中國中鐵:“鋼鐵琴弦”交響兩岸雙城協(xié)奏曲——世界最大跨度公鐵兩用斜拉橋常泰長江大橋建設(shè)紀實
??9月9日,由江蘇省交建局建設(shè)、中鐵大橋院參加設(shè)計、中鐵大橋局參建的常泰長江大橋公路橋正式通車。
??常泰長江大橋是長江上首座集高速公路、城際鐵路、普通公路3種方式于一體的過江通道,全長10.03公里,其中公鐵合建段長5299.2米,由一座主跨1208米的鋼桁梁斜拉橋、兩座主跨388米的鋼桁拱橋和一座3×124米的連續(xù)鋼桁梁橋組成。
??2019年開工以來,建設(shè)者在滾滾長江之上,又一次書寫“逢山開路、遇水架橋”的宏偉篇章。大橋創(chuàng)下最大跨度斜拉橋等六項世界之最,以及溫度自適應塔梁縱向約束體系等多項技術(shù)首創(chuàng)。
??鑄牢“根基”47米江底入土深度
??常州與泰興之間江面寬闊,在這里建成“世界級大橋”,先得讓它在長江里“站得穩(wěn)”。為此,大橋采用了首創(chuàng)的臺階型沉井基礎(chǔ)組合。
??由中鐵大橋局施工的大橋南主塔墩(6號主墩)沉井,橫橋向長95米,縱橋向?qū)?7.8米,平面面積相當于13個標準籃球場大小,是世界最大水中沉井基礎(chǔ)。沉井最大入土深度達47米,其中粉質(zhì)黏土層總厚度達21米,由于黏度高,取土難度大,成為最難啃的“硬骨頭”。
??怎么讓這個“巨無霸”順利沉入江底?中國工程院院士秦順全帶領(lǐng)項目團隊給沉井打造了“智慧大腦”——BIM沉井下沉智能感知控制系統(tǒng),實現(xiàn)沉井施工可視、可控、可測。同時,項目部依托橋梁智能與綠色建造全國重點實驗室和專家智庫,為大橋量身定做了一套組合取土“神器”:履帶式絞吸機器人、龍門式絞吸機器人、高壓射噴鉆機、液壓雙絞頭吸泥機、高壓射水配合普通吸泥機……26臺套智能裝備參戰(zhàn),最終實現(xiàn)沉井平均每天下沉25厘米,刷新了在超厚粉質(zhì)黏土層復雜地質(zhì)條件下大型沉井施工速度世界記錄。
??登頂“巔峰”350米高空精度較量
??常泰長江大橋主塔高350米,為世界最高斜拉橋橋塔。主塔采用的四塔肢“鋼-混”混合空間鉆石型結(jié)構(gòu)和“鋼箱-核芯混凝土”組合索塔錨固結(jié)構(gòu)均為世界首創(chuàng)。
??主塔中下部的鉆石型設(shè)計,造型美觀,但也給施工帶來不小考驗。中塔柱4個塔肢同時向內(nèi)傾斜,對線形要求很高,而單塔肢剛度又較小,對施工臨時結(jié)構(gòu)橫撐的要求也很高,溫差和日照都會影響塔肢線形,因此施工難度非常大。
??為了攻克難題,中鐵大橋局聯(lián)合徐工集團開展科研攻關(guān),研發(fā)了新一代智能造塔機——全球最大塔式起重機XGT15000-600S并投入中塔柱施工?!爸悄茉焖C充分應用信息化手段,提高了施工效率?!敝需F大橋局常泰長江大橋項目部工程部部長李杰介紹。
??智能造塔機額定起重力矩達15000噸米,額定起重量600噸,相當于同時吊起400輛小汽車,起升高度可達370米。在這臺“大國重器”的助力下,實現(xiàn)上塔柱10個節(jié)段結(jié)構(gòu)全部準確吊裝。最終,中鐵大橋局施工的南主塔率先封頂。
??此外,在主塔施工中,項目團隊還針對性采用空間四塔肢下橫梁合龍技術(shù)、新型液壓爬模、鋼筋部品化加工、鋼塔集中工廠制造等技術(shù)和措施,更將BIM輔助數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)深度融入,應用于施工全流程。憑借這套“組合拳”,團隊不僅實現(xiàn)施工效率與精度的雙重提升,還攻克塔柱線形控制、超高超強混凝土泵送等難題。
??編織“彩虹”802根桿件精準拼接
??斜拉橋主跨兩端分別是“彩虹”形狀的鋼桁拱橋,跨度388米,創(chuàng)下最大跨度公鐵兩用鋼桁拱橋世界記錄,中鐵大橋局負責其中錄安洲專用航道橋施工。
