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北口智造 匠心品质

——中交一公局集团瓯江北口大桥品质工程建设纪实

2019-09-28 15:48:40 来源:中国交通新闻网 作者:记者 赵珊珊 特约记者 陈国斌 通讯员 周晨凯

瓯江北口大桥。

瓯江,浙江温州的“母亲河”,2000多年来抚育了一代又一代的温州人。瓯江之上,一座座大桥讲述着温州人的故事,记录了温州的历史,展示出这座城市的璀璨光辉。

如今,又一座连接瓯江两岸的桥梁正在紧张建设中,世界上首座三塔四跨双层钢桁梁悬索桥拔地而起,即将见证温州的再一次腾飞。

它就是由温州交通投资集团有限公司投资建设、中交一公局集团二公司参建的瓯江北口大桥。作为目前我国乃至世界上技术难度最大、建造工艺最复杂的桥梁之一,中交一公局集团瓯江北口大桥的建设者善于谋划,勇于创新,精于管理,以匠心求极致,让品质工程建设闪耀出智慧的光芒。

技术测量。

北塔封顶。

提前策划 整体布局运筹智胜

走进中交一公局瓯江北口大桥土建二标项目驻地,如果不是门口挂着项目部的牌子,记者还以为走进了一座大学校园。在这里,办公区、生活区采用装配式钢框架+彩钢板代替钢混砖混结构,安全又环保。这里不仅水、电、空调、网络全覆盖,还有超市、洗衣房、浴室以及夫妻宿舍,这样的生活、办公条件着实让人惊叹。

项目书记郑勇向记者表示,项目驻地只是他们落实整体策划的一个体现。“自项目进场伊始,我们以‘践行品质工程从临建开始’为理念,进行了大临设施策划,努力实现了‘文化融入、绿色科技、科学布局、品质建造’的既定目标。”郑勇说。

项目负责人肖黎告诉记者,作为相继承建过瓯越大桥、乐清湾大桥等多座水上桥梁工程的施工企业,中交一公局集团二公司深知领先的施工技术和管理方法才是推动企业不断向前发展的强劲动力。

“瓯江北口大桥是一个新的高度,也是一个新的起点。”肖黎说,公司党委要求瓯江北口大桥项目要在乐清湾大桥的基础上继续深化和推行标准化、信息化、班组化,更好地践行中交一公局集团“强好优”战略,为管理的提升和未来的发展提供更好的依托。

不谋全局者,不足以谋一域;不谋万世者,不足以谋一时。

2017年5月,由一公局集团及二公司领导组成的前期策划组深入项目现场进行前期策划,从工程定位、项目目标、施工组织、施工方案等多方向,将全寿命周期的理念贯彻在施工的每一个环节,确立了“进度致胜、品质为先”的总体方向。

经过两个月的研究讨论和反复修改,项目编制出了详尽的前期策划书,确保今后生产施工的前瞻性、统筹性和针对性,内容全面包含施工计划安排、主要施工技术方案及新技术应用、成本管理、风险控制等各个方面。

谋定而后动。

各工点是项目建设主战场,项目首先对钢筋加工厂等作业环境进行工厂化布局,然后引入各类实用、高效的机械化、自动化设备,实现工装设备工厂化,并对各工点实行封闭化管理。

工地试验室是项目建设的质量“卫士”。瓯江北口大桥项目工地试验室各功能室布置精细,试验仪器先进,获得“温州市标杆工地试验室”荣誉称号,多次迎接外部单位参观交流。中交一公局集团二公司零壹创新工作室也在此设立北口分中心,根据瓯江北口大桥的技术特点对创新工作进行了规划,以课题为依托对中心组织机构进行了划分,针对施工重难点开展了多个课题攻关,同时以打造品质工程为出发点为大桥建设过程工艺优化提供技术支持。

