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古牛河特大橋是貴州安盤高速的控制性工程，全長881.8m，半幅橋面寬16.55m。古牛河大橋跨越典型的“V”形峽谷，兩側(cè)拱座依托山體而建。主橋為計算跨徑520m的上承式鋼箱桁架拱橋，主橋橋面到谷底高度約400m。橋梁兩側(cè)拱座是主橋最大受力點和最重要的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其混凝土均需分5次澆筑，其中安順岸拱座已累計澆筑混凝土21257m3，而盤州岸拱座將需澆筑混凝土20709 m3。

圖1 古牛河特大橋建成后效果圖

古牛河特大橋盤州岸拱座依托山體，垂直于古牛河展開，地形極為險峻，自然坡度為55°～65°的陡坡，局部坡度更是達70°以上的陡崖?？紤]到盤州岸施工區(qū)域山崖陡峭、施工環(huán)境極其惡劣，且不具備運輸車通行、設(shè)置拌合站等條件。因此，亟需解決高山峽谷地區(qū)超長跨距混凝土的運輸、澆筑及施工面等難題。

針對古牛河特大橋的客觀地形條件，項目組聯(lián)合同濟大學蔣正武教授團隊、三一重工廠家等進行技術(shù)攻關(guān)，提出創(chuàng)新性的技術(shù)方案。方案擬定在古牛河兩岸架設(shè)一條長約550m的臨時鋼絲懸索橋作為泵送運輸平臺，同時在其上部布設(shè)兩條對稱泵送鋼管即可實現(xiàn)將混凝土從安順岸泵送至盤州岸。而要成功實現(xiàn)如此超長距離的混凝土泵送施工，亟需開發(fā)出工作性能、泵送性能及力學性能均優(yōu)異的機制砂高性能混凝土。

圖2 鋼絲繩索道橋貓道設(shè)計圖

（1）超長跨距泵送機制砂高性能混凝土配制技術(shù)

研究團隊基于古牛河特大橋現(xiàn)場原材料開展了大量機制砂高性能混凝土配合比試驗，通過配合比基本參數(shù)優(yōu)化技術(shù)、骨料優(yōu)化技術(shù)、礦物摻合料優(yōu)化技術(shù)、外加劑優(yōu)化技術(shù)等一系列技術(shù)，成功配制出綜合性能優(yōu)異的C30超長跨距泵送機制砂高性能混凝土。此外，在經(jīng)過前后數(shù)次試驗驗證及模擬泵送試驗，最終確定出適用于古牛河特大橋拱座澆筑的混凝土生產(chǎn)配合比。

圖3 混凝土配合比優(yōu)化試驗

圖4 混凝土工作性能測試結(jié)果

（2）臨時鋼絲懸索橋泵送施工控制技術(shù)

臨時鋼絲懸索橋（也稱“貓道”）橫跨古牛河峽谷，其跨徑大、坡度大和風力大的特點不利于混凝土的泵送。針對這些問題，貓道主體采用上下兩組共8根鋼絲繩作為承重索，并于兩岸設(shè)置預壓力巖錨錨碇以作錨固。同時，兩岸共采用8根鋼絞線作為抗風繩，進一步強化貓道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。此外，考慮到混凝土泵送荷載，為避免泵送過程中貓道產(chǎn)生嚴重傾斜，在鋪設(shè)泵送管時于貓道面層上沿中線方向?qū)ΨQ鋪設(shè)2根泵送管。通過以上優(yōu)化控制技術(shù)，貓道總體剛度和穩(wěn)定性較好且于風荷載下振幅不大，能夠滿足古牛河特大橋超長跨距泵送施工條件。

圖5  建成使用的古牛河特大橋貓道

（3）基于模擬泵送試驗的現(xiàn)場管控技術(shù)

      為確保盤州岸拱座大體積混凝土的連續(xù)澆筑順利完成，項目組提前組織進行C30機制砂高性能混凝土模擬泵送試驗，并于試驗前召開籌備會和技術(shù)交底會。會議針對原材料儲備、車輛調(diào)度、人員值守、交通疏導、后勤服務(wù)等制定專項方案，并不斷進行細化和動態(tài)調(diào)整。全力加強人員配備、機械設(shè)備和物資投入，確?！扒熬€人員”無后顧之憂。強化各項施工工序有效銜接，采取“兩班倒”不間斷連續(xù)澆筑，測量人員與安全人員24h對貓道垂度、各個關(guān)鍵部位進行監(jiān)測和排查；嚴格按配合比進行混凝土攪拌，安排專人值守和檢測；采用智能溫控系統(tǒng)和專人實時監(jiān)控泵送混凝土內(nèi)外溫度，同時采取“內(nèi)降外保”等措施，確保大體積混凝土泵送、澆筑過程萬無一失。

圖6 模擬泵送試驗技術(shù)交底會

圖7 模擬泵送試驗現(xiàn)場

4月16日，單管模擬泵送混凝土試驗成功；5月18日，雙管遠距離泵送混凝土試驗成功，且各項數(shù)據(jù)符合施工要求；5月26日，盤州岸拱座澆筑順利完成。該項目不僅是同濟可持續(xù)混凝土團隊近期科研成果在貴州重大工程中的進一步突破和應(yīng)用，也是同濟大學材料科學與工程學院以及先進土木工程材料教育部重點實驗室研究團隊面向國家重大戰(zhàn)略和重大工程建設(shè)需求、開展長期“產(chǎn)學研用”合作的成果結(jié)晶。