11月28日下午，歷時(shí)47分鐘，位于北京市門頭溝區(qū)王平鎮(zhèn)安家莊村的國道109新線高速公路工程安家莊特大橋上跨豐沙鐵路轉(zhuǎn)體橋順利轉(zhuǎn)體。在4臺千斤頂?shù)臓恳�，鋼桁梁左、右幅分別向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)25°、24°后到達(dá)設(shè)計(jì)接收墩位置。自此，全球首例墩頂雙轉(zhuǎn)體曲線鋼桁梁斜拉橋成功跨越豐沙鐵路、永定河、109國道，猶如“云帆”矗立在永定河上，為京西再添城市新地標(biāo)。
據(jù)門頭溝區(qū)應(yīng)急管理局黨委書記、局長張磊介紹，安家莊特大橋是109新線建設(shè)的標(biāo)志性節(jié)點(diǎn)，項(xiàng)目建成后，將實(shí)現(xiàn)山區(qū)公路由“翻山越嶺”向“穿山越嶺”的質(zhì)的提升，“我們還將加快推進(jìn)電力、通信等市政設(shè)施的隨路建設(shè)，把109新線高速打造成門頭溝區(qū)防災(zāi)救災(zāi)的復(fù)合型廊道�！�
11月28日下午，北京市門頭溝區(qū)王平鎮(zhèn)安家莊村，國道109新線高速公路工程安家莊特大橋上跨豐沙鐵路轉(zhuǎn)體橋順利轉(zhuǎn)體。新京報(bào)記者 王穎 攝
現(xiàn)場：
全線唯一一座轉(zhuǎn)體橋順利轉(zhuǎn)體，轉(zhuǎn)體重量超2.5萬噸
當(dāng)天下午3點(diǎn)，新京報(bào)記者前往門頭溝區(qū)王平鎮(zhèn)安家莊村的國道109高速公路工程安家莊特大橋上跨豐沙鐵路轉(zhuǎn)體橋轉(zhuǎn)體施工現(xiàn)場。記者從現(xiàn)場獲悉，國道109高速公路是提升門頭溝山區(qū)段交通質(zhì)量安全出行的重要基礎(chǔ)設(shè)施，安家莊特大橋上跨豐沙鐵路轉(zhuǎn)體橋，是109新線高速唯一一座轉(zhuǎn)體橋，是全線控制性和關(guān)鍵性咽喉工程。
工程位于門頭溝區(qū)王平鎮(zhèn)安家莊村，橋梁起于豐沙鐵路北側(cè)，先后跨越豐沙鐵路、永定河及109國道，左、右線分幅布設(shè)。左幅為鋼桁梁斜拉橋，轉(zhuǎn)體重量15800噸，右幅為連續(xù)鋼桁梁橋，轉(zhuǎn)體重量9400噸。為不影響既有鐵路正常行車，保證施工安全，工程采用墩頂同步轉(zhuǎn)體法施工。
新設(shè)備：
“小型焊接機(jī)器人”解決懸拼施工中的難題
記者了解到，整座大橋的轉(zhuǎn)體系統(tǒng)位于30多米的高空，是轉(zhuǎn)體施工的“心臟”，其結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜。左、右幅兩個(gè)轉(zhuǎn)體球鉸位于同一鋼蓋梁的不同位置、球鉸外的兩個(gè)柔性環(huán)形滑道與蓋梁的結(jié)合復(fù)雜、轉(zhuǎn)體前需進(jìn)行多次體系轉(zhuǎn)換，使得球鉸、滑道、蓋梁三者之間互相影響，受力和變形牽一發(fā)而動全身，轉(zhuǎn)體系統(tǒng)復(fù)雜。球鉸、滑道及撐腳空間位置控制難度大。且248米大懸臂曲線鋼桁梁實(shí)現(xiàn)雙幅同步轉(zhuǎn)體、實(shí)時(shí)監(jiān)測、精準(zhǔn)就位難度大。
轉(zhuǎn)體成功后工作人員檢查接口處。
轉(zhuǎn)體施工過程中，采用智能化同步控制牽引系統(tǒng)、智能化實(shí)時(shí)可視監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控轉(zhuǎn)體梁關(guān)鍵截面應(yīng)力、橋端位移、轉(zhuǎn)體速度、空間位置、牽引力等相關(guān)參數(shù)，實(shí)時(shí)掌握轉(zhuǎn)體橋的狀態(tài)，確保左、右幅橋體轉(zhuǎn)體速度同步。同時(shí)，采用北斗定位智能監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測轉(zhuǎn)體速度、俯仰角和橫滾角等數(shù)據(jù)，并將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)回傳BIM信息模型，實(shí)現(xiàn)“線上模型+線下實(shí)體”同步轉(zhuǎn)體，大大提高了轉(zhuǎn)體施工安全性。
