济新黄河大桥的主缆在黄河之上画了一个“圈”,1613米的钢缆以折返方式锚固于单塔与山崖的锚固点之间。在主缆完成“飞去、绕回”壮举的背后,是技术人员攻克三大难关的创新历程。
首先是让钢丝整齐“转弯”。传统悬索桥主缆索股呈正六边形排列,但回转缆在塔顶需竖向弯曲,在北岸转向处需水平弯曲,90度转角差导致钢丝极易扭绞。
“好比一群人直角转弯还必须保持原队形,必定人仰马翻。”济新黄河大桥项目技术负责人李波解释。为此,工程团队在缆索排列上实现突破。他们首创“斜45度排序入鞍”技术,让121股索股在45度斜面上依次入槽。“每根钢丝自然‘侧身’,转弯时受力均匀不打架。”李波说。
第二道难关,便是千米索股如何高效牵引。济新黄河大桥的单根主缆索股长1613米、重35吨。在狭窄峡谷中,传统单向牵引易扭绞、效率低。
“我们让索股‘两头跑’。”李波指着直径6米的特制索盘介绍。工程团队发明的“索股对折盘卷施工法”将索股从中部对折,头尾同盘卷绕。施工时两岸牵引设备同步发力,索股如展开的卷尺双向奔赴。
利用上述工法,工程团队只用了40天便完成全部121股索股的架设。这不仅使得施工效率大幅提升,而且让扭转风险降为零。
第三道难关,就是万吨拉力如何锚固。
大桥北侧的锚碇,需承受主缆折返产生的巨大水平拉力与竖向压力。“常规锚碇得挖空半座山。”用混凝土巨构:他们创新设计的“拟形底面U形锚室复合式锚碇”依山就势,底面雕刻成三维阶梯状与山岩咬合,内部设浅埋U形洞室容纳转向装置。
这样的设计,不仅比传统方案少挖3万立方米土石,而且锚碇顶面还能兼做行车道。主缆在此经L形双滑动面转索鞍平滑转向,施工预偏后自动复位,省去顶推工序,成功将万吨拉力锚固在锚碇之上。