五峰山前“卧龙”飞
编者按:6月30日,由二航局、二公局参建的五峰山大桥南北公路接线工程建成通车。作为江苏交通新基建的里程碑工程,项目建成有利于进一步完善长三角地区综合交通运输体系,有助于打造交通强国江苏样板。同时,接线工程通车也标志着世界上最大跨度公铁两用悬索桥——五峰山长江大桥实现全桥通车,中交集团首次参与公铁两用桥主桥建设。
五峰山大桥南北公路接线建成 王昊 摄
本报通讯员 梁雨微 王昊 谭红
“京口瓜洲一水间,钟山只隔数重山。春风又绿江南岸,明月何时照我还?”虽然江苏镇江和扬州只隔了“一水”的距离,但是由于“天堑”长江,“京口”“瓜州”两地只能绕行润扬长江大桥。建一条过江通道一直是两地人民翘首以待的期盼。
2021年6月30日,由二航局、二公局参建的国内首条“未来智慧高速公路”正式通车。至此,不仅“天堑变通途”,而且开启全国高速公路建设颠覆性的创新时代。
在长达5年的建设过程中,中交建设者们克服了诸多建设难题,通过技术创新、品质管控、全方位信息化管理等手段,提前完成了5千多米的接线段建设任务。
创新工艺让“蚂蚁”搬起“大块头”
6月30日,伴随着全国首条“未来智慧高速”五峰山过江通道公路接线工程完工,世界最大跨度公铁两用悬索桥——五峰山长江大桥终于实现全桥通车。回想起项目建设时的种种困难,二航局五峰山接线工程项目负责人朱其敏难掩内心的激动。
作为江苏省第一批公路水运品质示范项目,也是唯一入选交通运输部品质工程攻关行动试点的项目,五峰山接线工程在建设之初就受到交通运输部的高度重视。二航局承建的南引桥部分穿越长江,施工线路长且作业范围广。
施工过程中,南引桥一处10千伏的高压线引起了项目部的注意。这根高压线距离地面仅10米,引桥的墩身就有6米多,在墩身上方加上架桥机后,高度就超过了20米,而高压线走向与施工线路垂直交叉。如何解决高压线穿行而过的棘手问题,成为施工控制的重难点。
停电或者高压线改迁似乎成了最好的选择。然而,如果停电至本区域架桥机施工完毕,将导致镇江市大港新区部分地区断电长达一个月;高压线改迁牵一发而动全身,各项申报、审核流程处理完毕就需要近一个月,工期必然耽误。这两条路都走不通。
“只能绕过这条10千伏的高压线。”在与镇江市电力公司分管安全的负责人商讨过后,项目负责人朱其敏提出了新想法。然而,建设者们发现,如果想要绕过这条10千伏高压线,架桥机用于施工的作业区域将缩小五分之二,用于吊装预制节段梁墩顶块的400吨履带吊无法在施工场地内行走,施工作业面无法铺开。
会议室里静悄悄,大家眉头紧锁,苦苦地思忖解决方案。
“行走场地缩小,只能试试稍小型的履带吊,用260吨的履带吊。”朱其敏说。
“项目预制的节段梁墩顶块每节为130吨,只有400吨以上的履带吊才能吊起这么重的墩顶块,260吨的履带吊不行。”会议室里大家纷纷议论着。
“那我们就想想办法,让260吨‘蚂蚁’履带吊搬起这个‘大块头’!”朱其敏的话掷地有声。
传统施工工艺是先安装墩顶块,再安装架桥机。为了顺利推进项目建设,建设者提出了颠覆性的架桥机安装方案,即首先用小型履带吊吊装一个结构钢支架,充当临时作业平台,完成架桥机的安装。等架桥机安装完毕后,再用架桥机上的自带“起重神器”辅助天车吊装墩顶块,置换临时钢支,完成墩顶块吊装作业。
经过一轮又一轮紧锣密鼓地勘察、设计、实验,由型钢作为主要材料的结构钢支架终于诞生了。“型钢容易获得,而且很轻便,仅重9吨,260吨的履带吊完全能够吊起来,解决了施工场地不足的问题。这项全新的国内架桥机安装工艺为后续架桥机施工奠定了良好的基础,对山区、峭壁等地区的桥梁架设具有借鉴意义。”朱其敏说。
给预制梁装上“美颜滤镜”
2018年,由交通运输部主导、为期3年的“品质工程攻关行动”拉开序幕,旨在集中解决公路水运工程建设重点领域的突出问题,提炼、推广先进工程技术管理经验,全面提升工程质量安全管理水平。攻关行动中,开展桥梁预制构件质量提升攻关定点江苏。二航局承建的五峰山接线段4标因施工类型多达30种、段梁总计3097榀节,被选为江苏攻关行动的唯一试点。
朱其敏介绍,项目部重点在混凝土强度稳定性、钢筋保护层合格率、预制构件尺寸精度等5个方面开展攻关,取得微创新成果20项、四新技术应用19项、申报专利19项。
钢筋保护层是梁体表面与钢筋骨架间的一层混凝土,起保护节段梁钢筋的作用,是工程耐久性的重要因素。如果钢筋偏位或者混凝土浇筑、振捣不匀,那么保护层的厚度就不易达标,钢筋也就容易受外界侵蚀。