記者了解到，在施工過程中，中鐵六局成立了科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，堅(jiān)持BIM技術(shù)的全過程應(yīng)用，開展技術(shù)攻關(guān)，邀請國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)焊接、高栓應(yīng)用知名專家現(xiàn)場指導(dǎo)，特邀橋梁大師把脈定向。
施工期間應(yīng)用BIM模型指導(dǎo)施工和深化圖紙，確保加工及一次拼裝精確到位。同時(shí)，創(chuàng)新應(yīng)用激光三維掃描技術(shù)驗(yàn)證加工精度。采用BIM+GIS技術(shù)提前模擬拼裝施工，規(guī)避碰撞點(diǎn)，降低二次調(diào)整的風(fēng)險(xiǎn)。
不僅如此，施工過程中，還應(yīng)用了許多“新設(shè)備”，比如，“小型焊接機(jī)器人”“磁吸式高空焊接保溫裝置”“大噸位落梁滑塊卸落裝置”等，有效解決了焊接、冬季施工、體系轉(zhuǎn)換、懸拼施工中的難題。
新改變：
門頭溝山區(qū)公路由“翻山越嶺”向“穿山越嶺”轉(zhuǎn)變
記者了解到，安家莊轉(zhuǎn)體橋是北京市交通運(yùn)輸行業(yè)和門頭溝地區(qū)災(zāi)后重建的重大節(jié)點(diǎn)工程。門頭溝區(qū)將“再接再厲抓好災(zāi)后恢復(fù)重建”，結(jié)合主題教育全面開展各項(xiàng)重點(diǎn)工程建設(shè)。
門頭溝區(qū)應(yīng)急管理局黨委書記、局長張磊介紹，國道109新線高速公路項(xiàng)目建成后，將實(shí)現(xiàn)山區(qū)公路由“翻山越嶺”向“穿山越嶺”的質(zhì)的提升。下一步，門頭溝區(qū)將把恢復(fù)重建與推動高質(zhì)量發(fā)展、推進(jìn)韌性城市建設(shè)等工作緊密結(jié)合起來，進(jìn)一步增強(qiáng)防范重大災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的能力，切實(shí)保障全區(qū)人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全和城市運(yùn)行安全。
據(jù)了解，作為北京市重點(diǎn)工程，國道109新線高速公路正在加緊施工，目前，項(xiàng)目全線35座橋梁主體工程全部完工，全線16座隧道中13座已實(shí)現(xiàn)了雙線貫通，剩余黃臺隧道、飲馬鞍隧道預(yù)計(jì)春節(jié)前貫通，小龍門隧道預(yù)計(jì)2024年5月貫通。
國道109新線高速公路是門頭溝區(qū)首條高速公路，是連通河北與京西地區(qū)的快速交通走廊，是助力門頭溝區(qū)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的幸福路、民心路。建成后，將有力推動受災(zāi)地區(qū)發(fā)展，為門頭溝區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長和文旅產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來契機(jī)，為京津冀一體化協(xié)同發(fā)展注入新動能，并為北京西部山區(qū)應(yīng)急防災(zāi)提供重要通道保障。
工作人員在大橋下拍照留念。“今日，鋼桁梁完成體系轉(zhuǎn)換，主體結(jié)構(gòu)施工完成，下一步將進(jìn)行為期一個(gè)月的支座安裝和落梁等附屬施工�！笔┕し街袊需F總包部四工區(qū)(中鐵六局北京公司)項(xiàng)目經(jīng)理路祥龍介紹。
揭秘三大亮點(diǎn)：
施工采用多項(xiàng)國際頂尖技術(shù)
國道109新線高速安家莊特大橋能夠順利轉(zhuǎn)體，背后是諸多國際頂尖技術(shù)的支撐。從2021年9月開始，無論是從橋梁轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、管柱內(nèi)外交替焊接、超大超重型蓋梁吊裝，還是在百米高空對2097種鋼桁梁桿件的拼裝均采用國際頂尖技術(shù)。
什么是全球首例墩頂雙轉(zhuǎn)體曲線鋼桁梁斜拉橋？此次轉(zhuǎn)體施工有哪些難點(diǎn)？應(yīng)用了哪些新技術(shù)？新京報(bào)記者采訪了此次施工方中國中鐵總包部四工區(qū)(中鐵六局北京公司)項(xiàng)目經(jīng)理路祥龍。
亮點(diǎn)1
