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北口智造 匠心品質

——中交一公局集團甌江北口大橋品質工程建設紀實

2019-09-28 15:48:40 來源:中國交通新聞網 作者:記者 趙珊珊 特約記者 陳國斌 通訊員 周晨凱

甌江北口大橋。

甌江,浙江溫州的“母親河”,2000多年來撫育了一代又一代的溫州人。甌江之上,一座座大橋講述著溫州人的故事,記錄了溫州的歷史,展示出這座城市的璀璨光輝。

如今,又一座連接甌江兩岸的橋梁正在緊張建設中,世界上首座三塔四跨雙層鋼桁梁懸索橋拔地而起,即將見證溫州的再一次騰飛。

它就是由溫州交通投資集團有限公司投資建設、中交一公局集團二公司參建的甌江北口大橋。作為目前我國乃至世界上技術難度最大、建造工藝最復雜的橋梁之一,中交一公局集團甌江北口大橋的建設者善于謀劃,勇于創新,精于管理,以匠心求極致,讓品質工程建設閃耀出智慧的光芒。

技術測量。

北塔封頂。

提前策劃 整體布局運籌智勝

走進中交一公局甌江北口大橋土建二標項目駐地,如果不是門口掛著項目部的牌子,記者還以為走進了一座大學校園。在這里,辦公區、生活區采用裝配式鋼框架+彩鋼板代替鋼混磚混結構,安全又環保。這里不僅水、電、空調、網絡全覆蓋,還有超市、洗衣房、浴室以及夫妻宿舍,這樣的生活、辦公條件著實讓人驚嘆。

項目書記鄭勇向記者表示,項目駐地只是他們落實整體策劃的一個體現。“自項目進場伊始,我們以‘踐行品質工程從臨建開始’為理念,進行了大臨設施策劃,努力實現了‘文化融入、綠色科技、科學布局、品質建造’的既定目標。”鄭勇說。

項目負責人肖黎告訴記者,作為相繼承建過甌越大橋、樂清灣大橋等多座水上橋梁工程的施工企業,中交一公局集團二公司深知領先的施工技術和管理方法才是推動企業不斷向前發展的強勁動力。

“甌江北口大橋是一個新的高度,也是一個新的起點。”肖黎說,公司黨委要求甌江北口大橋項目要在樂清灣大橋的基礎上繼續深化和推行標準化、信息化、班組化,更好地踐行中交一公局集團“強好優”戰略,為管理的提升和未來的發展提供更好的依托。

不謀全局者,不足以謀一域;不謀萬世者,不足以謀一時。

2017年5月,由一公局集團及二公司領導組成的前期策劃組深入項目現場進行前期策劃,從工程定位、項目目標、施工組織、施工方案等多方向,將全壽命周期的理念貫徹在施工的每一個環節,確立了“進度致勝、品質為先”的總體方向。

經過兩個月的研究討論和反復修改,項目編制出了詳盡的前期策劃書,確保今后生產施工的前瞻性、統籌性和針對性,內容全面包含施工計劃安排、主要施工技術方案及新技術應用、成本管理、風險控制等各個方面。

謀定而后動。

各工點是項目建設主戰場,項目首先對鋼筋加工廠等作業環境進行工廠化布局,然后引入各類實用、高效的機械化、自動化設備,實現工裝設備工廠化,并對各工點實行封閉化管理。

工地試驗室是項目建設的質量“衛士”。甌江北口大橋項目工地試驗室各功能室布置精細,試驗儀器先進,獲得“溫州市標桿工地試驗室”榮譽稱號,多次迎接外部單位參觀交流。中交一公局集團二公司零壹創新工作室也在此設立北口分中心,根據甌江北口大橋的技術特點對創新工作進行了規劃,以課題為依托對中心組織機構進行了劃分,針對施工重難點開展了多個課題攻關,同時以打造品質工程為出發點為大橋建設過程工藝優化提供技術支持。