??這道“彩虹”并不好編織,鋼桁拱橋的建設(shè)在全橋建設(shè)中是一大難點,需要拼接802根不同類型和長度的桿件。不同于常規(guī)施工中規(guī)整的模塊可以大節(jié)段吊裝,這完全不同的802根桿件需要一件件地拼接,同時還要保證準確性和施工效率。特別是合龍時,拱桁和主梁共計12個合龍對接點,精度要求非常高。
??為兼顧施工效率與水域通航安全,項目部采用爬坡吊機吊裝與吊索塔架輔助懸臂架設(shè)的施工方案。所有桿件的運輸和吊裝作業(yè)均在已架設(shè)完成的梁面上展開,全程未對水中通航造成干擾。
??在合龍的關(guān)鍵階段,項目部采用“先拱桁后主梁”方案。面對12個合龍對接點的超高精度要求,項目團隊采用BIM系統(tǒng)和智能監(jiān)控技術(shù),通過實時捕捉線形數(shù)據(jù)、嚴格執(zhí)行線形控制指令,及時校正偏差,確保施工過程符合精度要求。
??2024年3月24日傍晚,大橋南岸邊跨鋼梁終于迎來最后的合龍時刻。此時,邊跨梁合龍缺口僅剩1.1米,這樣的距離在大橋面前,如同一道“細縫”。而已架設(shè)的Z0—Z13鋼梁總長190米,總重超過1萬噸,想要高質(zhì)量“縫合”,把合龍精度控制在2毫米內(nèi),這無疑需要“繡花”般的功夫。在頂推合龍的關(guān)鍵環(huán)節(jié),項目團隊應用智能同步控制系統(tǒng),使用32臺千斤頂有序協(xié)作,使萬噸鋼梁走出了“60+40+10”米的“小碎步”,最終實現(xiàn)精準合龍。
??樹立“標桿”2000多日夜匠心獨運
??常泰長江大橋不僅實現(xiàn)多項世界之最,在精細化管理上也走在同行業(yè)前列,在行業(yè)間樹立“標桿”。
??項目團隊秉持“超前策劃、高效推進、科學規(guī)范”的理念,從開工之初就提前謀劃,將“管理智慧”藏在細節(jié)里。岸上混凝土配送中心、鋼筋鋼結(jié)構(gòu)配送中心、試驗中心同步設(shè)計、同步建設(shè)。
??在成本管控的“源頭防線”上,項目團隊將精細化管理貫穿全周期,包括臨建環(huán)節(jié)始終——從鋼結(jié)構(gòu)加工、臨時結(jié)構(gòu)混凝土供應,到內(nèi)部土方開挖外運自平衡和設(shè)備配置規(guī)模等,每一項決策均通過軟件流程審批閉環(huán)管理,確保資源投入“不多花一分、不浪費一毫”。
??為讓周轉(zhuǎn)材料“活起來”“省下來”,項目部規(guī)劃建設(shè)了占地達15畝的“周轉(zhuǎn)返還材料中心超市”,構(gòu)建起“計劃-采購-加工指令-加工制造-過程質(zhì)量監(jiān)督-出廠驗收交接-拼裝-使用-拆除-修整-改制-核銷-計量”的全流程閉鏈管理體系。材料不再是“用一次就閑置”,而是通過動態(tài)調(diào)配實現(xiàn)循環(huán)利用,大幅降低重復采購成本。針對流動設(shè)備,項目部為每臺機械安裝“機械指揮官”智能終端,實時監(jiān)測運行數(shù)據(jù),定期通報機械利用率。
??為確保成本管控剛性執(zhí)行,項目部自主開發(fā)36項“釘釘”O(jiān)A流程,覆蓋了線上請假、車輛維保、業(yè)務(wù)招待、物品采購、用印用章、機械租賃與維修、鋼結(jié)構(gòu)加工制造、起重吊裝作業(yè)審批等常規(guī)業(yè)務(wù),既提升了審批效率,又保障了每一筆支出都可查、可控、可追溯。
??“成本控制既要抱穩(wěn)‘西瓜’,也不能漏了‘芝麻’”,這個管控理念是項目部全員共識。在宏觀把控大項成本的同時,微觀層面的“節(jié)流”同樣細致入微:嚴格控制非生產(chǎn)人員數(shù)量;小車油料及辦公耗材實行“限額包干”;食堂食材油料及大宗辦公耗材實行定期集中采購;非生產(chǎn)水電實現(xiàn)限額供給;辦公生活家具多次周轉(zhuǎn)使用……通過這樣“顆粒歸倉”的微觀成本管控,讓降本節(jié)流融入每一個工作細節(jié)。?(劉佩婭 王海芳 鄒振磊)
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