舳艫千里，人暢其行，貨暢其流。近年來，西部陸海新通道建設取得顯著成效。大風江大橋是蘭州至海口高速公路廣西欽州至北海段改擴建工程建設的關鍵工程之一，全長166.2米。盡管長度不長，但它卻是建設的一大重點、難點工程，并且憑借其在質(zhì)量和創(chuàng)新方面的成果，拿下了全國“優(yōu)路杯”BIM技術大賽銀獎、中國施工企業(yè)管理協(xié)會工程建造微創(chuàng)新技術大賽三等獎、廣西鋼結(jié)構(gòu)金獎等多個獎項。“百米橋鋼鐵志”，這座橋究竟有何獨特之處？讓我們一起回顧橋梁建設歷程。
大風江大橋 雷燕霞/攝
“摸著石頭過河”
與新建高速公路施工不同，在改擴建高速施工中，保暢通是頭等大事。欽北高速是北部灣經(jīng)濟區(qū)通往廣東最主要的陸路通道，客流量極大，這也給交通導改增加了難度，必須要壓縮施工作業(yè)空間，盡可能讓出車道保證車輛正常通行。加上大風江大橋上跨北部灣支流水系，施工期通航安全維護及生態(tài)環(huán)境保護壓力大。基于上述情形，拱橋施工常用的纜索吊裝施工方法基本上“無地施展”，選取哪種施工方法因地制宜建造鋼箱拱橋，準確把控鋼結(jié)構(gòu)安裝精度，成為大風江大橋建設團隊首要思考的難題。
大風江大橋施工作業(yè)面有限 陳思迪/攝
“第一次接觸這種橋型，大家都是摸著石頭過河，但我們相信方法總比困難多。”項目常務副總工程師班鈺鎮(zhèn)說道。缺乏鋼箱拱橋建造經(jīng)驗，就沉下心查閱國家規(guī)范，多方學習借鑒同行經(jīng)驗、請教業(yè)內(nèi)專家學者。歷經(jīng)反復修改、打磨，大風江大橋建設團隊編制出了施工組織設計方案初稿，決定自主創(chuàng)新研究下承式鋼箱拱橋支架原位拼裝法施工技術，采取“先梁后拱”再進行體系轉(zhuǎn)換的方式實現(xiàn)橋梁整體結(jié)構(gòu)受力穩(wěn)定，并在設計階段做到了對鋼結(jié)構(gòu)安裝精度、合理優(yōu)化結(jié)構(gòu)及明確受力分析等設計重難點的把控。
大風江大橋技術研討會
下承式鋼箱拱橋支架原位拼裝法對施工作業(yè)空間要求不高，搭設水上鋼平臺與鋼棧橋施工工藝相同，對于作業(yè)空間受限制的下承式系列鋼拱橋具有較好的適用性，在進行原位拼裝的同時，可以達到與纜索吊裝施工方法同樣的拼裝精度，且不用布置復雜的吊裝、扣掛系統(tǒng)，施工速度整體較快，對生態(tài)環(huán)境影響較小，一舉多得地解決了橋梁建設難題。
下承式鋼箱拱橋格構(gòu)梁原位拼裝法施工工藝應用 陳思迪/攝
“每次創(chuàng)新突破都是進步”
大橋主橋為120米的下承式剛架系桿鋼箱拱橋，主體鋼結(jié)構(gòu)用鋼量達2130.8噸。從水上鋼平臺搭建，到鋼格構(gòu)梁安裝焊接，再到鋼箱拱肋吊裝合龍，總共需要234根鋼管樁、491噸貝雷梁、516個鋼墊塊、90個鋼格構(gòu)梁單元、18節(jié)主拱肋、5節(jié)橫撐等鋼材。鋼結(jié)構(gòu)需求量大、種類多，而每種鋼材都具有“獨特個性”，需要摸清“脾性”精準應對，才能讓它們握手言和，攜手維護“江湖穩(wěn)定”。擺在建設團隊面前的四大施工痛點隨之而來——鋼平臺貝雷架組件模數(shù)與格構(gòu)梁節(jié)點相適應、格構(gòu)梁安裝精確就位、格構(gòu)梁高程精確調(diào)節(jié)、有限作業(yè)空間鋼平臺拆除移動等。
大風江大橋鋼結(jié)構(gòu)組成部分
大風江大橋建設團隊采用鋼結(jié)構(gòu)智能監(jiān)測技術，在大風江大橋鋼格構(gòu)梁安裝過程中使用自動測量機器人實時跟蹤定位，自動計算坐標，及時進行糾偏、校正，并結(jié)合現(xiàn)場實際研究設計出一種格構(gòu)梁精確就位裝置和一種免堆載預壓拱橋支架原位拼裝裝置，實現(xiàn)格構(gòu)梁平面位置及高程的精確安裝，提高了橋梁結(jié)構(gòu)耐久性。
