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以“三减少”理念布局桥梁品质建设(图)
作者:浙江宁波舟山港主通道指挥部 梅敬松 来源:《中国公路》 时间:2020-04-07

宁波舟山港主通道是长三角区域重大战略性海岛联络工程,位于东南沿海高风速带灰鳖洋海域,施工区域缺乏遮蔽,外海作业受高发性台风、持续性季风影响严重。

在综合考虑外部建设环境的基础上,主通道

项目提出将“海上作业工序减到最少、海上作业时间减到最短、海上作业人数减到最少”的“三减少”理念,注重施工图设计和施工组织设计双重耦合效应,从标准化设计、工厂化生产、装配化施工等层面强化统筹设计,提升工程品质。

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舟岱大桥主塔

设计标准化

主通道项目海域桥梁上部结构有预应力混凝土节段梁、节段钢箱梁、70米跨预应力混凝土整孔箱梁等形式。其中鱼山大桥全线、舟岱大桥浅水区非通航孔桥及北通航孔桥上部结构采用节段预制拼装梁;舟岱大桥深水区非通航孔桥采用70米整孔预制箱梁;南通航孔桥和主通航孔桥采用钢箱梁节段拼装形式。陆域桥梁上部结构除跨鸭东线跨线桥外,均采用30米/28米标准跨T梁。

下部结构的标准化设计主要是从减少海上作业时间和工序的角度出发,围绕快速施工的需求,鱼山大桥非通航孔桥下部采用单桩独柱结构,根据墩高不同,分区域开展标准化设计。

舟岱大桥采用大节段预制拼装空心墩,全线共368个预制墩,根据墩高不同,墩身断面分不同类型。陆域桥梁下部结构除互通变宽区及匝道位置外,下部结构均采用预制立柱和盖梁。

舟岱大桥非通航孔桥长17.6公里(含长白支线匝道),鱼山大桥非通航孔桥长6.7公里,作为体量庞大的海上长距离非通航孔桥建设,基础工程往往成为制约建设周期的关键因素,为缩短海上作业时间,对海域非通航孔桥基础开展优化设计。

舟岱大桥非通航孔桥根据不同运输、基岩条件选取不同基础形式。浅水区分布在南北两岸,大型船机无法进入,且基岩埋深较浅,基础采用常规钻孔灌注桩。深水区水深在10米至30米之间,1000吨以上大型船机设备可自由出入,且基岩埋深一般在100米以上。根据试桩成果,深水区全部采用钢管桩,钢管桩视水深和受力情况而定。

鱼山大桥非通航孔桥基础选用大直径钢管复合单桩基础形式代替常规群桩基础形式。单桩基础与墩身直接连接,取消水中承台,基础及下部结构工期缩短。

施工装配化

主通道项目根据结构形式特点,采用统一的装配化工艺,并创新一体化安装技术,实现作业效率和环境保护双重提升。

海域桥梁深水区非通航孔桥桩基础全线采用钢管桩结构,最大桩径达2米,最大桩长达109米,最大桩重达111.6吨,钢管桩沉桩精度要求桩顶偏位不大于200毫米,在地质软弱层深厚、岩面起伏等复杂条件下,项目采用专业软件,精确模拟打桩过程并分析可打性,提前谋划桩锤的选型和各地层施打难度的预控。优选经验丰富、抗恶劣海况能力强的大型打桩船进行整桩施打,引用北斗系统及全过程复测手段,确保沉桩精度,实现大规模非通航孔桥基础工程的装配化施工。

海域桥梁浅水区非通航孔桥上部结构预应力混凝土节段拼装箱梁采用先简支后连续的逐跨拼装和对称悬臂拼装两种施工工艺。深水区非通航孔桥70米整孔箱梁采用大型浮吊安装,下部结构墩身按墩高分类型预制拼装。为破解海上预制墩身与承台间连接部位的耐久性问题,设计采用“‘金钟罩’+‘止水带’”的新型结构形式,有效地提升了墩身接缝部位耐久性。

陆域段桥梁预制构件装配施工,研发了具有自主知识产权的新型预制装配化桥梁的绿色无害化快速一体化工业建造技术,发明了梁体、立柱和盖梁一体化架桥机,实现了全预制构件无便道架设。

