中国网5月28日讯 5月12日15时18分,永定河25年来首次全线通水,横跨在京西永定河上的新首钢大桥在清澈河水的映衬下更显美丽。由首发集团公联公司建设,北京城建集团总承包,北京城建道桥建设集团施工的新首钢大桥,横跨永定河,是北京市内一条连接石景山区和门头沟区的过江通道。它的建成使“十里长街”成功延长至“百里”,开启北京京西地区发展新时代。
创意之美——挑战“世界级难题”,尽显“十八般武艺”
站在距新首钢大桥500米外的办公区,北京城建道桥集团新首钢大桥项目经理寇志强抬头便可以看到气势恢宏的大桥。回想起四年的建设历程,寇志强感慨万千。
作为长安街西延工程的最关键节点,新首钢大桥开工建设于2016年,时至今日已有四年时间。之所以短短1.35公里的大桥建设了这么多年,和大桥独特的设计结构、永定河河道走向等难题息息相关。新首钢大桥坐落于长安街西延线上,横跨永定河水系,最终延伸至门头沟区三石路。该桥几乎囊括了所有高、精、尖、新技术,同时为五跨双塔双索面斜拉钢构组合桥,是目前我国桥梁中最宽的一座钢桥梁,其施工难度在国内处于前列,甚至属于“世界级难题”。
新首钢大桥的方案设计由北京市政设计研究总院与北京戈建建筑设计顾问有限责任公司联合设计。此方案立意是对面而坐的两人,双脚相抵,手拉钢索,向后用力形成“合力之门”。秉承着建筑与自然完美融合的理念,新首钢大桥的建成与周边自然环境达到巧妙融合的效果,体现出山和城的文化联系。
为建成北京地标性桥梁建筑,真正使新首钢大桥成为长安街上的又一颗“明珠”,新首钢大桥施工单位北京城建道桥建设集团不仅聘请了中国工程院院士等国内拱桥方面专家进行技术指导及疑难破解,而且还成立了以集团领导为组长的专家组,向技术难关发起“进攻”,尽显“十八般武艺”确保大桥安全顺利施工,并对工程实施过程中的重大技术方案、关键技术难题、质量控制标准、科研课题及新技术、新工艺、新材料运用等提供专家级技术指导。全体建设人员则始终坚持“科学管理、精益求精、立足本职、推进发展”的根本原则,对新首钢大桥中的一系列综合施工技术展开研究及攻关。
创新之美——创下北京建筑工程诸多最难
在桥上眺望永定河的美景,看“落霞与孤鹜齐飞,秋水共长天一色。”这是新首钢大桥的设计愿景。
有“神州第一街”之称的长安街,是北京城的一条东西轴线,从西三环公主坟桥一路向西,跨过五环后,到达老首钢东门,长街也就走到了头。为了打通京西的交通,多年前,北京启动了长安街西延方案,而跨越永定河的高架桥新首钢大桥,就成为连接石景山和门头沟的枢纽。
根据设计方案,新首钢大桥主桥为全钢结构倒“U”形双斜钢塔斜拉桥,全长639米,主跨跨径280米,斜钢塔高124.93米,桥面最宽处54.9米。由于两个倒“U”形钢塔分别向东﹑西两侧倾斜,从高空俯瞰,仿佛两个面对面席地而坐的拔河健儿,脚抵着脚,手拉着手,各自向后用力拉伸,故而在设计之初也被昵称为“和力之门”。
“这是全球首例双塔斜拉钢构组合体系桥,也将是北京地区跨径最大、高度最高、难度最大的跨河大桥。”寇志强解释道,为了顺应永定河的河道走向,以尽量减少阻水率,新首钢大桥南北桥墩的排布是“错步”的,前后错出25.1米。也因此,“架”在桥墩上的两个钢塔采用的也是倾斜空间形式,特别是高塔,倾斜角度就达到57度。同样呈现倾斜形式的还有桥上的拉索,112根斜拉索呈竖琴状布局,将梁和桥面的重量传递到斜塔上。