然而,五峰山大桥的用钢量相当于5.2个埃菲尔铁塔,如何保证这座世界级大桥的钢筋保护层品质始终如一,成为了项目攻关的重点之一。
“混凝土在浇筑时,会冲击钢筋笼造成移位。所以我们在钢筋和模板之间加了垫块,保证相对稳定。”但合格率仍不理想,工程部长付金磊在剖析试验件内部时发现,传统的马蹄形垫块受力不均匀,在大体积混凝土浇筑时,时常会被压碎。多次改进试验后,大家发现当垫块被设计成圆形时,最为稳定。
钢筋整体不偏位还不够,钢筋骨架尺寸相差极大、类型多达11种,形变是要项目部需要克服的又一难题。
如果只使用一种吊具入模,会导致部分大骨架两侧受重力下挠变形;如果使用多种不同吊具,又会大幅增加建设成本,设计一种能够满足所有需求的吊具成为付金磊与鲁信旺日思夜想的事情。
经过两次迭代创新,项目团队设计研发了一种超宽节段梁钢筋骨架吊装的吊具,可以横向移动吊点、纵向移动桁架,能满足任意尺寸的钢筋吊装需求,从而使保护层的合格率再上一个台阶。
2019年6月,交通运输部组织专家团队到项目进行品质工程攻关验收,六块节段梁的保护层合格率均为100%,令到场的专家赞不绝口,“这是近十年来,国内最好的节段梁。”
合格率不断提升只是攻关的一个缩影。项目部还投入上亿元新建了高资预制场。选取最优质的砂石等原料,引入价值200万的“石料反击、整形、水洗一体机”等先进设备,最大限度地保障材料级配的一致性。项目部生产出的节段梁仿佛自带美颜滤镜,外观上几乎没有瑕疵,做到了表里如一的高品质。
质量管控的“三板斧”
五峰山过江通道接线工程项目建设伊始就被定位为“国际领先、国内一流,创建省部级品质工程示范项目”。二公局承建的五峰山路基1标在前期策划中便精心制定了《品质工程创建计划》,开展混凝土构件质量提升攻关,并引进多个智能信息系统,实现对各个环节的全方位、全时段质量管控。
混凝土作为桥梁的基础,其质量管控是项目创建品质工程的“第一板斧”。“我们主要通过混凝土质量监管预警系统,实时监控混凝土拌和质量情况。项目采用的德通振动搅拌与普通搅拌相比,可以改善混凝土的均匀性及和易性,从而提升混凝土强度。”项目专职质检员田串串说。拌和过程中,当系统检测到混凝土配合比偏差过大时,就会立即发布手机预警信息,拌合站操作人员及维修养护人员及时根据预警检查拌和设备,不断调整搅拌机控制参数,保证混凝土的实际生产配比满足施工要求。“经检测,我们的箱梁混凝土强度不仅全部合格,而且标准差只有1.29兆帕,变异系数仅2.1%,大大高交通运输部不大于1.5兆帕和不大于10%的攻关要求。”项目总工高海云说。
预应力施工质量对提高桥梁寿命和保证工程质量有着举足轻重的作用,但也是质量认证中很难检验结果的特殊过程,为此,项目引入了智能张拉压浆系统作为“第二板斧”。该系统可以对预应力进行实时监测张拉力值、伸长量、压浆压力、稳压时间等关键参数,发现异常立即报警,有效控制了预应力施工质量。
为了让现场管理人员和作业工人能够更直观地理解掌握工艺流程和控制标准,项目部不仅编制了对应的作业指导书,还针对桥梁钻孔灌注桩、下部构造、现浇箱梁和桥面系统施工,以动画的形式制作4个可视化视频交底。可视化视频交底不仅大幅提高了项目的技术交底工作效果,其中4项技术交底还被列入江苏省交建局团体标准。
说起智慧工地,二公局五峰山路面22标项目安全员李小磊感慨道,“我们原来施工安全检查都是从头到尾来回进行的,一趟就要好几个小时,现在足不出户就能在手机和电脑上远程监控现场施工情况了,这都得益于我们引进的智能‘平安守护’安全管控系统。”
智能“平安守护”安全管控系统是五峰山接线工程的“第三板斧”。项目部将该系统同项目在场站及危大工程施工区域内装设的360度全景摄像头连通,电脑端、手机APP联网监控,同步施行、同步管理,既能实时查看现场情况、及时发现隐患,还能实时上传,推送至相应部门、施工队,以便相关部门进行整改。不仅如此,人员、机械设备等台账录入系统后,可以直接生成人机“二维码”,人机信息在系统内实时更新,项目便可以及时掌握现场施工动态。
如今,五峰山过江通道工程不仅成为了京津冀地区和长三角地区南北向最便捷的过江通道,更是借助5G通信全覆盖技术,结合一系列智能化基础设施建设和智慧化应用,开启了未来智慧高速的新模式。
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