承平高速(北京段)昌金路大桥主桥现场。                            ■记者 刘偶/摄

   在平谷区昌金路上空,一条钢铁巨龙正舒展身躯,由北京住总土木部承建的承平高速(北京段)昌金路大桥主桥钢混组合梁日前完成精准合龙。项目总工马亚仲介绍,作为承平高速公路(北京段)工程全线跨径最大、用钢量最多的钢混组合桥梁,目前项目正开展钢混组合桥梁混凝土桥面板施工,预计8月下旬进入桥梁附属结构施工阶段。

   桩基打桩 深扎大地的“定海神针”

  基础是桥梁的“生命线”,项目部面临的首个难题就是桩基施工。在承平高速三标段四工区施工现场,大桥地处中风化白云岩地质区域,这种地质坚硬无比,远超本工区其余地质岩层的硬度,给施工带来极大困难。在普通页岩层中,通常一天可以顺利完成两根桩的施工,而在这种地质条件下,一根桩就需要整整三天,施工效率大打折扣,严重影响工程进度。

  “刚开始打桩时,我们用常规大型旋挖钻机,一天只能打8米左右,尤其在地下7米左右的位置,最慢时候一小时只能钻不足1米。但北京地区超大型旋挖钻机数量非常少,后来我们四处调集资源,终于找来了目前国内功率较大的旋挖钻机——亚核650H旋挖钻机,它的发动机功率可达650千瓦,这家伙自重就300多吨,打直径1.8米,深36米的桩孔,一小时能钻2米。虽然比在普通页岩层时的钻进速度慢,但已经能满足施工进度要求。”马亚仲说道。

  昌金路大桥钢混组合梁左右幅中墩均为2个2.15×2.15米的方墩,其中最高的桥墩达到了15.5米。这些桥墩如同一个个高大挺拔的“擎天柱”,稳稳地支撑着整个桥梁的重量。马亚仲告诉记者:“在每个中墩下方,是6根32米长的桩基,以及长13米、宽7.6米、高2.85米的承台,它们共同为桥梁提供稳固的支撑力。”

   钢混桥梁悬拼 高空“搭积木”的毫米级精度

  在昌金路大桥施工现场,左线与右线跨径均按70+95+70米标准设计,全桥钢混组合梁共计48片,钢材总用量约4600吨,单片最大吊装重量达175吨。

  “桥梁合龙最大难点就是右幅4-5轴钢梁桥上方的500千伏高压线。”马亚仲告诉记者,当时要求项目团队必须在11天内,完成右幅4-5轴钢梁吊装,否则高压线通电后将无法满足吊装安全距离。“我们把吊装分解为五个精密齿轮,每个环节的作业时间精确到小时把控。”马亚仲回忆道。钢梁进场、测量放线、吊具检查、起吊对位、焊接固定五个环节环环相扣,建设者昼夜轮班,终于在高压线通电前啃下这块“硬骨头”。

  全长32米的合龙段钢梁如同巨人的臂膀,需在车流不息的昌金路上空完成拼接。团队创新采用悬拼工艺,像搭积木般在空中逐段组装,省去临时支架对地面交通的干扰。技术团队运用Tekla软件建立数字孪生模型,提前72小时绘制钢梁热胀冷缩曲线,选定最佳合龙温度。最终实现的“瞬时合龙”误差控制在2毫米以内。

  此外,马亚仲介绍,由于场地限制,项目采用350吨单机台吊右线的施工方案,根据现场实际情况,采用先右再左的顺序,每次合龙两片梁,保障受力均衡。

   HPC混凝土 会“呼吸”的智能肌肉

  如果把钢梁比作桥梁的骨架,那么高性能混凝土(HPC)就是充满智慧的肌肉。设计抗压强度超100兆帕的HPC桥面板,较传统混凝土减重60%,却具备更强的抗压性能。马亚仲比喻:“这就像用航空材料打造马拉松选手的肌腱,既实现轻量化又具备高韧性。”在昌金路大桥钢混组合梁墩顶处,特别采用了强度大于100兆帕的高性能凝土,铺设10厘米厚的桥面加强层,作为桥面板结构。记者在现场看到,整个摊铺位置,从墩轴线向两端各延伸20米,宽16.1米,恰似给桥梁关节戴上了特制“护膝”。马亚仲解释道:“墩顶区域受力最复杂,我们通过局部加强措施保障结构安全。”

  工作人员介绍,HPC的弹性使在相同荷载下桥面变形更小、刚度更优,不仅有效抑制挠度发展,减少桥面不平顺问题,而且提高行车的舒适性和安全性。“在高性能混凝土配制阶段,我们积极与混凝土厂家沟通,通过优化配合比,将收缩率控制在微米级,使桥面如同会呼吸的皮肤,自适应温度变化。这种智能特性有效抑制了裂缝产生,让桥梁摆脱‘骨质疏松’隐患。”

  “传统现浇梁需要内植预应力筋,而我们的钢混结构仅需普通钢筋即可。”马亚仲自豪地说。这一设计创新不仅减少了桥面板的混凝土用量,加快了施工进度,通过增大桥面板刚度降低疲劳部位应力幅,显著减小桥面板在车轮荷载下的应力,从而能够基本消除钢桥面疲劳开裂的风险,延长了桥梁使用寿命。