工人管理方面,项目通过系统性建设“三园两中心”,扩展班组首件制,全面推行6S管理,培育新时代产业工人,为建筑工人的快速转型摸索出一套可复制推广的经验。

正是由于提前谋划、敢于突破,在此后的施工过程中,项目建设取得了一系列令人欣喜的成果。

北锚碇主体完工。

优化方案 主体施工繁简得当

瓯江北口大桥北引桥有7联钢混组合梁,其中单层结构5联,双层结构2联,共510节节段梁,且包含纵横坡、曲线段、变截面等多种形式,最大顶推长度560米,这在国内钢梁顶推施工中极为罕见。

项目总工程师王东伟告诉记者,其实北引桥施工方案原为满堂支架拼装,但由于地处一片50至80米的深厚淤泥地,在这种软弱地质条件下进行超40米高墩的大吨位钢梁安装,将投入大量周转材,且施工风险较高。项目经过大量调研和方案比选,改为钢梁顶推工艺,可节约1万吨的周转材投入。

为了将510节、最重达92吨的节段梁吊上桥墩,项目利用原乐清湾大桥的架桥机主梁和固定龙门吊主行架等既有资源,创新组合出大跨度多功能一体化的提梁站,在节约成本的同时,直接解决了大吨位钢梁定点吊装的难题。

据项目副经理潘强介绍,在钢梁顶推施工中,由于合并段上层钢梁异于常规的结构设计,左右幅钢梁被隐形横梁连在一起,施工极为困难。如果先左后右逐幅顶推,需要在钢梁安装完成后,用吊车在40米的高空跨过16米宽的钢梁进行再次连接,不仅难度大,而且容易耽误工期。

项目大胆提出左右双幅连体同步顶推的创新思路,避免二次连接。项目一方面严控步履千斤顶的操作同步性和顶升力值,特别是顶推过程中横桥向的高差,避免钢梁局部受力集中,产生扭曲;另一方面运用信息化手段监控和预警,远程监测梁体内力和变形情况,确保施工安全和精度。几经尝试,双幅连体成功同步顶推,在简化施工过程的同时,节省工期近3个月。

一波未平一波又起,曲线段钢梁施工让项目技术人员绞尽脑汁。曲线段钢梁截面宽度由7米增至14米,顶推过程中,钢梁底板每一个支撑点位置的步履千斤顶要根据宽度变化不断横向移动,并始终保持在钢梁腹板的正下方,这在国内尚无先例可循。

“现有的设备和条件根本不能满足施工要求,我们必须自己设计改良。”项目副经理潘强带领技术创新工作小组在施工设备上动起了脑筋。他们在原施工设备上增设一个钢框架,设计制作一个小型连接装置与定型设备进行连接、相互作用,形成一种变截面桥梁顶推自横移步履千斤顶系统。这个智能装置系统,通过设备仪器智能、远程操控,不仅避免了人员高空作业风险,还大大提高了钢梁架设精度,加快了施工进度,让近万吨形状各异的钢梁如同“变形金刚”,在40米的高空如履平地。

其实,优化施工方案,并不一定全都是简化,有时候反而还会采用更“笨”的办法。

瓯江北口大桥北塔所处位置原先是个船厂,有10米左右的抛石挤淤层中间还伴有用于船台加固的素混凝土桩,这给钻孔桩施工的钢护筒下放带来很大的困难。另外,此处还紧靠着山,桩基为嵌岩桩,持力层在近45度的斜岩面上。考虑到种种不利因素,项目放弃了高功效的旋挖钻和气举反循环钻工艺,改为冲击钻工艺施工——先冲击钻开孔打穿抛石层下放钢护筒,然后再用冲击钻接力成孔,而后利用量身定制的钢护筒主动导向装置,最终经检测40米长、86吨重的钢护筒下方垂直精度达到千分级。

