沪苏通圆梦公铁两用跨江大桥澎湃在线
江苏南通,这座素有“小上海”之称的历史文化名城,一度受到长江的限制,阻碍其向南发展的步伐。长期以来,苏中南通、泰州、扬州等地居民从江北坐火车去往江南需经南京中转。建成一条直达沪浙方向的火车出行通道,成了南通人的心头梦。
如今,南通人圆梦了。今年7月1日,经过近20年的规划、历时6年建设,南起苏州市张家港市,北至南通市通州区,4线铁路、6车道规划建设的公铁合建跨江桥梁——沪苏通长江公铁大桥(下称“沪苏通长江大桥”)正式通车,南通人到上海最快只需66分钟,为南通跨江联动,融入苏南、接轨上海创造了绝佳机遇,“大小上海”联袂发展成为可能。
作为我国沿海铁路大通道沪苏通铁路段的跨长江控制性工程,沪苏通长江大桥全长11.07公里,集国铁、城际铁路、高速公路三项功能于一体,上层为双向6车道高速公路,设计时速公里;下层为4线铁路,其中沪苏通铁路设计时速公里、通苏嘉甬城际铁路设计时速公里,是目前世界上最大跨度的公铁两用斜拉桥。自开工以来,中交建设者迎难而上,跨越万里长江,挑战桥梁建设领域的“上甘岭”。
从“零”突破,6年里获得中国铁路发放的31张“绿牌”通知单;降本增效,创新工艺促进建设提速;精益求精,以工匠精神力保桥梁架设零失误……一张张耀眼的成绩单,再一次擦亮了“中交建造”的闪亮名片。
斩获31张“绿牌”
沪苏通长江大桥公铁合建跨江正桥全长米,主航道桥为主跨米的钢桁梁斜拉桥,是世界首座超千米跨径公铁两用斜拉桥;天生港专用航道桥为主跨米的钢桁梁拱桥,是世界最大跨径公铁两用钢拱桥,双项世界之“最”让很多桥梁建设单位“望而兴叹”。
年,有着余座大型桥梁建设经验的二航局,中标沪苏通长江大桥,在中交系统内率先进入公铁两用桥市场。二航局承建大桥一标段,工程范围约5公里,包括跨横港沙简支钢桁梁桥、跨天生港专用航道桥、跨长江北大堤简支钢桁梁桥以及北引桥。其中,天生港航道桥跨径米,采用“刚性梁、柔性拱”设计。振华重工承担了过天生港专用航道桥至主航道间11孔钢桁梁制造、运输、桥位安装及涂装防腐施工任务。
“建桥技术上,我们已相当成熟。但是,建设公铁两用桥,二航局还是第一次。我们不断推进科研攻关,多次获得铁路系统的肯定。”时任一工区党支部书记、总部设备部长饶曦说。
为了尽快实现零的突破,项目团队在二航局项目经理杨志德的带领下,主动学习铁路建设相关文件,向建筑行业兄弟单位请教,邀请相关专家现场教学……经过整整一年的学习研究,年3月,二航局第一个公铁两用大桥施工标准化管理方案——《中交第二航务工程局有限公司沪苏通长江大桥标准化管理制度汇编》诞生,并顺利通过业主考核,拿到中国铁路发放的“绿牌”通知单,标志着项目标准化管理制度汇编得到了铁路系统的肯定。“这是一个全方位涵盖施工内容的标准化管理制度,它包括管理制度标准化、人员配置标准化、现场管理标准化和过程控制标准化4大标准共项,对今后二航局再建其它大型项目,都具有指导作用。”时任项目部质量部部长张翠玲表示。
拿下第一张“绿牌”后,项目逐渐步入正轨。6年来,项目部共获得31张“绿牌”,获得标准化管理优秀项目部、标准化试验室、标准化拌和站等称号共计11次。
“念紧”降本增效“紧箍咒”
年3月1日,沪苏通长江大桥正式开工。如此浩大的工程,如果一开始不“念紧”降本增效的“紧箍咒”,很容易导致最终的成本不受控。“我们一定要勤思考,不断通过机械化改造、设备更新和工艺创新来提升施工效率。”项目进场前,杨志德便反复强调。