建造模块化

为降低工人海上作业风险,降低工人劳动强度,主通道项目推行“模块化施工”工艺,实现快速建造。结构物钢筋骨架尽可能采用厂内模块化加工,现场一体化安装的工艺。

鱼山大桥及长白互通支线下部结构双曲线花瓶型墩柱钢筋骨架安装仅需0.5天,与传统现场钢筋安装相比至少节省了15天。栈桥采用模块化制造及安装,仅用时3个月就完成了全线7.8公里海上栈桥施工,创下了海上桥梁施工最短的全国记录,并将年平均有效工作日由200天提升至300天,最大限度地提高了有效作业时间。

舟岱大桥预制梁段钢筋骨架均采用胎架法制作,整体吊装入模,钢筋绑扎与混凝土浇筑形成流水作业,保证了施工质量,提高了生产效率。墩身钢筋骨架采用平躺匹配预制、分节翻身吊装。海上平台搭设,首次采用了“深水海域钻孔平台大型模块化预制安装”施工工艺。单个平台约5000立方米,采用“岸上组拼、海上吊装”的施工方案,通过平行流水作业方式,如按照传统施工工艺单个平台施工周期需80天,而采用模块化预制安装新工艺后施工周期为45天,节约工期达35天。为有效规避水流、风浪、潮流对钢管桩的影响,主通道项目采用钢管桩夹桩、割桩一体化工装,一体化工装采用后场模块化整体加工制造,较分别安装夹桩及割桩平台的传统方案相比,单次作业施工可节约3天,继而降低了海上施工风险。

项目还开展了新型吊箱设计与施工关键技术研究,提出“混凝土底板+可周转钢壁体”的新型钢吊箱结构,有效解决了传统钢吊箱底板拆除及混凝土吊箱周转使用的问题,“混凝土底板+可周转钢壁体”采用后场模块化整体制造,单个吊箱海上作业时间较其他方案相比至少节约2天。

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海上箱梁架设

管理精细化

主通道项目的预制构件生产推行工厂工业化,突破传统桥梁工业化模式,借鉴制造业工业模式规划预制厂建设,坚持“工厂化、集约化、专业化、配送化”原则,实现构配件预制的流水线作业;以抓实班组规范化管理来督促工人水平的提升;同时,还创建了“智慧工地”。

“智慧工地”可以利用BIM和互联网技术,建立公路产品信息库,开发手机、PC端信息实时掌控系统。通过搭建可视化进度协同平台,实现了进度可视化,只需要用手机App就可以采集、分析现场数据,实现关键线路和节点工期自动监控和报警;可以实现质量管理流程化,建立起试验检测数据联网监控系统、拌和站生产数据自动采集与监管系统,原材料报验、取样、试验等程序实现手机报验,混凝土试块植入二维码芯片实现扫描与强度试验同步;可以实现工艺设备控制智能化,建立了钢结构焊缝质量激光自动跟踪监控、预应力张拉监控、架桥机自动过孔、架桥机安全监控、钢管桩沉桩监管体系,保障工程质量安全;可以更加规范的管理人员,开发了安全教育与考核App,可以实现人员定位考勤;除了这些,还探索了支付的高效化,利用“BIM系统三维模型+进度”的“4D”维度基础,所有计量支付网上申报、审批流程化,根据实际进度计划达到各类资金报表出具自动化,达到计量支付投资分析全程动态化管理,实现工程建设五维管理模式。

在生产设备上,主通道项目推广应用智能钢筋弯曲机、智能焊接设备、自动喷淋养护系统等智能化设备,降低了工人劳动的强度。同时,自主开发了架桥机同步顶推自动控制系统和安全监控系统,将架桥机过孔期间不同步控制在2毫米以内,实现了2000吨级架桥机无推力过孔,避免了架桥机过孔时的晃动及对墩身结构的损伤,安全

问题和质量风险也得到了有效解决。除此之外,还针对混凝土布料难的问题,开发了混凝土浇筑智能布料系统,作业人员仅需操作远程遥控装置即可实现混凝土的全方位布料,在工人劳动强度降低的同时,也解决了大尺寸预制构件混凝土浇筑问题,加快了工程的施工效率。

【编辑: 任 燕】

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