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重庆菜园坝大桥



--重庆菜园坝大桥建设纪实

国内第一也是世界第一的重庆菜园坝大桥 420 吨缆索吊机试吊成功的时刻, 我们情不自禁地想起了为攻克菜园坝长江大桥的技术难关和为菜园坝大桥缆索 吊机安全度过洪水做出巨大贡献的英雄们。 那是一个英雄的集体,他们之中,有大桥局集团科研、设计、制造、施工方 面的老专家和小青年, 有总经理和普通职工。他们攻克了天下第一难的菜园坝大 桥技术难关并战胜特大洪水的袭击,用行动绘出一幅大桥人的群英谱。

攻 关 篇

天下第一难

菜园坝大桥由菜园坝大桥主桥、北引桥和菜园坝立交桥组成。大桥全长 4 公 里, 主桥为我国第一座特大公路轨道两用 Y 构系钢拱桥。钢箱梁上为 6 车道汽车 道,下边为两车道轻轨车道。大桥主跨 420 米,两边各有 102 米、88 米的侧跨。 它不仅在国内、 国外的同类型桥梁中跨度位居第一,在技术难度上也可算天下第 一。

工程界认为组合结构是复杂的。重庆菜园坝大桥采用三重组合结构。主桥采用 刚构与提篮式钢箱系杆拱组合、 钢箱拱与钢桁梁组合、钢桁梁又与正交异型板桥 面板组合。通俗地说,就是钢箱拱接在混凝土的 Y 构斜腿上,钢桁梁挂在钢箱拱 上;16 米一个节段钢桁梁,在工厂制造时就焊上正交异形板桥面板,每节段重 达 300 多吨。 它还引进了国内从没有过的设计理念:设计只管大桥结构本身的安 全,不管施工工艺,不管你能不能做出来。他们的设计在某种意义上被称为“空 中楼阁”。一是主桥墩上大悬臂的 Y 构混凝土,呈复杂的空间结构向上向内变截 面延伸,混凝土 Y 构向主跨伸出 78 米,向外侧伸出 102 米。设计要求长 100 多 米,2000 多方、重达 8000 多吨的混凝土 Y 构斜腿一次灌注。如果在地面上,这 些要求是可行的, 可是这是在长江上的百米高空中,要在江面上搭起支撑这些重 物的支架,要多少钢材?设计指导意见为 8000 吨,但要按其设计的满铺支架计 算,8000 的后边还要加个 0。还不要说长江的航道不能堵塞、阻断。二是钢箱拱 与混凝土的 Y 构固结,对 Y 构和钢箱梁精度要求极高,在 420 米的跨度中,差几 毫米就难以合龙,对施工要求极高。三是空间桁架与正交异型板整段拼装,在国 内是第一次用,在国外极为罕见。钢桁梁 16 米一个节段,每段 300 多吨,整体 制造安装,哪里有在江面吊重 300 多吨、起吊高度 100 多米、悬出 200 多米的起 重设备?我们过去的钢梁都是一根根杆件往桥上拼的, 最大的杆件不超过 50 吨。 集团公司总工程师秦顺全说:菜园坝大桥的施工难度超过大桥局在建的所有桥 梁, 比中国的第一长桥杭州湾大桥和武汉的第二座公铁两用长江桥天兴州大桥还 要难。