“如果不是将桩基施工方案改为最‘笨’却最稳妥的冲击钻施工工艺,根本无法做到30根钻孔桩全部为I类桩、中心偏位毫米级。”项目常务副经理王博文说道。

但在之后的承台施工中,滩涂区临近瓯江,深7米的基坑开挖量达2万立方米,项目通过基坑抽水试验,将风险高、周期长、投入大的涉水施工方案优化为干挖加降水施工方案,节约了至少1个月的工期,节约措施费近200万元。

“不管是简化还是复杂化,只要利于施工的就是优化。”王东伟如是说。

大桥墩柱。

步步精心 大体积混凝土温控有方

站在北岸施工现场,只见140米高的H形北塔直耸空中,塔身线形优美,光滑细腻。身后率先完成主体结构施工的北锚碇,正在进行锚固系统的预应力张拉。等到明年南锚碇完工,两个“大秤砣”就可以一同肩负起承载大桥主缆的重任。

“温控是锚碇和主塔施工的关键。”王东伟告诉记者,尤其是北锚碇共浇筑混凝土10.7万立方米,施工难度极大。“大体积混凝土浇筑的施工技术水平,是决定大桥质量的关键因素之一。”

与混凝土相关的“功课”中,一公局人选择了“内外兼修”。承台施工前,项目部对方案研究、人员组织、物资备料、设备安装、环节把控等多方面精心布局、超前谋划。在原材料材料供应方面,试验室有专人对进料进行检查,严格控制含沙量、粒径等指标。项目耗时近两个月,进行了8种配合比试验,配制出低水泥双掺抗裂混凝土,提高了混凝土的抗裂能力,节约了施工成本。

“北锚碇C35混凝土中每立方米水泥用量仅136千克,几乎是业内最低。”王东伟骄傲地说道。

在实体结构浇筑中,项目通过足尺试验和温控探头,搜集大体积混凝土核心温度变化、内表温差变化、冷却水对温度影响等基础数据,配合夏季降温的制冰机、雾炮,冬季保温的玻璃棉被,将混凝土的入模温度控制在28摄氏度以内、核心最高温度60摄氏度以内、内表最大温差25摄氏度以内、降温梯度2摄氏度以内。针对早晚温差大、温度变化快的气候特点,项目还采取了设置冷却水管、蓄水保温覆盖养护等措施,确保大体积混凝土施工质量。

“信息技术时代,我们在项目建设中要充分依靠高效的信息化管理,提高项目管理水平。”王东伟告诉记者,瓯江北口大桥项目建设倡导“管理手段信息化”理念,根据现场实际需求,项目引入物料验收及拌和站智能监控系统,高效准确地实现收料、发料情况实时监控,对拌和物用量及配合比进行精确监测预警,并利用系统进行数据自动汇总分析。试验室安装试验监控体系,实现试验室全过程视频监控、试验数据实时上传。

在一系列智能化、数字化管理手段的严密配合下,大桥北塔和北锚碇顺利完成混凝土浇筑。钢筋保护层合格率93%以上、混凝土强度合格率100%、结构尺寸合格率100%,工程呈现出内实外美的效果。

在目前进行的锚固系统预应力张拉施工中,项目也积极采用智能张拉设备,并打通数据接口,实现数据实时上传。同时,在重点施工区域设置超清摄像头进行24小时全程监控,系统与项目部、上级单位管理人员手机、电脑直联,可随时查看现场安全状态及施工情况。

事无巨细,方能精益求精。项目通过管理严苛细节,将施工难点变成了技术亮点,这或许就是一公局人对品质追求的最好诠释。

匠人匠心 激发创新活力

锚碇锚固系统是悬索桥的生命线工程,犹如桥梁安全稳固的“定海神针”。瓯江北口大桥采用多束成品索作为预应力束的无粘结主缆锚固系统,具有防腐性能更好、运营维护成本更低的优点,这也是继南沙大桥(原虎门二桥)后,我国桥梁建设领域第二次采用该锚固系统。

