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懸索橋貓道上的湖北創(chuàng)造—— 讓“天梯”靈活又聽話
2022-04-11 來源:湖北日報 


  橋梁建設者依靠貓道施工。(湖北路橋供圖)

  懸索橋飛架南北,天塹變通途。在大橋鋪設前,建筑工人們?nèi)绾慰朔靿q來施工?

  答案是:修建一條施工專用通道——貓道。在這條線型臨時施工便道上,工人們將完成索股牽引、吊索安裝等,堪稱“高空腳手架”。因其斷面通常呈U型,狹長且有一些搖晃,故稱“貓道”(catway)。

  湖北聯(lián)投旗下湖北路橋開展的千米級懸索橋貓道關鍵技術研究與應用,在宜都長江大橋、棋盤洲長江公路大橋工程中成功應用,榮獲中國公路建設行業(yè)協(xié)會頒發(fā)的科學技術進步獎二等獎,達到國際先進水平。

  狹長貓道有痛點

  說起橋梁歷史與種類,湖北路橋黨委委員、總工程師朱紅明如數(shù)家珍。

  “隨著技術不斷進步,懸索橋的最大跨徑能達到2公里,在江面不寬的時候可以一跨過江,不用進行水下施工。”朱紅明介紹,如今在跨江橋梁的建設中,懸索橋的應用逐漸增多。

  懸索橋,即以纜索作為上部結構主要承重構件的橋梁。其纜索通過索塔懸掛并錨固于兩岸錨碇,幾何形狀一般接近拋物線。貓道,則為懸索橋施工過程中極為重要的臨時設施,既是施工人員進行作業(yè)的“高空腳手架”,也是主纜系統(tǒng)乃至懸索橋整個上部結構的施工平臺。

  貓道的使用貫穿整個懸索橋上部結構的施工過程,由于貓道線型與主纜線型平行,其精度控制可直接影響主纜施工。現(xiàn)有技術中,貓道是典型的大跨度柔性結構,因狹長、易搖晃,存在靜力失穩(wěn)的可能,危及施工人員安全,給施工進度帶來不利影響。

  “我們與西南交通大學聯(lián)合進行了關鍵技術研發(fā),解決了以往施工中的多個痛點。”朱紅明說,圍繞貓道線型調節(jié)操作復雜、施工成本較高、安全系數(shù)低等,湖北路橋開展了一系列創(chuàng)新探索。

  無人機“穿針引線”

  回憶起貓道的誕生過程,湖北路橋棋盤洲長江公路大橋項目時任工程部部長殷源對一場空中“穿針引線”印象深刻。

  貓道建設前,需先導索先行過江“探路”。在國內(nèi)大跨徑懸索橋施工中,通常采用渡船拽拉、火箭拋送、熱氣球牽引或直升機牽引等方法,完成先導索過江。殷源介紹,這些辦法有的耗資巨大,有的則需采取封航措施,成本都較高。

  2019年4月27日,搭載著直徑2毫米的杜邦絲,一臺工業(yè)級六軸無人機輕松飛越1000多米的浩瀚江面,“穿針引線”般將棋盤洲長江公路大橋兩岸連為一體。“由于無人機承重有限,我們采取小繩拉大繩的方式,通過來回8次拖拽,逐漸替換不同直徑的鋼繩,最后將一根直徑36毫米的先導索架設在兩岸主塔之間。”殷源清晰記得,兩岸6名工人高度協(xié)調配合,才得以最快速度完成“穿針引線”。

  依靠先導索,工人們方能架設牽引系統(tǒng)和貓道。約2個月后,貓道建成,獨特的U型倒影,在江面上劃出長長的弧線,猶如“天梯”。

  靈活“天梯”保精度

  貓道伴隨橋梁上部結構施工的全過程,有了這個施工便道,工人與設備才能進行高空作業(yè)。“最重的索夾,有6噸多,都要通過貓道的天車運送上去。”湖北路橋宜都長江大橋項目時任工程部部長朱文說,貓道幾乎能決定主纜架設、線型調整、索夾、吊索的安裝,以及加勁梁施工是否能精確完成。

  如何讓高懸空中的柔韌“天梯”靈活且聽話?在貓道上,湖北路橋工程人員每隔45米設置一個門架、每135米設置一道橫向通道連接左右幅貓道,每個門架高度都可調節(jié),并設置防滑卡具。朱文介紹,可調節(jié)的門架讓施工更精確方便。

  宜都長江大橋,為主跨1000米的公路雙塔單跨鋼桁梁懸索橋,單根主纜索股有169股(每根索股由127根鋼絲組成)。“在密集的施工壓力下,貓道發(fā)揮了較為重要的作用。”朱文說,項目采用單線往復式牽引系統(tǒng),白天進行索股的牽引,夜晚溫度穩(wěn)定后進行調索,最快達到了每天6根的架設速度,僅用50天就完成了左右幅主纜共338根索股的架設。

  朱紅明介紹,湖北路橋走過近70年風雨歷程,目前已成為湖北“建橋軍團”的核心力量,未來將不斷推陳出新,將更多新技術應用于工程建設領域,為武漢“設計之都”、湖北“建筑軍團”增添科技實力。

  全媒記者 胡弦 通訊員 柳志鵬 實習生 周欣



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