二航局承建标段混凝土用量达92万立方米,相当于3个国家大剧院的混凝土用量。这些混凝土所需的砂石料都从水上运输至材料码头,然后利用抓斗、运输车辆转运至拌和站。如果采用由抓斗直接往运输车内送料的传统工艺,常常出现抓斗闲置、等运输车的情况,且抓斗投料时泼撒较多易造成浪费,整体功效低。
“增加运输车的数量?”“不行,那样会大大增加成本。”“那减少抓斗的数量?”“也不行,遇到施工高峰期,运输车又得等抓斗。”在项目推进会上,大家你一言、我一语地讨论着。最终,杨志德拍了板,“既然问题出在设备上,那就改造它。”经过技术人员的反复研究,大家发现,现有工艺之所以会造成效率低、浪费大,核心问题在于运输车与抓斗没能成为“好搭档”,很多时候会出现“打架”情况。“我们设置个中间人充当‘和事佬’,没准儿问题就解决了。”技术人员刘军提出了自己的想法,并得到项目团队的一致认可。
顺着这一思路,技术团队在砂石料码头创新设计了一台大型集料机。这台集料机存料能力达到30立方米,在实际运行过程中,抓斗可持续往集料机内送料,运输车则从集料机运料。作为运输车与抓斗的“中间人”,集料机的设计使用,确保了抓斗和自卸车功效的充分发挥,极大提高了工效,缓解了材料码头的压力,有效减少砂石料浪费。
尝到“甜头”后,项目的“经济账”越算越精细。在进行大桥3号、4号墩钢护筒施工时,由于墩位位于专用航道桥深水区,72根重达60吨的钢护筒按照原定“悬臂导向架配振动锤沉设钢护筒”方案,每天仅能沉设1根。加上水深流急,施工质量和安全都难以得到保障。为此,项目部从长远、全局出发谋划,引入当时最先进的多功能打桩船。新设备进场后,15天便完成全部钢护筒沉设,创造了一天沉桩13根的速度。
“绣花”工艺“巧穿孔”
偏差均在正负0.8毫米以内、划线合格率%、划线效率提升40%……随着第一孔桥划线工作的顺利收尾,振华重工沪苏通长江大桥项目副经理章黄悬着的心终于放下了。
作为公铁两用桥,振华重工负责标段的主要结构形式为钢桁架结构,以杆件为主。根杆件,除铁路端横梁与下弦杆桥位是焊接外,其余桥位均采用高强度螺栓进行连接。“钢桁架的螺栓孔必须%穿过孔径仅有0.75毫米的试孔器。稍有偏差,都可能导致最后拼装出现问题。”振华重工项目副总工季富强深知,控制钢桁架几何精度的关键,便是对栓孔线和孔距的精确定位,“钻孔前的划线非常重要。”振华重工项目工艺部经理鞠小刚说。
如何精准划线成了摆在项目部面前的一个难题。“常见划线方法一般为人工划线,但这种方法局限性大,高度依赖划线队伍的技能水平。”振华重工项目工艺分管领导邹纪祥说。采用传统划线方法施工,不仅需要专用划线平台,划线数据也需要人工计算,遇到外形复杂的钢桁架杆件,还需借助激光水平仪等其他辅助设备。“刚开始,我们采用了人工划线的方式,做了一个预制件,效果不是很好。”振华重工项目质检负责人章黄回忆说,“根据《铁路钢桥制造规范》,杆件任意两面螺栓孔偏差不能超过1毫米才算合格。”
为了追求更高的划线精度,振华重工摒弃传统的人工划线工艺,研发了三维数字化钢桥制造技术,“工艺灵感来源于汽车制造,但是,在桥梁钢桁梁架杆件制造中,这项工艺属国内首次应用。”季富强介绍。
