中铁十五局七公司天津滨海西外环海河特大桥工程建设难点多

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由中国铁建中铁十五局集团七公司负责承建施工的天津滨海新区西外环高速公路海河特大桥是国内最大的钢混组合、全焊接桁梁桥，在工程建设亮点纷呈的同时，施工难点多，被誉为“钢丝绳上的攻坚战”。

天津滨海新区西外环高速公路（津汉高速-海景大道）公路北接滨海新区在建津汉高速公路，向南依次与京津高速公路、第九大街、津滨高速公路、津塘二线、天津大道、津晋高速公路以及海景大道相连，是滨海新区规划的“1环11射、5横5纵”的路网骨架中滨海环线的重要组成部分。该高速的开工建设对落实城市空间战略布局，串联滨海各功能区，构建新区南北快速通道，引导区域土地开发，完善客货系统分离，编织便捷交通网络，助港城分离具有重要作用。

由中铁十五局七公司负责承建施工的天津滨海新区西外环高速公路海河特大桥，全长1640m，设计为双向八车道，分左幅、右幅，桥面宽43m，设计荷载为公路－I级，桥梁设计基准期100年，总投资3.6亿元，是全线最大的桥。该桥主桥（95m+140m+95m）设计采用钢桁架连续梁跨海河主河槽，共有钢桁架12榀，引桥为简支变连续小箱梁，共有箱梁516片，大桥设计桩基465根、承台28个、墩柱264个、系梁168个、盖梁84个。

该桥建设的最大亮点和难点在主桥，一是造价高，330m长投资2亿元；二是海河上的深水基础施工；三是国内最大的钢混组合、全焊接桁梁桥，其工序繁多、工艺复杂、技术含量高、施工难度大，是全线的重点控制性工程，是国内高速公路上百米大跨径桥梁建设中首次运用此工艺，也是集团公司首次接触的新工艺。