給橋墩定制9厘米“鋼甲”，焊接工藝及精度堪比航母級別
路祥龍介紹，“墩頂雙轉(zhuǎn)體”就是讓兩幅橋梁在同一橋墩的頂部進(jìn)行同步轉(zhuǎn)體�！扒�”指的是，橋梁在平面投影上是曲線的，兩幅橋梁一個(gè)是在半徑1600米的平曲線上， 另一個(gè)是在半徑1500米的平曲線上。鋼桁梁斜拉是橋的結(jié)構(gòu)形式，指橋梁通過一根根鋼絲索斜拉拖拽。
路祥龍介紹，工程建設(shè)之初，墩柱施工就遇到了難題。由于橋墩位于永定河河道內(nèi)，為滿足行洪要求，減少橋墩占用河道面積，最小墩柱直徑僅有3米。如同在“小蠻腰”上承載一艘“萬噸巨輪”,這對墩柱本身的承載力和施工工藝提出了極高的要求。設(shè)計(jì)采用特殊鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，須在混凝土橋墩外定制一件特殊的“鋼甲”，以提高墩柱的承載力。施工要先將9厘米厚的鋼板和4毫米厚的不銹鋼板壓合一體，然后卷成直徑3米的圓管，現(xiàn)場再將5個(gè)圓管組裝焊接成30米高的墩柱，無論是對鋼板軋制、雙板壓合、卷曲成型，還是焊接工藝都提出前所未有的考驗(yàn)。
工作人員操控大橋轉(zhuǎn)體。
“我們（中國中鐵）發(fā)揮設(shè)計(jì)、加工、檢測等全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢，調(diào)集國內(nèi)頂尖軋鋼、壓制、焊接資源，摸索工藝，總結(jié)出‘管柱內(nèi)外交替焊接’等施工方法，保證了高強(qiáng)度厚板焊接質(zhì)量，焊接工藝及精度堪比航母級別�！甭废辇埛Q。
亮點(diǎn)2
2159噸鋼蓋梁創(chuàng)全國單座鋼蓋梁重量之最
墩柱上的鋼蓋梁猶如大橋的“肩膀”，直接承載了主梁全部的荷載。鋼蓋梁總長60米，寬7米，高8米，立起來相當(dāng)于地面20層樓的高度，重達(dá)2159噸，屬于超大超重型蓋梁�！盀楸阌诎惭b和運(yùn)輸，我們將鋼蓋梁劃分為8個(gè)節(jié)段，采用地面倒裝分段制造，從兩端依次向中間進(jìn)行安裝，在跨中位置進(jìn)行合龍。鋼蓋梁鄰近豐沙鐵路，施工安全和質(zhì)量控制成為首要大事�！�
路祥龍介紹，為確保鄰近既有線施工安全，項(xiàng)目部配備技術(shù)過硬的生產(chǎn)人員，采用500噸的履帶吊進(jìn)行蓋梁吊裝，精準(zhǔn)定位吊車站位，從地面、空中進(jìn)行立體式現(xiàn)場盯控。在確保施工安全的基礎(chǔ)上，嚴(yán)格控制吊裝就位精度和焊接質(zhì)量，在鋼蓋梁設(shè)計(jì)、加工、組拼、吊裝各環(huán)節(jié)周密部署，確保鋼蓋梁吊裝萬無一失。
亮點(diǎn)3
2097種桿件百米高空拼裝大型鋼“積木”
記者了解到，安家莊特大橋轉(zhuǎn)體橋主梁左幅長496米，右幅長342米，均采用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，鋼材用量達(dá)2.2萬噸。全橋鋼結(jié)構(gòu)由形態(tài)各異的2097種鋼“積木”組成，最重的單個(gè)117噸，最大長度16米、寬4.5米。
路祥龍稱，由于鋼桁梁桿件形式復(fù)雜、尺寸各異、節(jié)點(diǎn)對接復(fù)雜，且在高空進(jìn)行拼裝、焊接，精準(zhǔn)就位難度大。 鋼“積木”的拼裝不是一步到位的，需要一邊拼裝一邊調(diào)整，由于橋梁位置處在線路曲線段，橋梁的空間位置和斜拉索索力，會隨著曲線鋼桁梁拼裝進(jìn)度、風(fēng)力、溫度發(fā)生動態(tài)變化，需要?jiǎng)討B(tài)調(diào)整。
大橋轉(zhuǎn)體過程中。
為確保拼裝施工順利進(jìn)行，項(xiàng)目部邀請國內(nèi)知名專家進(jìn)行指導(dǎo)，從源頭嚴(yán)控鋼桁梁成品的加工制造精度和出廠質(zhì)量；對現(xiàn)場桿件的放樣、復(fù)核等測量工作采取隊(duì)伍、項(xiàng)目部、監(jiān)測單位三級控制，建立拼裝反饋機(jī)制，及時(shí)對線型進(jìn)行調(diào)整，為安裝精度上了一把“保險(xiǎn)鎖”。利用360度無死角監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)時(shí)顯示吊裝關(guān)鍵信息，精準(zhǔn)把控“積木”拼接誤差控制在毫米級，確保工程精益求精。
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