有了新技术,还需要改造设备。据鞠小刚介绍,原来,市面上场建的三维划线机,一般只适用于平面机加工,而铁路桥的一个大型杆件上有成百上千个螺栓孔,“这些孔都是三维立体的,上下左右都有。”加上构件本身存在偏差,必须不断地转动调整,才能保证划线精度。为此,项目部设计研发了创新工装设备,根据杆件的误差进行自动调整,并为三维划线机加装减震装置,极大降低外部因素可能造成的误差。
有了这套“绣花”技术,项目部仅用45天便完成了第一孔桥的划线作业,不仅提升了划线质量的稳定性,也大大方便了划线复验工作,为全桥30万颗螺栓孔实现%通孔率奠定了基础。
60米高空“悬臂走秀”
年初,横港沙浅水桥、天生港航道桥、跨长江北大堤桥及北引桥桥墩相继建设完成,项目进入钢桁梁拼装作业阶段。二航局负责标段多位于交通繁忙的主航道及大风多发地区,施工安全风险大;需要吊装的钢桁梁总重量达11.9万吨,是名副其实的空中“巨龙”。要在60米高空上演“悬臂走秀”、顺利实现“巨龙卧江”,难度不小。
项目部多次开会商议,比对优化施工方案,并将目光聚焦到设备改进上。“尽管从年起,全国大型起重机械都安装了安全监控管理系统,但多数都属于老式系统,只能监控设备自身状况,进行本地管理,不具有实时、远程管理功能。”饶曦介绍说,项目规模大、集群化程度高,多台大型设备同时运转,“单机安装的监控系统已经不能满足现场使用要求。”
二航局工程管理部牵头成立科研中心,立即开启研发工作。4个月以后,可实现对大风作业、疲劳驾驶、管理员超期巡检等11项安全事项进行预警的“全旋转桅杆式起重机远程安全监控系统”应运而生。与传统单机安全监控系统相比,新系统能通过安装在全旋转桅杆起重机上的各类传感器,对重量、角度、风速等信号进行采集、分析,分析结果可实现网络传输,“通过手机、电脑均能对设备进行实时监控与管理,别提多方便了。”饶曦说,“新系统给吊装作业系上了‘安全带’,预防了事故发生。”
年9月,沪苏通长江大桥北岸公铁合建段钢桁梁的安装工作按下“启动键”。沪苏通长江大桥北岸属浅滩环境,大型工程船等起重设备无法进场作业,钢桁梁杆件提前拼装、整体吊装的施工方案行不通。振华重工标段项目总工马立芬说,“我们只能先用运输船散运杆件,然后再用汽车将杆件驳运至桥墩下方,将杆件吊装到近20米高空后,一根一根进行拼接,就像在‘空中搭积木’。”
为了确保现场拼装万无一失,项目团队提出“一次性立体拼装试验”,即模拟桥梁场地环境,结合拼装工序设计专用工装,对典型钢桁梁的杆件及主桁进行立体试拼装验证,用试验数据填补认知盲区,储备架设经验,为后续拼装保驾护航。
在振华重工南通基地,随着起吊机吊起最后一根杆件并顺利完成架设,一个立体钢桁梁结构完整地呈现在项目团队面前,标志着行业内首次采用的在陆地模拟成桥立体拼装一举成功。“有了这次立体拼装试验成功的经验,现场拼装就有底了。”试验成功给项目负责人左岳全吃了颗“定心丸”。年9月12日,伴随着此起彼伏的鞭炮声,振华重工承制的沪苏通长江大桥北岸公铁合建段钢桁梁主桁安装顺利结束,比原计划提前余天,全桥30万颗螺栓孔的通孔率达到%。
0多个日日夜夜,从碧波万顷、一马平川,到钢筋铁骨、巨龙卧波,中交建设者用双手擎起桥梁,在万里长江上书写着建桥奇迹。
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交通建设报
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