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聚焦张靖皋(4) | 350米的“极限绣花术”

发布时间:2026-08-05阅读次数:

“166根锚杆全部精准穿孔!无碰撞、无偏差!”2024年2月27日清晨,平潮窗口期的江面风平浪静,随着监测员的一声呐喊,中交二航局张靖皋长江大桥项目现场一片沸腾,项目常务副总工黄修平也拿出手机,记录了这难忘的一刻。

张靖皋长江大桥是世界第一跨度悬索桥,中交二航局承建的ZJG-A1标段主要施工内容包括大桥南航道桥主塔、辅塔、南锚碇、南引桥等。其中主塔高350米,建成后将是世界最高悬索桥索塔。

给锚杆穿上“紧身衣”

350米高的钢混主塔如“擎天柱”般直插云霄,而支撑这座巨塔屹立不倒的关键,是166根深埋塔座、贯穿钢塔的竖向锚杆。但施工没多久,黄修平就迎来当头一棒,这些总长13米、端头直径140毫米的“钢针”,需同时精准穿过混凝土塔座与钢塔底部的双层圆孔,实现无缝锚固,这项技术在国内特大桥施工中无先例可循。“每根锚杆就像细长筷子,吊装运输中稍微碰撞,就可能产生弯曲变形。”黄修平解释,“如果每根弯1毫米,166根叠加起来,偏差就会无序放大,就无法同步穿孔。”

在试装环节,项目技术团队沿用传统单层定位思路进行试装,可13米长的锚杆刚下放一半,就出现了明显偏移,试装宣告失败。“单层定位只能锁住锚杆一端,中间部位没有约束,再细的误差也会被放大,根本行不通!”黄修平看着偏移的锚杆,当即决定推翻原有方案,集中力量研发一套全新的、能从根源解决偏差问题的定位体系。

明确研发方向后,团队立即投入攻坚,连续一周扎根实验室和施工现场,经过多轮推翻重来,终于敲定创新研发思路——创新采用“大刚度定位支架+高精度定位板+高灵敏度调位装置”的组合模式,分层约束13米长的锚杆,从根源上控制垂直度偏差。

团队首先设计了一套整体式刚性定位支架,采用大截面型钢焊接成型,计划整体预埋在混凝土塔座之中。这套支架如同人体的“脊柱”,可抵抗混凝土浇筑、振捣以及后续施工中的所有扰动,让锚杆“姿态挺拔”。

然而,当混凝土开始浇筑时,大体积混凝土水化热释放的巨大热量,加上混凝土自身收缩产生的拉力,竟让刚性支架发生了肉眼不可见的“微变形”,四个角点的标高出现了0.3至0.5毫米的不均匀沉降。“支架虽然是刚性的,但塔座混凝土不是均质的,混凝土收缩差异会把支架‘拽歪’。”黄修平看着监测数据,眉头紧锁。

团队连夜开会,有人提议返工重做,但那样意味着工期延误至少半个月。黄修平拍板:“既然支架已经被‘拽’动了,我们就在它的基础上再做精调。”黄修平提出,“就像给桌子腿垫硬币,哪里低就垫哪里。”想法得到项目团队的一致赞同。

技术团队设计了一套“动态调平+二次精调”方案,在支架顶层定位板的下方,增加16个可调式螺旋支撑,每个支撑独立调节高度,最小调节刻度0.1毫米。测量人员先在支架上布设24个监测点,用精密水准仪测出每个点位的高程偏差,然后逐一旋转螺旋支撑,将顶层定位板整体找平。经过努力,顶层定位板的不均匀沉降被消除,所有监测点高程偏差重新控制在0.2毫米以内。

支架问题解决后,五层高精度定位板依次安装到位,166个圆孔的精度控制在0.1毫米以内。可第一批锚杆下去,就出了状况——13米长的锚杆吊装时难免弯曲。当它穿过第四层时忽然卡住,进退两难。更麻烦的是,锚杆和钢板硬碰硬,刮下来的铁屑掉进孔里,越卡越死。