整个主桥建设亮点纷呈，施工贯穿一个“难”字。一是协调难。该桥位于滨海新区和津南区交界处，仅330m主桥部分就涉及两个区，三个镇和三个村的协调工作，而且要分别面对两家国土、电力、水务和海事等部门。二是深水桩基施工难。主桥1#和2#中墩位于海河中，每个墩位设计70m长钻孔灌注桩基础48根，共计96根。涉水桩基施工和陆上施工不同，除办理施工手续和制定施工方案外，在海河上还要搭建栈桥，水上桩位放样，钢护筒（长19m）定位。在70长的桩基钻孔作业中，要随时面对海河河床上的孤石和流沙等地质突变，给成孔和进度带来巨大挑战。特别是在环境保护方面，为杜绝桩基施工造成海河水质污染，该项目先对大量泥浆进行沉淀，然后再进行外运处理。三是超大围堰施工难。为确保深水承台施工安全和质量，该项目1#、2#水中墩采用拉森钢板桩围堰施工工艺，围堰顶面高程为3.200m，围堰尺寸为47.40ｍ×16.15m，利用27m长PU28-1型钢板桩作为围护结构，打入河槽粉质粘土层，入土深度11.8m，每个围堰共打入拉森钢板桩220根，内设围囹支撑体系5道。在施工中，必须做到插桩正直，分散偏差，有差即纠，调整合拢，合拢和堵漏是围堰成败的关键。四是超大承台施工难。该桥1#和2#中墩承台分左右幅，单幅承台台长22.855m、宽14.5m、高4m，钢筋布局为底部7层主筋，顶部5层主筋，共用钢筋220T，需浇筑C35混凝土1325m3。除大方量混凝土持续供应连续施工外，降低水化热和温度峰值也是确保混凝土浇筑质量的关键。为降低混凝土的水化热和温度峰值，确保超大承台浇筑质量，该项目在施工采用“分段分层浇筑，薄层浇筑，循序渐进，一次到位”的方法浇筑，并在承台内部设置8层冷却水管降温。五是钢桁梁加工基地选址难。整个钢桁梁用钢量1.2万t，最高段12.5m，最长段63m，加上曲线型和全焊接，钢桁梁必须在天津、在车间里加工，临近码头，靠水路运输。大面积临时征地，搭建上万平米大型车间，修建码头，加上工期不确定因素对施工企业来说支出的成本无法想象。经多方协调和努力，该项目协调租用上游11km处的宝成集团2个大型车间作为加工基地，并把附近的码头进行适当改造作为拼装场地。六是钢桁梁制作加工难。整个钢桁梁造价1.6亿元，用钢量1.2万t，由12榀桁片组成，分13段拼装，最大单榀重115t，最长桁架63m。其中，每榀桁片中墩支点处梁高12.5m，边墩支点处梁高3m，跨中梁高3.5m，主梁顶面
线形与道路纵断相同，梁底面线型为悬链线。每榀桁架由上、下节段和腹杆组成，上节段线形随道路纵断线型，下桁架线型为悬链线，腹杆分为竖杆和斜杆，腹杆节点之间的间距随梁高变化。上、下桁架为箱型截面，上桁架为等高度箱型截面，下桁架为变高度箱型截面，截面普通段采用24mm的钢板，中墩局部区域采用30mm钢板。该桥钢桁梁设计具有四大特点，钢混、大跨度、曲线型和全焊接。由于大跨度和曲线型，整个钢桁梁每个杆件加工尺寸各不相同，给钢板下料，切割，焊接，拼装和安装等增加了难度。由于全焊接，其结构复杂，焊接部位繁多，技术要求高，加工难度大，焊接成为整个钢桁梁制作加工的重中之重。在长达10公里长的焊缝施工中，由于构件承载力的不同和作业面的限制，技术要求很高，除全熔透对接和全熔透角对接外，仅焊接工艺方法就有气体保护焊、手工焊和埋弧自动焊，焊接位置更囊括平焊、立焊、仰焊和横焊等多种方式。此外，整个钢桁梁加工还要克服和解决钢板矫平、机加工精度、大构件（桁片或桁架）多次翻身焊接吊装点设置和变形控制、单榀对接口质量、热处理、钢板切角控制、焊接变形控制、矫正、焊接质量、除锈、喷漆和烘干等诸多技术难题。七是现场拼装难。钢桁梁制作和安装分三步走，即车间杆件加工、拼装码头单元件组装和现场单元件安装。现场安装采用在现场设置临时预拼平台，对厂内制作的钢结构单件进行全断面预拼，对各段尺寸进行检查，预拼完成后，利用龙门吊对称吊装钢梁段至河面已搭设的作业平台，在水上作业平台进行正式组装焊接的方法进行安装。钢桁架梁安装完成后，进行桥剪力键安装，浇注配重混凝土。首先，进行两岸龙门吊双栈桥的施工。随后，在边跨侧利用2台500t吊车拼装跨线龙门吊机，利用120t龙门吊进行钢桁梁拼装施工。其中，主跨通航孔范围内钢梁（合拢段）架设受航道影响，采用一台200T浮吊吊装。除受到主航道通航影响外，风力和温度对安装影响很大。由于水上作业，船舶摇摆不定，加上大构件高空吊装，风速超过6级将无法施工，而该地频海，不但多风，而且大。由于钢桁梁设计为大跨度、曲线型和全焊接，桁梁安装精度是施工控制的关键，在千分之零点五的误差范围内顺利完成大型构件的吊装和焊接将是一项巨大的技术挑战。由于钢桁梁制作采用全焊接，为确保焊接质量，该项目在施工中采用特种合金焊条，而该焊条在温度低于-5℃时焊缝会产生崩裂，无法施工。由于主桥设计大跨度和全焊接钢桁梁，温度对钢桁梁的产生热胀冷缩效应。为降低钢桁梁热胀冷缩内应力，
确保精确合拢，该桥设计合拢室外温度必须在20℃左右进行，也就意味着在天津能满足合拢的月份只有5月份和9月份。如果在5月份完不成，只能中断等到9月份进行，9月份完不成，只能再到来年5月份。要在一个月内完成12榀，24个对接处焊接量将是一场巨大挑战，直接关系着项目的成败。

自开工以来，该项目迎难而上，积极克服建设资金短缺、征地、海事、水务和阻工等诸多难题，勇于探索和破解各项技术难题，不断攻坚克难，扫除障碍，确保了工程建设稳步推进，取得了良好成绩。

目前，该项目钢桁梁制作和安装技术娴熟，全体参建员工正奋战一线，精耕细作，力求精益求精，全力打造精品工程，让亮点更靓。