工人管理方面,項目通過系統性建設“三園兩中心”,擴展班組首件制,全面推行6S管理,培育新時代產業工人,為建筑工人的快速轉型摸索出一套可復制推廣的經驗。

正是由于提前謀劃、敢于突破,在此后的施工過程中,項目建設取得了一系列令人欣喜的成果。

北錨碇主體完工。

優化方案 主體施工繁簡得當

甌江北口大橋北引橋有7聯鋼混組合梁,其中單層結構5聯,雙層結構2聯,共510節節段梁,且包含縱橫坡、曲線段、變截面等多種形式,最大頂推長度560米,這在國內鋼梁頂推施工中極為罕見。

項目總工程師王東偉告訴記者,其實北引橋施工方案原為滿堂支架拼裝,但由于地處一片50至80米的深厚淤泥地,在這種軟弱地質條件下進行超40米高墩的大噸位鋼梁安裝,將投入大量周轉材,且施工風險較高。項目經過大量調研和方案比選,改為鋼梁頂推工藝,可節約1萬噸的周轉材投入。

為了將510節、最重達92噸的節段梁吊上橋墩,項目利用原樂清灣大橋的架橋機主梁和固定龍門吊主行架等既有資源,創新組合出大跨度多功能一體化的提梁站,在節約成本的同時,直接解決了大噸位鋼梁定點吊裝的難題。

據項目副經理潘強介紹,在鋼梁頂推施工中,由于合并段上層鋼梁異于常規的結構設計,左右幅鋼梁被隱形橫梁連在一起,施工極為困難。如果先左后右逐幅頂推,需要在鋼梁安裝完成后,用吊車在40米的高空跨過16米寬的鋼梁進行再次連接,不僅難度大,而且容易耽誤工期。

項目大膽提出左右雙幅連體同步頂推的創新思路,避免二次連接。項目一方面嚴控步履千斤頂的操作同步性和頂升力值,特別是頂推過程中橫橋向的高差,避免鋼梁局部受力集中,產生扭曲;另一方面運用信息化手段監控和預警,遠程監測梁體內力和變形情況,確保施工安全和精度。幾經嘗試,雙幅連體成功同步頂推,在簡化施工過程的同時,節省工期近3個月。

一波未平一波又起,曲線段鋼梁施工讓項目技術人員絞盡腦汁。曲線段鋼梁截面寬度由7米增至14米,頂推過程中,鋼梁底板每一個支撐點位置的步履千斤頂要根據寬度變化不斷橫向移動,并始終保持在鋼梁腹板的正下方,這在國內尚無先例可循。

“現有的設備和條件根本不能滿足施工要求,我們必須自己設計改良。”項目副經理潘強帶領技術創新工作小組在施工設備上動起了腦筋。他們在原施工設備上增設一個鋼框架,設計制作一個小型連接裝置與定型設備進行連接、相互作用,形成一種變截面橋梁頂推自橫移步履千斤頂系統。這個智能裝置系統,通過設備儀器智能、遠程操控,不僅避免了人員高空作業風險,還大大提高了鋼梁架設精度,加快了施工進度,讓近萬噸形狀各異的鋼梁如同“變形金剛”,在40米的高空如履平地。

其實,優化施工方案,并不一定全都是簡化,有時候反而還會采用更“笨”的辦法。

甌江北口大橋北塔所處位置原先是個船廠,有10米左右的拋石擠淤層中間還伴有用于船臺加固的素混凝土樁,這給鉆孔樁施工的鋼護筒下放帶來很大的困難。另外,此處還緊靠著山,樁基為嵌巖樁,持力層在近45度的斜巖面上。考慮到種種不利因素,項目放棄了高功效的旋挖鉆和氣舉反循環鉆工藝,改為沖擊鉆工藝施工——先沖擊鉆開孔打穿拋石層下放鋼護筒,然后再用沖擊鉆接力成孔,而后利用量身定制的鋼護筒主動導向裝置,最終經檢測40米長、86噸重的鋼護筒下方垂直精度達到千分級。

