渝懷鐵路長壽長江特大橋(以下稱長壽長江大橋)為渝懷鐵路重點(diǎn)控制工程之一,位于重慶市長壽區(qū)境內(nèi),橋跨布置為2×24m+3×32m簡支梁+(144+2×192+144)m下承式連續(xù)鋼桁梁+2×32m簡支梁,橋梁全長898.36米。全橋墩臺均按一次復(fù)線設(shè)計(jì),上部按近期單線、遠(yuǎn)期復(fù)線設(shè)計(jì)。主橋?yàn)橄鲁惺竭B續(xù)鋼桁梁,為當(dāng)時(shí)我國最大跨度的雙線鐵路下承式連續(xù)鋼桁梁。主橋橋墩為圓端形空心墩,采用3米的大直徑鉆孔樁基礎(chǔ),施工水深達(dá)32米,采用雙壁鋼吊箱圍堰方法施工。該橋工程造價(jià)為2.56億元。

該橋主體工程于2001年9月開工,2003年5月16日鋼桁梁架設(shè)完成,2003年9月鋪軌架梁通過。2005年8月進(jìn)行靜動載試驗(yàn),全橋靜動載試驗(yàn)結(jié)果表明,列車在橋梁結(jié)構(gòu)上運(yùn)行平穩(wěn)、安全,各項(xiàng)指標(biāo)滿足要求。

施工難點(diǎn)

  長壽長江大橋是渝懷鐵路跨越長江的一座特大橋,主橋6號、7號墩采用每墩10根3.0米直徑的鉆孔樁基礎(chǔ),高樁承臺施工。這兩個(gè)橋墩都位于長江黃金水道航運(yùn)業(yè)務(wù)繁忙的主航道。河床底部覆蓋層淺、卵石粒徑大(最大超過1米)。主航道處水深流急,尤其是主橋6號墩,洪汛時(shí)水深達(dá)30多米,枯水期水深也有30余米,而且渦水很多,施工難度非常大。

原總工期為35個(gè)月,兩個(gè)水中墩原定在兩個(gè)枯水期完成,但由于設(shè)計(jì)圖紙滯后,要確保工期,兩個(gè)水中墩必須有一個(gè)要在第一個(gè)枯水期內(nèi)完成。

  2001年2月,當(dāng)渝懷鐵路其他工地轟轟烈烈地大干的時(shí)候,十大控制工程之一的長壽長江特大橋卻因設(shè)計(jì)方案問題,無法開工。

  為克服這一難題,大橋建設(shè)指揮部領(lǐng)導(dǎo)召集施工單位、設(shè)計(jì)院及很多曾為九江長江大橋和蕪湖長江大橋建設(shè)做出過突出貢獻(xiàn)的橋梁專家組成了長壽長江大橋水中墩施工方案的專家組,攻關(guān)克難。

當(dāng)時(shí)施工方提出的雙壁鋼圍堰和雙壁吊箱鋼圍堰這兩種方案成為專家組討論的熱點(diǎn)。很多專家贊同在九江長江大橋和蕪湖長江大橋施工中成功采用的雙壁鋼圍堰方案,但利用雙壁鋼圍堰施工方法要經(jīng)過底節(jié)拼裝、起吊入水、分塊接高、下沉等眾多工序,施工周期太長;圍堰直徑33米,高43米,其體積龐大,水流阻力相應(yīng)增大,對通航影響非常大,而且圍堰在大粒徑卵石中下沉困難;巖面參差不齊,高差較大,圍堰難以控制。因?yàn)檫@些不足,就有可能達(dá)不到施工要求。

  于是,項(xiàng)目施工方打破常規(guī),向?qū)<医M提出運(yùn)用雙壁吊箱鋼圍堰方案。雙壁吊箱鋼圍堰優(yōu)于雙壁鋼圍堰的地方是可以在工廠整體加工制造,最后浮運(yùn)就位,這樣可以縮短工期。而且圍堰外形可以做成圓端形,寬度為20米,這就減少了阻止水流的面積,利于通航;其帶底板結(jié)構(gòu),不需沉入河床,施工難度減。浑m然用鋼量比較接近,但因其可以節(jié)約19727立方米砼,運(yùn)用雙壁吊箱鋼圍堰更加經(jīng)濟(jì)。

優(yōu)點(diǎn)是明顯的,但施工經(jīng)驗(yàn)為零,屬于國內(nèi)第一次采用,因此,有些專家持反對意見,覺得在如此水深流急的長江上游采用這種方案是絕對不可能成功的。

  一位老專家說:“如果雙壁吊箱鋼圍堰施工成功,我這輩子算長了見識”。這位老專家說得語重心長,施工確實(shí)困難重重。但最后專家組決定采用雙壁吊箱鋼圍堰施工方案。

  雙壁吊箱鋼圍堰自重650噸,船廠完成加工后,一次浮運(yùn)到位。在安裝中利用6根主體樁鋼護(hù)筒與圍堰形成一體,既作圍堰又作平臺進(jìn)行施工。圍堰設(shè)計(jì)獨(dú)到之處就是有了吊箱的功能,這樣可以大大縮短建立水上平臺的寶貴時(shí)間,簡化了工序。這個(gè)方案構(gòu)思新穎,匠心獨(dú)運(yùn),開創(chuàng)了我國長江特大橋深水、大流速、淺覆蓋層基礎(chǔ)施工的先例。

  技術(shù)創(chuàng)新

  在大橋施工中,根據(jù)試驗(yàn)和計(jì)算分析結(jié)果,研究提出了長壽長江大橋鋼桁梁次應(yīng)力疲勞計(jì)算方法。研究了針對長壽長江大橋鋼結(jié)構(gòu)制造中的精密焰切工藝,專門設(shè)計(jì)了精密切割后坡口不作打磨直接施焊試件進(jìn)行疲勞試驗(yàn),掌握了相應(yīng)的疲勞性能,提出了制造中可只對開坡口側(cè)上表層打磨的措施建議。

采用了一系列方便橋梁維護(hù)的技術(shù)和產(chǎn)品:上平縱聯(lián)、上弦桿、腹桿等構(gòu)件的檢查維護(hù)采用行走于上弦的具有電動裝置的防電維修車;下平縱聯(lián)、橋面系、下弦桿等構(gòu)件的檢查維護(hù)采用行走于下弦的具有液壓升降裝置的檢查小車。

  為解決鋼桁梁架設(shè)場地狹小、施工受限,長壽長江大橋采用了預(yù)應(yīng)力后錨技術(shù),此技術(shù)有效解決了鋼桁梁拼裝壓重的問題,確保了全懸臂192米架設(shè)鋼梁的絕對安全,并減低了拼裝對施工場地的要求。

  工程獲獎

  渝懷鐵路長壽長江大橋先后獲得了鐵道部2006年度火車頭優(yōu)質(zhì)工程獎、鐵道部2007年度優(yōu)秀工程設(shè)計(jì)獎、第八屆中國土木工程詹天佑獎等獎項(xiàng)。

  經(jīng)濟(jì)意義

  渝懷鐵路的建設(shè)對于加快本地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、促進(jìn)沿線省市與沿海發(fā)達(dá)城市的交流與合作起到了極大的推動作用。而長壽長江大橋的建成聯(lián)系了長江兩岸的交通,帶動了地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,同時(shí)也具有良好的社會效益。