八大員新聞快訊：宜昌長江公路大橋加裝“金鐘罩”，破解世界性技術(shù)難題

12月4日8時，經(jīng)過120天的緊張施工，投資1億元的宜昌長江公路大橋鋼箱梁維修加固工程成功完成施工，國家高速G50正式全面恢復交通。

宜昌長江公路大橋是我市重要的過江通道，更是國家交通命脈。橋梁安全是最大的民生，作為建設者、運營者、守護者，宜昌大橋集團人時刻牢記自己的使命。

為讓大橋“延年益壽”，宜昌大橋集團在市委市政府、省市交通部門和市國資委的關(guān)心和指導下，積極科研攻關(guān)，創(chuàng)造性地用超高性能混凝土(UHPC)為宜昌長江公路大橋這座特大型跨江懸索橋加裝了一層“金鐘罩”，破解了橋梁管養(yǎng)領域世界性難題，也為國內(nèi)外同類型橋梁病害處治提供了先進經(jīng)驗。

苦攻五年，破解世界性技術(shù)難題

宜昌長江公路大橋(簡稱：宜昌大橋)于2001年建成通車，是G50滬渝高速在宜昌境內(nèi)跨越長江的一座特大型鋼箱梁懸索橋。大橋建設時，大跨徑懸索橋在我國應用時間不長，當時的設計規(guī)范與現(xiàn)今修建的同類橋梁相比，鋼箱梁結(jié)構(gòu)偏薄弱(鋼板厚度僅為12mm，現(xiàn)為16-18mm)，抗變形能力和耐久性存在差距。

長期超強度的車載反復碾壓，使得大橋鋼箱梁鋼板產(chǎn)生裂縫。2015年10月，首次發(fā)現(xiàn)該病害，到2020年底，累計發(fā)現(xiàn)和修補裂縫2000余處。鋼箱梁開裂病害目前在國內(nèi)外卻無成熟的處治經(jīng)驗，是橋梁管養(yǎng)領域的世界性難題。

但根治病害，卻勢在必行。鋼箱梁是橋梁的主體結(jié)構(gòu)，若病害得不到有效處治，將會影響橋梁結(jié)構(gòu)安全。病害發(fā)展嚴重時，只能更換大橋鋼箱梁或?qū)⒋髽虿鸪亟āＲ瞬髽蜾撓淞鹤灾丶s2.5萬噸，更換鋼箱梁施工至少需中斷大橋交通長達1年多時間，且費用相當于再建一座新橋。若將大橋拆除重建，成本更大。

“病害處治，宜早不宜遲。我們必須吸取同類病害橋梁教訓，擔起責任，主動出擊，盡快探索出一套最優(yōu)的處治方案，管長遠、保大局。”宜昌大橋集團黨委書記、董事長李先金這樣要求。

病害發(fā)現(xiàn)后，宜昌大橋集團一方面通過密集的裂縫檢查、維修和治超等措施，盡量延緩病害的發(fā)展速度;另一方面，馬不停蹄研究破解鋼箱梁病害技術(shù)方案。

2015年11月，宜昌大橋集團組建鋼箱梁病害處治專班，赴同類病害橋梁學習調(diào)研，制定近、中、遠期綜合處治方案，開展新型材料結(jié)構(gòu)研究，探索結(jié)構(gòu)補強性能提升方案……

通過不斷的探索，在研究對比多個方案后，2018年6月明確了使用薄層UHPC(超高性能混凝土)輕型組合橋面結(jié)構(gòu)修復方案處理病害的技術(shù)路線。

由于該項技術(shù)在大跨徑懸索橋舊橋加固上無運用先例，為確保安全性、有效性和可行性，宜昌大橋集團聯(lián)合湖南大學合作開展了為期兩年的鋼-UHPC(超高性能混凝土)輕型組合橋面結(jié)構(gòu)加固研究。

經(jīng)過計算分析、模型試驗、足尺驗證試驗和專項技術(shù)標準制定等四個階段研究，確定在宜昌大橋橋面設置超高韌性、超高強度的鋼-超高性能混凝土(UHPC)結(jié)構(gòu)。

“采用UHPC新材料開展鋼箱梁維修加固后，其抗壓強度是普通混凝土的3倍，抗折強度則達到普通混凝土的5倍，猶如給橋面鋪上一層‘金鐘罩’，可延長鋼箱梁使用壽命達20年以上。”宜昌大橋集團總工程師何清說，采取UHPC新材料修復橋梁是最優(yōu)選擇。

2020年1月11日，“宜昌大橋鋼-UHPC組合橋面結(jié)構(gòu)試驗項目”研究通過成果驗收。至此，宜昌大橋集團成功破解了宜昌大橋鋼箱梁病害處治技術(shù)難題。

創(chuàng)新?lián)?，攬獲三項國內(nèi)外首創(chuàng)

有了有效的技術(shù)方案，宜昌大橋人來不及為之雀躍，便又轉(zhuǎn)身投入到了緊張有序的工程實施進程之中。但由于宜昌大橋的特殊性，擺在面前的卻是一系列的施工難題。