“如果不是將樁基施工方案改為最‘笨’卻最穩妥的沖擊鉆施工工藝,根本無法做到30根鉆孔樁全部為I類樁、中心偏位毫米級。”項目常務副經理王博文說道。

但在之后的承臺施工中,灘涂區臨近甌江,深7米的基坑開挖量達2萬立方米,項目通過基坑抽水試驗,將風險高、周期長、投入大的涉水施工方案優化為干挖加降水施工方案,節約了至少1個月的工期,節約措施費近200萬元。

“不管是簡化還是復雜化,只要利于施工的就是優化。”王東偉如是說。

大橋墩柱。

步步精心 大體積混凝土溫控有方

站在北岸施工現場,只見140米高的H形北塔直聳空中,塔身線形優美,光滑細膩。身后率先完成主體結構施工的北錨碇,正在進行錨固系統的預應力張拉。等到明年南錨碇完工,兩個“大秤砣”就可以一同肩負起承載大橋主纜的重任。

“溫控是錨碇和主塔施工的關鍵。”王東偉告訴記者,尤其是北錨碇共澆筑混凝土10.7萬立方米,施工難度極大。“大體積混凝土澆筑的施工技術水平,是決定大橋質量的關鍵因素之一。”

與混凝土相關的“功課”中,一公局人選擇了“內外兼修”。承臺施工前,項目部對方案研究、人員組織、物資備料、設備安裝、環節把控等多方面精心布局、超前謀劃。在原材料材料供應方面,試驗室有專人對進料進行檢查,嚴格控制含沙量、粒徑等指標。項目耗時近兩個月,進行了8種配合比試驗,配制出低水泥雙摻抗裂混凝土,提高了混凝土的抗裂能力,節約了施工成本。

“北錨碇C35混凝土中每立方米水泥用量僅136千克,幾乎是業內最低。”王東偉驕傲地說道。

在實體結構澆筑中,項目通過足尺試驗和溫控探頭,搜集大體積混凝土核心溫度變化、內表溫差變化、冷卻水對溫度影響等基礎數據,配合夏季降溫的制冰機、霧炮,冬季保溫的玻璃棉被,將混凝土的入模溫度控制在28攝氏度以內、核心最高溫度60攝氏度以內、內表最大溫差25攝氏度以內、降溫梯度2攝氏度以內。針對早晚溫差大、溫度變化快的氣候特點,項目還采取了設置冷卻水管、蓄水保溫覆蓋養護等措施,確保大體積混凝土施工質量。

“信息技術時代,我們在項目建設中要充分依靠高效的信息化管理,提高項目管理水平。”王東偉告訴記者,甌江北口大橋項目建設倡導“管理手段信息化”理念,根據現場實際需求,項目引入物料驗收及拌和站智能監控系統,高效準確地實現收料、發料情況實時監控,對拌和物用量及配合比進行精確監測預警,并利用系統進行數據自動匯總分析。試驗室安裝試驗監控體系,實現試驗室全過程視頻監控、試驗數據實時上傳。

在一系列智能化、數字化管理手段的嚴密配合下,大橋北塔和北錨碇順利完成混凝土澆筑。鋼筋保護層合格率93%以上、混凝土強度合格率100%、結構尺寸合格率100%,工程呈現出內實外美的效果。

在目前進行的錨固系統預應力張拉施工中,項目也積極采用智能張拉設備,并打通數據接口,實現數據實時上傳。同時,在重點施工區域設置超清攝像頭進行24小時全程監控,系統與項目部、上級單位管理人員手機、電腦直聯,可隨時查看現場安全狀態及施工情況。

事無巨細,方能精益求精。項目通過管理嚴苛細節,將施工難點變成了技術亮點,這或許就是一公局人對品質追求的最好詮釋。

匠人匠心 激發創新活力

錨碇錨固系統是懸索橋的生命線工程,猶如橋梁安全穩固的“定海神針”。甌江北口大橋采用多束成品索作為預應力束的無粘結主纜錨固系統,具有防腐性能更好、運營維護成本更低的優點,這也是繼南沙大橋(原虎門二橋)后,我國橋梁建設領域第二次采用該錨固系統。