值得一提的是,新首钢大桥主桥用钢量高达4.3万吨,而其中约90%的钢构件都是通过预制加工的方式先在工厂加工好,然后运输到现场拼装。这便成为施工过程中一道大的难题。
在全体参建人员的共同努力下,新首钢大桥在建设中创下了几宗“最”。第一宗“最”为大桥宽度,桥面最宽处54.9米,约为南京长江大桥的2.7倍,目前占据了全国大桥宽度的“第一把交椅”;第二宗“最”为钢结构用量,总体达到4.5万吨,比“鸟巢”体育场4.2万吨的用量还要多;第三宗“最”为大桥高度,斜钢塔高124.93米,为目前北京高度最高的跨河大桥;第四宗“最”为倾斜角度,最大倾斜角度为71.5度,南北桥墩更是前后错出25.1米。最后一宗“最”,即国际上首次最全面的把数字设计建造用于大型桥梁全过程、全寿命管理。
新首钢大桥的建设,以精细化勘察为基础,以科学研究为支撑,以专用设备开发为保障,以标准化管理及风险预控管理为手段,以安全耐久、环保经济、风险可控、施工高效为原则,设计施工互动,总部项目部联动,积极技术攻关,开展了多项性能研究以及焊接工艺等课题研究,推广应用了一系列新技术,为大桥按期建成提供了技术支撑。在大桥建设期间,面向出现的各种各样的困难,所有参建人员严格按照工程标准化建设,实行项目科学管理,广泛运用先进工艺,严抓生态环保工作,创造了首都桥梁建设历史,大家更多秉承的是勇往直前的精神,只为在永定河上竖起首都发展的又一丰碑。
创造之美——回首四年建设历程,种种艰辛历历在目
大桥虽然是2017年进入人们视线,可2016年项目部就开始研究相关课题。新首钢大桥基础部分科技攻关持续了半年多,项目总工程师何辉斌回忆,大桥用钢量4.3万吨,超过了鸟巢用钢量,基础结构安全至关重要。
当时项目部找来了国内为数不多的超大旋挖钻,给桥体打了一个超大的基础,随后在这个浇筑好的混凝基础平台上展开了一场特殊的安装工序。与其说是安装,倒不如说是“沾上”。大桥高塔接近130米,要让这座塔稳稳立住,用来连接钢构件的混凝土平台中面积最大的足有230平方米,这块巨大平台上还密布着85根1.8米长的锚杆,远远看去如同一只刺猬的混凝土平台要与首段钢结构的85个孔准确贯通,每根锚杆的直径9厘米,开孔左右仅预留了各2厘米的空间。“这2厘米的空间能最大限度保证锚杆准确就位,还不会因为开孔过大影响钢结构安全,还实现了一次性就位。”何辉斌说。
项目技术副经理肖杨平说。首段塔节安装时,正值2017年深冬,室外温度将至冰点,要保证塔节安装到位,项目部给塔节盖上了一床“被子”,里面每隔五六米就安装一台电暖器,确保灌浆时的温度能够保证在5℃,提高了浇筑整体性和结构安全性。
时间拉回到2019年7月,“下一个难题,就是预计将于7月20日进行的主梁合拢了,这可直接关系到全桥的成败,我们还想请专家帮着把把关。”寇志强解释道,由于钢结构对温度较为敏感,常会随着温度的改变而发生伸缩,“由于矮塔是临时锁定,会随着主梁的伸缩而发生位移,夏天要胀出来25厘米,冬天要缩进去25厘米,这25厘米就直接影响了合龙难度。”
按照项目部的初步方案,计划把主梁的合龙定在当天凌晨5点,这个室外气温最低的时刻,为的是合龙口最大,主梁最容易吊装就位。紧接着,在早上7点太阳完全升起、气温升高前,完成对矮塔临时锁定的解锁工作,以防止钢结构因热胀而“推”坏钢梁。最后,还要在傍晚太阳落山前将合龙部位满焊到位,以实现整座桥的正常伸缩。“这是黄金的二十四小时,只许成功,不许失败。”每场论证会,寇志强都会和管理人员反复强调。
