钻孔桩施工技术等等，使得五里亭大桥成为名副其实的“科技之桥”。
    科技创新不但为承建五里亭大桥的中铁十四局集团隧道公司奠定了质量基础，创造了辉煌的历史，也为隧道人带来项项殊荣：它承建的京九铁路歧岭隧道、深圳梧桐山隧道、朔黄铁路东风隧道均获得中国建筑工程质量最高奖——鲁班奖；现在，隧道人拥有了昨天的业绩，但他们又在构思着自己的“精品战略”：以承建五里亭大桥为起点，驾乘科技之桥的东风，依靠科技进步、科技创新，确立以质量、服务和用户满意为内涵的市场理念，在竞争激烈的建筑市场，不断拓展市场空间，用今天一流的速度，建明天高质量的精品工程。