攻关不怕难

中铁大桥局也正是因为攻克了桥梁建设的一个个难关,肩负起了推进我国桥 梁科技进步的重任,才奠定了同行业排头兵的地位。 集团公司党委书记、董事长梅权说:“攻克天下第一难,才显出大桥局的水 平,才能提升大桥局的竞争力。”总经理周孟波说:“建好菜园坝长江大桥是大 桥局最大的政治。它不仅技术难,还是我们的第一个 BT 项目。”为了加强对菜 园坝大桥建设的领导,集团公司派出两位老领导,罗军帅抓现场施工,杨长明抓 商务管理。 股份公司副总经理陈诗平兼任菜园坝大桥项目公司董事长,副总经理 张春新担任菜园坝大桥工作组组长。 总工程师秦顺全组织老专家和副总工程师成 立了菜园坝大桥专家组。 在多次召开的菜园坝大桥技术攻关会上,老专家陈守荣、邵克华、彭月 、 周璞、赵煜澄都到会出谋献策。专家组和菜园坝大桥项目公司、五公司及五公司 项目部的工程技术人员深入研究,提出了施工组织设计方案。一是向设计部门提 出 Y 构梁施工分段制造,以减少重量,保证支架安全渡洪;同时设计斜支架桁和 滑道,采用滑模施工 Y 构混凝土斜支撑,这在国内也是第一次。二是设计制造 4 20 吨缆索吊机,解决钢桁梁架设和钢箱拱架设的难题。如此大跨度、大起重量 的缆索吊机,在国内国外均数第一。集团公司就两大施工设计进行分工,缆索吊 机由集团公司设计事业部负责设计,五公司和桥机公司制造,由五公司安装调试 并制定操作工艺;Y 构施工支架和钢桁梁滑道由五公司设计、制造和安装。

天下第一缆索吊

缆索吊机是在两个高支点间拉上钢缆, 起重小车在钢缆上起重、 行走的吊机。 它多用于跨越江河、峡谷的起重运输作业,但一般都在 30 吨以下,400 吨的从 没有过。可是菜园坝长江大桥的施工非它不可。原方案为钢梁在工厂整体生产, 最大的节段重 350 多吨,而起吊的高度达 100 多米,为了架设安全,在我专家组 的要求下,设计部门才同意拆分为 280 吨一个节段。每节段宽 30 米左右,长 16 米,高 10 米,钢梁只能在水上用船运输。缆索吊不仅起重吨位大,而且处于高 高的桥墩之上,顶部距水面有 190 多米。它的北锚碇还必须设在水深 20 多米、 每秒流速达 4 米的急流中。

集团公司副总工程师、 设计事业部主任潘东发组织工程技术人员全力以赴进 行缆索吊机的设计。项目负责人王东辉在老专家的指导下,查找了大量的资料, 设计出独特的既具备缆索吊机塔架功能、又具备扣索塔架功能的多用塔架。128 米高的扣索塔架与主桥墩固结, 在架设钢箱拱的施工中,没合拢的一段段的钢箱 拱挂在它强有力的身躯上。128 米以上的 26 米塔架为铰接的活动结构,它可以 根据起重量的增加向内倾斜,把拉力传给上锚绳,保证塔架的安全。一塔两用, 节约了大量的人力物力。 他们在设计中还尽可能采用常规杆件, 减少新制钢结构, 节约了材料。

胜利之“V”

桥梁在桥墩上固结叫“刚构”,有的现浇梁与桥墩构成“T”字,人们就叫 它“T 构”,菜园坝大桥主墩上向上的混凝土斜撑与桥墩构成一个“Y”字,该 叫 Y 构,但充满了必胜信心的大桥人说:“它像一个代表胜利的‘V’,就叫‘V 构’吧。”

制造混凝土构件,横的竖的都好做,就是斜的不好做。菜园坝大桥主桥墩上 “V 构”支撑就是斜的。它在桥上横空出世,并呈复杂的空间结构,向上向内侧 倾斜。向上的倾角是 39 度,水平夹角 8.5 度,断面扭转 11 度。它的断面高 10 米、宽 6 米、长 102 米,重达 7500 多吨。在水深流急的江中如何立起支撑它的 支架,要保证“V 构”混凝土斜撑的精度和混凝土质量,又要保证支架安全渡洪, 还要节约钢材、人工等费用,这对设计提出了很高的要求。集团公司专家组和项 目公司积极向业主和设计院提出分段制造、减少支架荷载的建议,得到了批准, 但每段混凝土还是重达千吨。 五公司副总工程师涂满明和一群年轻人挑起了施工组织设计的重担。 他们在 专家组的指导下精心设计,在支架的底部采用了钢管立柱,以减少水流的冲击, 提高了抗洪能力;在上部采用军用梁桁架和杆件桁架,减少了新制钢结构;并把 支架桁与“V 构”底平行布置,设置了模板走行的滑道,“V 构”的模板在这斜 面滑道上一段段滑移,制造出一段段“V 构”混凝土。为减少支架的水中临时基 础,他们设计的支架是大悬臂的。18 号墩上“V 构”支架向江中悬出 30 多米, 在支架还不能满足施工荷载要求的情况下, 他们利用主体结构采取了弹性吊挂措 施。有了安全保证,“V 构”施工成为现实。重达千吨的施工荷载压在斜面的支 架上,其向外水平推力达到点 500 多吨,为解决这一难题,他们想出了把“V 构”