面對索導管定位精度高的難題,項目通過一個圓盤和強制對中棱鏡構造出索導管定位盤,再配以四角絲桿精調,20米長的索導管,空中408次定位,這套標準化的索導管定位流程,使得項目從最開始的兩天定位1根,到后來最快一天定位8根,且誤差控制在2毫米以內,遠高于設計圖紙要求的5毫米。

工藝創新是實現工程品質的“軟件”保證。“品質示范,不僅在于立足本項目,更應該去助推行業發展,提高行業整體技能水平。”肖黎對打造品質工程有著自己的理解。

肖黎告訴記者,自1995年成立江浙工程處(二公司前身)起,二公司人身上便蘊含著大橋基因,此后的24年里,二公司人追尋大橋的建設腳步從未停止,不斷進行技術革新,填補多項技術空白,力求將身上的創新精神在每一個項目上傳承和發揚。

培育產業工人,就是中交一公局集團二公司弘揚和傳承勞模精神和工匠精神的具體體現,也是將甌江北口大橋這座世界級橋梁打造成品質工程的需要。在甌江北口大橋建設過程中,從項目管理團隊到一線工人,都積極創新施工工藝,為項目生產施工實現效益。“通過培育‘產業化工人’整套體系的運作,工人的匠心被我們激發出來了,主動優化施工工藝,這也是我們抓基層建設培育‘產業化工人’的成果。”鄭勇說道。

例如,移動模架現澆箱梁施工采用多功能一體化設計。項目在已施工梁段和模架上分別設置軌道,龍門吊單支腿采用內外雙滾動輪組,使龍門吊在移動模架和已施工梁段上可自由轉換使用;同時桁架式振搗梁和拉毛小車車可利用模架軌道進行施工,實現移動模架現澆箱梁施工過程中材料轉運、內模安裝、箱梁表面混凝土找平與拉毛同平臺一體化施工。另外,為了不影響模架及時過孔,單獨定制了后橫梁張拉小車,在模架過孔后,單獨為橫梁預應力張拉及封錨提供工作條件,每孔減少模架占用時間2天。

針對引橋多柱高墩施工,項目對模板支撐系統進行一體化設計。首先,每節墩柱模板自帶定型工作平臺,避免了大量落地支架的投入;其次,墩柱的登高采用定型化籠梯,籠梯設置在左右幅墩柱中間,可供雙幅施工同時使用,籠梯直達模板平臺;然后,針對高空系梁施工,利用已澆筑完成的墩柱模板側面預設的牛腿作為支撐,搭設系梁支架,簡化了施工工序,并且可以避免錯臺的產生;最后,針對這種模式下的鋼筋綁扎,專門定制了鋼筋綁扎架,其作為鋼筋綁扎工作平臺同時,又可以通過預設的槽口進行鋼筋定位。

還有北塔液壓爬模施工中,工人自制養生板、滴水管、孔洞修補板、合頁板等解決了各種工程疑難雜癥。上下橫梁模塊化施工技術,將橫梁支架、牛腿托架、鋼筋骨架形成標準化的預制吊裝工藝,整體起吊,原位拼裝,兩個橫梁工期節約近3個月。此外還有爬錐、施工縫切邊、成品混凝土包邊等各種專業化設施標準化工藝……

這些創新微在細節,優在品質。其背后,是中交一公局集團二公司人的智慧管理、匠人匠心,是“大橋基因”的傳承與厚植。因橋而生、由橋而起、伴橋而興,二公司“大橋建設領先者”的宏愿還在無限延伸。

項目名片

溫州甌江北口大橋是甬臺溫高速公路復線和溫州市金南公路兩大項目跨越甌江的控制性工程,為世界首座三塔四跨雙層鋼桁梁懸索橋、國內首座大跨度高速公路和國道兩用懸索橋。大橋上層為寧波至東莞高速公路,全長7913米;下層為228國道,全長3905米。大橋中塔為A形剛性混凝土塔,加勁梁采用雙層板桁組合鋼桁梁連續半漂浮體系,均為世界首創。

該項目被交通運輸部列為首批綠色公路建設典型示范工程,被浙江省交通運輸廳列為品質工程和鋼結構推廣應用示范工程。

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