团队再次转入攻关状态。经过反复试验,在每层定位板的圆孔上方加装锥形导向套筒,套筒上宽下窄,内壁经抛光处理,锚杆穿入时先被导向套筒“扶正”,再缓缓滑入定位板圆孔,避免了硬刮擦,同时调整穿杆顺序,不再一次穿到底,而是“逐层递进”,先将锚杆穿过顶层定位板,临时固定,再穿第二层、第三层……每穿过一层就复核一次垂直度,发现偏斜立即用高灵敏度调位装置微调,如同给锚杆铺了一条光滑的“滑梯”,卡阻问题迎刃而解。166根锚杆全部顺利穿入,无一根卡死。

毫米级的“穿针引线”

静态锚杆精准就位后,真正的考验才刚刚开始。

760吨钢塔动态吊装,166个圆孔同步套入静态锚杆,不能有丝毫碰撞摩擦。这一步如同“千针穿双孔”的终极考验,叠加动态晃动、对位盲区、风险不可控三重新矛盾。长江水域潮汐不规则,浮吊船吊装钢塔时始终处于上下起伏、左右晃动的动态状态,钢塔吊在空中如同“风中浮萍”,晃动幅度可达十几厘米。

“钢塔底部双层圆孔直径仅比锚杆大2毫米,晃动时哪怕偏差1毫米都会碰撞锚杆。”吊装指挥手心全是汗水。钢塔首节段重达760吨、高3.5米,吊装时悬在30米高空,底部双层圆孔完全处于视觉盲区,只能通过仪器监测和对讲机沟通,信息传递存在滞后。

为辅助对位,团队曾提出增设导向帽或采用葫芦牵拉纠偏两种方案,但均存在致命风险。导向帽有1厘米厚度,加上锚杆直径,圆孔净距仅剩1毫米,一旦对位偏差容易卡死;葫芦牵拉更危险,单侧牵拉容易导致钢塔变形甚至带动已就位锚杆偏位。

攻坚小组连续几天推演,模拟涨潮、落潮、平潮等不同工况,最终得出结论:涨潮起吊、平潮落位,裸对位,不增设任何辅助装置。

“落潮时船体持续下行,钢塔易碰撞锚杆;涨潮时船体上行,碰撞风险降低;平潮时船体相对稳定,晃动幅度最小,是最佳窗口期。不增设导向帽、不用葫芦牵拉,看似冒险,实则规避了卡死、变形的致命风险。”黄修平眼神坚定,成败在此一举。

确定平潮裸对位方案后,团队从数字模拟、实时监测、精准调度、应急保障四方面细化每一个环节。正式吊装前,团队开展全工况数字模拟,录入166根锚杆实测坐标、钢塔双层圆孔加工偏差、浮吊船高低差和晃动幅度等所有数据,模拟船体高低差20厘米、15厘米、10厘米等极限工况。模拟结果显示,船体高低差20厘米以内钢塔均可顺利穿孔,这给了团队极大底气。

吊装当天,团队布设全方位立体监测网络,塔座四周4台高精度全站仪实时监测锚杆位置,钢塔底部8台高清摄像头实时传输对位画面,浮吊船3台倾角仪和高度仪实时监测船体姿态,166根锚杆顶端安装微型传感器实时监测碰撞情况。2024年2月27日清晨,长江江面风平浪静,平潮窗口期如约而至。浮吊船缓缓起钩,760吨钢塔平稳升空。

“钢塔到位,缓慢下放!”随着指挥口令,钢塔以每分钟5厘米速度缓慢下沉,166个双层圆孔缓缓靠近166根锚杆。指挥中心屏幕上,圆孔与锚杆间隙逐渐缩小,从1毫米到0.5毫米再到完全贴合,所有人的心脏都提到了嗓子眼。“32号锚杆间隙正常,无碰撞!”“75号正常!”“128号正常!”……短短十余分钟,166根锚杆全部精准穿过钢塔双层圆孔,无一根碰撞摩擦,对位偏差仅1毫米!“成功了!我们成功了!”现场瞬间沸腾。

如今,350米高的钢混主塔已稳稳屹立在长江之上,166根锚杆如同桥梁的“筋骨”,默默承载着千钧之力,守护着这座世界级特大桥的安全。(何奇)

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