支架与主墩锁定的好办法。18 号主墩的前支架是大悬臂,后支架却要大跨度, 因它要跨过 40 多米宽的南滨路,路中不准设立临时墩。他们采用了预应力加劲 桁梁结构,就是在桁梁底部拼装一个支点,支在预应力钢索上,满足了 42 米跨 距、荷载 500 吨的施工要求。 项目部总工魏善平认真钻研和审看各种施工组织设计方案, 向工地年轻人和 职工进行了详细的交底,使职工知道了干什么、如何干,工地的技术管理工作井 井有条。 菜园坝大桥在一、五、六公司项目部的精心组织、精心施工中日新月异,已 初现雏形:桥墩在 2005 年洪水到来之前全部冲出洪水线,引桥的各个桥墩上也 挂上现浇梁挂篮,有的现浇梁已经合拢, 构”支撑的斜滑模施工也顺利进行, “V 并度过危险期,受到重庆市政府和城投公司的好评。

抗 洪 篇

2005 年,重庆地区连降暴雨,菜园坝长江大桥工地的水位暴涨二十多米,并 长期居高不下。 缆索吊机设在江滩上的北锚碇也被淹没在二十多米深的水中,每 秒 4 米流速的江水没日没夜地冲击着缆索吊机的缆风绳和锚绳, 胳膊粗的钢丝绳 在急速抖动着,距离江面近 200 米的缆索吊机塔架在摇摆着。

团结协作的颂歌

8 月 18 日,缆索吊机出现险情,它像一道无声的命令,把集团公司各个部 门、所有参建单位都调动起来。一群年龄不分长幼,职务、职称不分高低的大桥 人在大江上上演了一幕感人的抗洪抢险正剧。

集团公司得知险情, 党政领导迅速召开紧急会议,指示菜园坝大桥专家组的 专家赶赴工地, 与菜园坝项目公司组成联合抗洪抢险指挥部。专家组有总工程师 秦顺全,副总工程师宋杰、潘东发,老专家有 81 岁高龄的周璞、78 岁高龄的赵 煜澄和 70 岁高龄的彭月 。他们一到工地就冒雨查看险情,找职工调查情况,研 究抢险方案。大桥设计院、桥梁科学研究院也派出专家,研究水流的冲击力和吊 索塔架的受力等情况,为专家组决策提供科学依据。

菜园坝项目公司作了紧急动员,全部到一线去,到江边工地去,有啥干啥。 罗军帅在工地盯了三天三夜,直到被送到医院。项目公司总经理彭建伟、总工程 师李德坤、副总工程师李新华也是几天几夜没合眼。 彭建伟召集参建的一、五、六公司项目部紧急动员,要求各单位把抗洪抢险 当成最大的政治来抓,要一切为抢险,一切服从抢险。五公司项目部是抢险的主 力,一、六公司要做到要人给人、要物给物、要机械给机械。一公司项目经理吴 保胜,把本项目部正在使用的卷扬机送到了五公司,还亲自带领着抢险小分队, 配合五分司项目部, 把一根根粗大的钢缆拉在刚刚合拢的引桥现浇梁上;六公司 项目经理曹利茂也亲自带队, 驾着小船为主锚和缆风绳挂上抑震装置。在菜园坝 大桥缆索吊机恢复施工时, 老专家周璞提出了为避免洪水的冲击,北锚要出水的 建议。方案是在原锚碇上接出钢管,顺着主锚绳的角度斜出水面,把主锚绳接在 钢管上,防止水流对锚绳的冲击,以及锚绳因水流冲击而产生的震动疲劳。那是 24 根水桶般粗、50 米长的钢管,还有多个支座,共数百吨钢结构。桥机公司接 到这项抢险任务后,在工厂安排 24 小时不间断连续生产,用最快的速度运到工 地, 党委副书记邓连友带着一班精干的职工赶到工地安装。他们住在江滩上的工 棚中,24 小时不停地工作,按期完成了北锚出水的任务。