按照计划,在完成主梁的合龙后,新首钢大桥现已进入斜拉索调索、人行道等附属工程施工阶段,预计将于2019年9月30日实现贯通。
奉献之美——“以项目为家”的真实生活
“639米长的主桥,我们一干就是4年,真的是像绣花一样建桥。”说这话时,寇志强刚从一场方案论证会中“抽身”出来。离9月底通车的日子越来越近,他必须要确认好其间的每一处细节,“这就好比场‘一锤定音’的买卖,一丁点儿都错不得。”
寇志强的身份,是北京城建道桥建设集团副总裁、新首钢大桥项目的项目经理,是把控方向的“总舵手”和“大管家”。尽管已经同桥梁打了18年的交道,所获殊荣诸多,可在新首钢大桥的每一天,寇志强仍觉得如履薄冰,“总觉得睡不踏实,每天早上4点就自动醒来,这些白头发都是在项目上长出来的。”
同样睡不踏实的还有安全总监李根深。为了给边跨横梁和斜拉索施工腾出作业面,5月16日起,新首钢大桥上开始进行钢支架的拆除。这些钢支架,是当初高矮塔施工时为了配合吊装而特别设计的操作平台,支架最高点有130米,相当于43层楼高。“高空作业,最担心的就是发生坠落。”
每天,只要没有会,李根深都会紧盯在施工现场。早上6点20分工人们还没上岗时,他就到了桥上,一直呆到中午11点午休,夜间抢工整宿在一线施工现场更是家常便饭,他必须一遍遍地确认大伙儿都用上了安全措施。“除了工地上常见的安全带外,我们还用上了防坠器,工人只要上桥就得在安全带上再系上它。”李根深指着一根长30米、如钓鱼线一般的绳子介绍,一旦发生意外下坠,防坠器就会自动锁死,拉着工人不往下坠落。“就像电影拍摄时吊的威压,人从正面看不见它,但它却是生命的保护器。”
李根深笑着说,自从做了安全总监,他最听不得的就是巨响,哪怕是坐在办公室开会,只要听到远处传来“嘭”的一声,他都会不自主地紧张起来,然后立马起身去确认声音来自哪儿,“嘿嘿,有时候其实就是外面马路上的车响。”
正是有着这些尽心尽责的建设者们,牺牲自己在假日与家人团聚的时间,没日没夜加班加点地默默坚守,全力确保着项目进度、质量、安全,纷纷以自身的实际行动,努力向祖国母亲交付一份满意的答卷。
2016年6月,永定河大桥主桥——“和力之门”桩基础正式开始施工;2017年11月2日,“和力之门” 完成钢塔首段吊装;2018年7月16日,长安街西延线上的永定河大桥完成首段合龙;2019年1月11日,长安街西延工程跨永定河大桥正式定名为“新首钢大桥”;2019年8月1日,新首钢大桥钢梁实现零误差贯通;2019年9月7日,新首钢大桥桥面铺油施工;2019年9月30日,新首钢大桥即将全面通车,为国庆七十周年献礼……
回顾新首钢大桥建设过程中所走过的每一步,所有参建人员感慨至深,在这段值得铭刻的日子里,所有人都付出了积极的努力和辛勤的汗水。大家牺牲宝贵的休息时间,全身心投入到大桥建设过程中,只为能够在中秋国庆双节之际,为祖国母亲献上自己的真诚与努力,让祖国母亲检阅自己的工作成果。对于所有参建人员而言,新首钢大桥,不仅仅是自身职业生涯的光辉一幕,不仅仅是自身价值的最大体现,同时也是自己献给祖国母亲最宝贵的贺礼。正是源于工匠精神的专注和对工程质量的精益求精,新首钢大桥必然会让长安街转变为人民心中的“百里长街”,北京西部地区的前进道路上架起的这座力与美相结合的大桥,必将引领北京西部走向振兴、走向富裕,更走向未来。