難點一：大橋承重富余量受限。應用常規(guī)的UHPC組合橋面結(jié)構(gòu)鋪裝，將增加橋梁自重約1800噸，但由于宜昌大橋承重富余量不足，不宜增加橋梁自重。

難點二：工期必須短。宜昌大橋是國家高速交通的控制性節(jié)點工程，交通長時間中斷將對交通造成巨大影響。

難點三：車輛分流保暢組織難。宜昌大橋連接多條國省干線，中斷交通易造成交通混亂甚至癱瘓;且大橋位于中部平原和西部山區(qū)的交界處，極易造成交通事故。

難點四：橋面平整工藝要求極精。橋面鋪裝將大橋由柔性橋面變?yōu)閯傂詷蛎?，要保持行車舒適性，對橋面施工平整度要求極高。

從常規(guī)來看，無論以上哪一項困難，都會讓整個施工變得異常艱難。“逢山開路，遇水架橋”的宜昌大橋人沒有卻步，而是攻克了一個又一個“攔路虎”。

今年8月4日，宜昌大橋鋼箱梁維修加固工程正式開工，計劃工期至2022年1月30日。通過優(yōu)化施工工序，12月4日，工程提前完工，為宜昌市第七次黨代會獻上一份厚禮。

該項工程在技術(shù)層面攬獲三項世界首創(chuàng)

首次在大跨徑懸索橋上采用UHPC技術(shù)進行維修加固。本次維修，將橋面上原有70毫米的樹脂瀝青組合橋面鋪裝層，改造為了65毫米的鋼-UHPC組合橋面結(jié)構(gòu)。138萬個剪力釘，通過焊接技術(shù)牢牢扎入橋面鋼底板，然后在其表面鋪設一層鋼筋網(wǎng)，再澆筑超高性能混凝土滲過鋼筋網(wǎng)與鋼橋面融為一體。這種組合橋面，既能避免鋼結(jié)構(gòu)開裂，又可作為防水層和耐磨層，為鋼橋面提供永久防護。

首次實行960米半幅橋面一次性澆注，創(chuàng)同類施工體量之最。在國內(nèi)首次將1萬平方米以上的混凝土澆筑由常規(guī)的4到5次澆筑改變?yōu)?次性澆筑。攤鋪時，項目一次性投入攪拌站10套、100多名工人輪換作業(yè)，一次性澆筑了10250平方米超高性能混凝土，創(chuàng)造了UHPC最快攤鋪紀錄，使半幅攤鋪由常規(guī)的半個多月工期，壓減到12小時內(nèi)完成。僅此一項，就壓縮了工期1個月以上。

首次采用UHPC+TPO薄層結(jié)構(gòu)，有效減輕了橋梁自重。為不增加橋梁自重，施工首次采用了55mm厚度UHPC(超高性能混凝土)+10mm厚 TPO(薄層聚合物罩面)輕型組合結(jié)構(gòu)方案，做到了橋面磨耗層僅有1厘米厚度，減重1000噸。

除以上技術(shù)創(chuàng)新，項目還創(chuàng)造了以下四個亮點：

亮點一：橋面平整度和坡度的精準控制達到世界一流水平。施工全程敷設架空軌道，攤鋪前對所有節(jié)段進行高差檢測和調(diào)校準確，攤鋪時進行跟蹤檢測，及時進行調(diào)整。同時，對表層1CM厚TPO表層分兩層施工，確保薄層結(jié)構(gòu)厚度均勻、平整。

亮點二：項目各方通力配合，工程僅用時4個月完工，較計劃工期提前了2個月，將交通中斷影響和經(jīng)濟損失降到了最低。

亮點三：項目始終保持“滬渝向”單邊通行的半幅施工交通組織方案，大大降低了交通分流組織難度和交通保障成本。整個施工期間未發(fā)生有責投訴，未發(fā)生有責交通事故，未發(fā)生安全責任事故。

亮點四：為防止新鋪設的混凝土開裂，該項目對混凝土使用了蒸汽養(yǎng)生，40套養(yǎng)生鍋爐同步作業(yè)，由電腦自動控溫，既提高了工程質(zhì)量，又加快了施工速度。

業(yè)內(nèi)人士稱贊，該項目從技術(shù)研究、施工組織、交通保障、工程質(zhì)量到工期控制等各個方面，都堪稱近乎完美的工程建設典范之作。

宜昌大橋鋼箱梁維修加固工程，只是宜昌大橋集團精耕橋梁管養(yǎng)領域的一個縮影。

近年來，大橋集團打造了多個精品管養(yǎng)工程。

2020年，宜昌大橋加裝主纜除濕系統(tǒng)，在全國率先采用“密封膠+纏包帶”方案進行舊橋密封防腐處治，創(chuàng)下了除濕效率國內(nèi)最優(yōu)、除濕速度最快、除濕技術(shù)指標最高的效果。

2021年初，宜昌大橋被交通運輸部被列入全國11座橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)試點工程，9月底，宜昌大橋在全國率先完成試點。11月23日，在交通運輸部召開的全國公路長大橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)建設試點工作視頻調(diào)度會上，宜昌長江公路大橋作為唯一一家經(jīng)驗交流單位受到大會表揚。

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