面对索导管定位精度高的难题,项目通过一个圆盘和强制对中棱镜构造出索导管定位盘,再配以四角丝杆精调,20米长的索导管,空中408次定位,这套标准化的索导管定位流程,使得项目从最开始的两天定位1根,到后来最快一天定位8根,且误差控制在2毫米以内,远高于设计图纸要求的5毫米。

工艺创新是实现工程品质的“软件”保证。“品质示范,不仅在于立足本项目,更应该去助推行业发展,提高行业整体技能水平。”肖黎对打造品质工程有着自己的理解。

肖黎告诉记者,自1995年成立江浙工程处(二公司前身)起,二公司人身上便蕴含着大桥基因,此后的24年里,二公司人追寻大桥的建设脚步从未停止,不断进行技术革新,填补多项技术空白,力求将身上的创新精神在每一个项目上传承和发扬。

培育产业工人,就是中交一公局集团二公司弘扬和传承劳模精神和工匠精神的具体体现,也是将瓯江北口大桥这座世界级桥梁打造成品质工程的需要。在瓯江北口大桥建设过程中,从项目管理团队到一线工人,都积极创新施工工艺,为项目生产施工实现效益。“通过培育‘产业化工人’整套体系的运作,工人的匠心被我们激发出来了,主动优化施工工艺,这也是我们抓基层建设培育‘产业化工人’的成果。”郑勇说道。

例如,移动模架现浇箱梁施工采用多功能一体化设计。项目在已施工梁段和模架上分别设置轨道,龙门吊单支腿采用内外双滚动轮组,使龙门吊在移动模架和已施工梁段上可自由转换使用;同时桁架式振捣梁和拉毛小车车可利用模架轨道进行施工,实现移动模架现浇箱梁施工过程中材料转运、内模安装、箱梁表面混凝土找平与拉毛同平台一体化施工。另外,为了不影响模架及时过孔,单独定制了后横梁张拉小车,在模架过孔后,单独为横梁预应力张拉及封锚提供工作条件,每孔减少模架占用时间2天。

针对引桥多柱高墩施工,项目对模板支撑系统进行一体化设计。首先,每节墩柱模板自带定型工作平台,避免了大量落地支架的投入;其次,墩柱的登高采用定型化笼梯,笼梯设置在左右幅墩柱中间,可供双幅施工同时使用,笼梯直达模板平台;然后,针对高空系梁施工,利用已浇筑完成的墩柱模板侧面预设的牛腿作为支撑,搭设系梁支架,简化了施工工序,并且可以避免错台的产生;最后,针对这种模式下的钢筋绑扎,专门定制了钢筋绑扎架,其作为钢筋绑扎工作平台同时,又可以通过预设的槽口进行钢筋定位。

还有北塔液压爬模施工中,工人自制养生板、滴水管、孔洞修补板、合页板等解决了各种工程疑难杂症。上下横梁模块化施工技术,将横梁支架、牛腿托架、钢筋骨架形成标准化的预制吊装工艺,整体起吊,原位拼装,两个横梁工期节约近3个月。此外还有爬锥、施工缝切边、成品混凝土包边等各种专业化设施标准化工艺……

这些创新微在细节,优在品质。其背后,是中交一公局集团二公司人的智慧管理、匠人匠心,是“大桥基因”的传承与厚植。因桥而生、由桥而起、伴桥而兴,二公司“大桥建设领先者”的宏愿还在无限延伸。

项目名片

温州瓯江北口大桥是甬台温高速公路复线和温州市金南公路两大项目跨越瓯江的控制性工程,为世界首座三塔四跨双层钢桁梁悬索桥、国内首座大跨度高速公路和国道两用悬索桥。大桥上层为宁波至东莞高速公路,全长7913米;下层为228国道,全长3905米。大桥中塔为A形刚性混凝土塔,加劲梁采用双层板桁组合钢桁梁连续半漂浮体系,均为世界首创。

该项目被交通运输部列为首批绿色公路建设典型示范工程,被浙江省交通运输厅列为品质工程和钢结构推广应用示范工程。

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