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三元桥43小时完成换梁 揭秘换梁背后的高科技

时间:2015-11-24 15:30  来源:绍兴汽车网

  15日11点30分左右,随着总重1300余吨的新梁整体进入指定位置,北京三元桥“换梁疗伤”获得成功。三元桥,地处东北三环,是连接三环路、京顺路和机场高速的立交桥。由于自然老化和长期超负荷运行,桥梁出现下挠现象,且主梁刚度下降27%。为了确保安全,从13日23点起,“体检不合格”的三元桥跨京顺路桥开始换梁。

  “这次换梁用了36小时,而我国此前同样应用该技术的北京市昌平西关环岛桥梁改造总体时112小时。”三元桥改造工程项目总工卢九章在接受科技日报记者专访时说,“本次‘桥梁整体置换’是国内首次在城区交通节点应用此项技术”。

  从预计的24小时到实际完成的36小时,慢吗?

  “尽管经历了一些波折,完成时间从预测的24小时变成了36小时,但这次换梁还是创造了历史。”卢九章说。

  他告诉记者,此前的纪录,是基于12次断路完成的;这一次换梁,只断路了一次,“尽可能减少断路次数和时间,最大限度降低施工对交通的影响,减少施工给百姓出行带来的不便,这是我们采用此项技术的出发点”。

  在三元桥大修之前,交管部门曾经给出了这样的数据:日均车流量达20.6万辆,高峰时每小时1.3万辆车从桥上驶过。这里共有48条公交线路,日均搭乘72.7万人次。给这样的桥梁“动手术”,用传统工法换梁对交通影响长达几个月,显然不符合要求。

  “专家反复研究论证,最终决定采用整体置换技术。只需将工厂预制好的钢梁运抵现场再拼装为一个整体,最后阶段实施整体置换,这大大地缩短了断路时间。”卢九章告诉记者,“在11次修改施工方案后,桥梁整体置换时间预计为24小时”。

 

  13日23时,三元桥换梁工程启动。按照原定计划,置换过程分为拆旧换新、桥面施工、收尾工程三个部分。旧桥主梁被切割后,通过两台千吨级“驮运架一体机”整体驮出,新梁可以同时由这种机器驮入预定位置,在最短时间内实现“整体置换”。然而,和患顽疾动手术一样,有些症状非要等“开了刀”才会暴露出来。14日凌晨,拆除中央旧梁时,施工人员发现症害严重。

  “工程开启前,我们给三元桥做了详细体检。但工程不可能没有一点偏差。不可预见的东西太多,这个桥经过长期超负荷运营,等切开后发现中央旧梁状况比预想的要差很多,经驮梁车试顶后难以整体安全托出。为确保工程实施的安全性,决定启动预案——把旧梁切割成27个小段,分段运走。”卢九章说,这样的调整增加了大量的时间,新桥入位只能顺延。

  不过,在卢九章看来,“三元桥换梁已经前进了一大步。112小时纪录是2011年创造的。如今,我们用了4年就缩短到了36小时。”15日18时,经过43小时连续施工,三元桥、京顺路同时恢复交通。北京市交通委主任周正宇表示,“在一个周末完成桥梁更新,这彻底解决了在特大城市交通咽喉地段桥梁更新与城市交通的工期矛盾。”

  钢梁整体“挪移”到原桥墩台上,9毫米误差是如何做到的?

  “‘整体置换’提高了效率,但难点在于精确测控。要将54.9米长、44.8米宽的钢梁整体‘挪移’到原桥墩台上去,落下去的瞬间精度控制必须在20毫米之内。”卢九章说。

  在新桥梁进入预定位置后,卢九章告诉科技日报记者,经初步测量,误差控制在9毫米之内。这样的成绩是如何做到的?卢九章认为,“这里面有很多高科技作为保障”。

  驮梁车相当于一把巨型手术刀,旧梁吊离、新梁到位全都依靠它的精准操作。在三元桥换梁工程中,使用了两台驮梁车,靠一根连接在车头部位的电缆实现动作一致。“这是我国自主设计、研发和制造的集机械、电子、液压技术为一体的大型现代化设备,具有操作同步、精度高、承载力强、升降能力大、运转模式多样的特点。”卢九章说,“双车一体作业,这是保障精准的一个重要条件。”

  为了桥梁的精准定位,卢九章说,“一上一下”两种定位至关重要,“天上用北斗进行定位,车上用光电导航进行纠偏。这样的双重保障可以确保新梁就位时精度控制在理想范围内。”

  驮梁车自重216吨,长50米,宽5米,光轮胎就有96只,最大顶升行程1400毫米,总体起升能力2200吨,行驶速度最高为每分钟6米,车辆可实现原地360度转向。虽然就1名驾驶员,但全程有20余人护航。在卢九章看来,“我们把入位速度降到了最低,让精准有了进一步的保障”。

  “我们还设置了精确定位系统,把初定位的精度进一步提高,确保满足设计要求。”卢九章说,“为把重达1300余吨的新梁整体精准驮运到指定位置,我们把原桥下路面进行了坡度调整,由最大2.7%的坡度降到0.7%,这样就使一体机通过此路段时液压悬挂始终在额定行程范围内。”

  参与1984年三元桥建设的罗玲,是北京市市政工程设计研究总院国家级设计大师。在她看来,“面积2000多平方米的新桥在短时间内架设到位,在国际上也处于领先地位”。

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