风口浪尖更显桥工无畏

沧海横流方显英雄本色,风口浪尖更显桥工无畏。8 月的重庆,老天又是下 雨又是刮风,耸立在大江之中、距江面近 200 米高的吊索架拖着长长的锚绳,在 风雨中呜咽着, 北锚钢丝绳在急速地抖动着。保证吊索塔架的安全成为全集团公 司的头等大事。 副总经理陈诗平赶到了工地,副总经理张春新兼任新成立的菜园 坝大桥工程工作组组长赶到了工地。他们和专家组研究制定出抢险方案:一是加 固锚绳,加固缆风。二是拆除塔上重物起重吊车、鞍座等。三是放松起重主缆, 减轻锚绳的拉力。 调度命令从江边的小屋里一一发给了五公司项目部,项目部立即执行。上塔 顶拆起重车,垫紧缆索吊塔架铰接段时,上塔架的职工望着湍急的江水、阴雨的 天空和看不见顶端的塔架,心咚咚地跳。五公司党委书记秦汉桥,工会主席、重 庆片区指挥长赵阳明,副总经理张大成对职工说:“我们先上去,陪着大家。” 他们率先走上江中的栈桥,爬上了在风雨中摇摆的缆索吊机塔架。

五公司菜园坝大桥项目部主持工作的党总支副书记樊启望和副经理赵传镐 带着职工爬上江中主墩塔架顶, 在司机把起重车从跨中开到北塔旁时,塔身一阵 剧烈抖动, 他们和职工迅速抱住了塔上角钢。当起重车开到距北塔几十米远的地 方时, 他们又义无反顾地站到塔吊的挂篮上,是塔吊把他们送到了距塔架还有几 十米的钢缆上。他们把保险绳拴在钢缆上,骑着钢缆,骑着起重车,开始了拆卸 起重车的工作。钩绳穿在天车里,必须先拆掉销子。在风雨交加的 200 米高空, 想站稳都是难事。为了省事,有人建议直接用割刀割断钩绳。但樊启望清楚,一

根钩绳价值 8 万多,顶几十个工人的工资啊。为了将损失降到最低程度,樊启望 带头动手拆掉销子。他们在距江面近 200 米的钢丝绳上抡起大锤,拧动着扳手, 拆卸下几十个上下滑架的钢销。仅钩绳一项,为项目部节约资金约 50 万元。解 除主索索力还需拆掉上面的支索器。艺高人胆大,和公司合作近五年的江津龙门 队队员,不畏艰险,四肢蜷缩在主索上,在风雨中爬行 300 多米,艰难地卸下支 索器。又把起重车拉索拆下,固定在塔架上,才把起重车吊下了钢缆。他们奋战 了几天几夜,在这几天几夜里,樊启望和赵传镐一人上白班一人上夜班,保证班 班有干部。我们还应该记住这些职工——英勇桥工代表的名字,他们是:徐彬、 彭劲松、朱洋桥、赵成俭。 副经理王海南带着职工在高高的塔架上为 48 根主锚绳系上保险绳,把粗的 钢丝保险绳一端固定在塔架上,一端与主缆结在一起,以防止主缆拉断。他们又 把主塔的铰接活动段垫起,以防止 26 米高的活动塔架带来震动力。副经理刘敏 和吴强则一人负责一个塔架缆风的加固及钢缆上减震设置的安装。 经过十几个日夜的奋战,缆索吊机塔架度过危险期,稳稳地站在风雨中。它是大 桥人科技优势和团结协作与大无畏的英雄主义精神的见证。

曙 光 篇

争分夺秒抢工期

洪水渐渐退去,菜园坝大桥安全度过了洪汛期。人们庆幸之时,工期已经被 耽误了几个月, 抢工期成了菜园坝大桥重中之重的工作。 这又是一场艰苦的战斗, 使人们发出了“斗罢艰险又出发”的感慨。 集团公司又迅速成立了缆索吊机和施工恢复工作组, 由副总经理张春新担任 组长,副总工程师宋杰、潘东发担任副组长,从大的施工组织上、从技术上为现 场把关。 他们和专家组共同制定了缆索吊机的恢复方案。彭建伟和罗军帅则多次 到钢缆生产厂家和钢结构加工厂检查质量,催促交货。 在抢险中表现出大将风范的年轻人王海南、樊启望挑起五公司项目部的大 梁。他们精心组织,率先垂范,并制定一系列工期目标奖励措施,调动了全体职 工的积极性, 迅速地恢复了缆索吊机和 Y 构的施工,并做好了架设钢梁的准备工 作。副经理赵传镐在生产指挥上谋事在先,积极主动。如在新制主缆时,他向厂 家提出在主缆两端加上铁扣, 为现场的安装创造很大便利。缆索吊机的北锚绳全 部换到水面上,起重主缆重新挂上了塔顶,起重车也上了主缆。总工程师魏善平 在抓现场施工和缆索吊机施工的同时,也制定出缆索吊机的检查制度和操作工 艺。

天下第一缆索吊试吊成功

2 月 5 日,山城重庆刚刚放晴。“注意,南北 1、2、3、4 号起重车,同时 起钩!”随着现场操作指挥赵传镐发出的起吊指令,缆索吊机巨大的配重块缓缓 上升。北岸缆索吊机塔架旁,临时搭建的会议室里灯火通明,测量负责人、技术 复核、专家分析组正在紧张工作着。缆索吊机的“一举一动”都在技术分析组的 牢牢掌握之中。测量工程师夏焕文左手拿着对讲机,右手敲着手提电脑,主索垂 度、塔偏角、后锚索力、柱脚位移等数据通过 12 个测量人员快速准确的操作, 汇报给他。宋杰、潘东发、彭月 、赵煜澄、周璞、周朝舟等专家组成的技术分 析组根据测量数据迅速检算缆索吊机配重每走一步的受力是否安全可行。 “技术 分析组那里的结果, 决定着我这里能不能动, 我这里每走几米都要向他们报告。 ” 赵传镐说。考虑到缆索吊机的受力情况,试吊分 50%设计重量、100%设计重量、 110%设计重量、 125%设计重量 4 种工况。 每种工况在配重提升离地面 10-20 厘米, 天车吊点距离北塔 70 米时悬空静置 15-20 分钟,测量人员开始检测主索跨中垂 度、塔吊顶偏位和锚碇位移。跑车提升到 3-5 米,作上下起落运动,检测起重卷 扬机的制动性能和提升速度。 接下来跑车在 350 米范围内作来回牵引运动,此时 再测量观测主索垂度、 塔顶偏位、 锚碇位移和主索索力、 塔架应力、 主钢管应力。

7 号中午, 因卷扬机配电柜的电器故障, 机电组对缆索吊机进行短期的抢修。 在这个间隙,工地食堂送来了 100 份盒饭。现场指挥赵传镐左手拿着对讲机,右 手持筷子, 那盒饭只得躺在北岸滩地的鹅卵石上。赵传镐时而站起来指挥配重的 卸载,时而蹲下来夹几口饭菜。张春新等领导同志也是在工地吃简单的盒饭。 8 号中午,经过 3 天的紧张工作,试吊工作在加载人员、机电控制人员、测 量技术人员、 技术分析人员、 安全检查人员的共同努力下完成了 4 种不同工况下 的加载试验。当缆索吊机将 125%设计配重稳稳吊起,主索垂度、塔顶偏位、锚 碇位移和主索索力、 塔架应力、 主钢管应力等各项检测数据从测量工程师的对讲 机里传来, 检查组组长宋杰将检测数据汇总到现场准备的黑板上。结构分析组认 真检算,结果很快出来了,各项检测指标均在正常范围内,缆索吊机在 125%设 计配重的工况下性能良好。五公司副总经理张大成向大家宣布: “缆索吊机试吊 成功!”顿时,鞭炮齐鸣,欢呼声震天,大家共同庆祝。集团公司副总经理陈诗 平兴奋地说: “大桥局自己设计、自己施工、自己制造的全国最大的缆索吊机成 功诞生了,她将被载入世界桥梁施工设备的史册!”



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