格構(gòu)梁精確調(diào)節(jié)裝置 胡立楷/攝
為解決傳統(tǒng)貝雷梁加強腹桿脫空問題，大風江大橋建設團隊對貝雷梁組件進行優(yōu)化設計，發(fā)明K形區(qū)加強腹桿，形成可調(diào)節(jié)長度加強腹桿的全寬度布置，保證貝雷梁整體結(jié)構(gòu)安全。此外，針對大風江大橋水上鋼平臺有限空間下的拆除問題，大風江大橋建設團隊還研究設計一種鋼管樁水上平移裝置和一種貝雷梁平移裝置，使水上鋼平臺所用鋼管樁、貝雷梁組件在有限空間內(nèi)順利移動。
貝雷梁組件在有限空間內(nèi)平移裝置
“有痛點就有創(chuàng)新點，每次創(chuàng)新突破都是進步。”作為在欽北改擴建1-1分部成長起來的青年技術骨干，當時在項目擔任副總工程師的胡立楷心里十分堅定。此外，大風江大橋建設團隊深入運用BIM技術進行數(shù)字賦能，在大橋設計校核、深化出圖、模型出量、工藝模擬、三維校驗、數(shù)字預拼裝及智能建造等方面進行了應用實踐，并在“廣西路建·新匠坊”中開設專門區(qū)域進行實踐成果展示。
項目技術人員進行大風江大橋結(jié)構(gòu)計算軟件模擬 陳思迪/攝
大風江大橋沙盤模型 陳思迪/攝
“一毫一厘都馬虎不得”
拱肋合龍是大風江大橋受力體系轉(zhuǎn)換的重要前提，對橋梁建設具有里程碑式意義。大風江大橋鋼箱拱由廣西路建集團直屬企業(yè)宏嘉公司加工制作，在預拼合格后運往現(xiàn)場安裝。合龍段主橋鋼箱拱采用2臺橋面吊機同時起吊，最大起吊重量約49.2噸，“這相當于同時把30輛小汽車吊起到30米高空”，項目副總工程師陶小磊說道。
大風江大橋合龍 陳思迪/攝
由于合龍對環(huán)境和精度要求高，大風江大橋建設團隊使用測量機器人對拱肋合龍口進行連續(xù)24小時變形觀測，從環(huán)境溫度、拱肋頂面溫度等溫度變化中考慮合龍口變形影響。測量人員反復測試采集數(shù)據(jù)，運用BIM技術多次虛擬拼裝，優(yōu)化工序銜接，排查安全風險，最后將合龍時機選擇在高程、軸線變化穩(wěn)定，溫度穩(wěn)定且接近設計值的時段。吊裝過程中，大風江大橋建設團隊利用測量機器人全過程動態(tài)監(jiān)測，及時復核吊裝位置，確保了安裝精度，順利完成主橋拱肋合龍。
經(jīng)專業(yè)檢測，大風江大橋主橋整體軸線偏差不大于6毫米，高程偏差不大于4毫米，遠優(yōu)于整體軸線偏差不大于20毫米，高程偏差不大于40毫米的業(yè)內(nèi)標準。
項目技術人員在施工現(xiàn)場指導 董安雪/攝
“建一座大橋需要細心、細致，一毫一厘都馬虎不得。”項目人員常把這句話掛在嘴邊。細致，在鋼箱拱合龍中體現(xiàn)為精準，在鋼結(jié)構(gòu)焊接中體現(xiàn)為嚴格。大風江大橋主拱肋鋼板厚度為26毫米，采用多絲埋弧焊技術進行精密焊接，焊接質(zhì)量影響拱肋整體受力性能和承載能力。施工中，大風江大橋建設團隊和宏嘉公司密切協(xié)作，嚴格加強鋼板焊接質(zhì)量管理，嚴控焊接工藝評定和作業(yè)指導，提前對焊接隊伍進行安全技術交底，及時調(diào)整不同部位焊縫形式，明確焊接順序，確保大風江大橋的工程質(zhì)量和工期實現(xiàn)又好又快。
大風江大橋合龍 陳思迪/攝
依托大風江大橋建設，一系列成果榮譽接踵而至：發(fā)明專利2項、實用新型專利5項、外觀設計專利1項；發(fā)表中文核心期刊論文3篇；建設項目欽北改擴建1-1分部榮獲“廣西工人先鋒號”稱號、獲評廣西建筑業(yè)綠色施工示范工程；大風江大橋管理班組獲評廣西壯族自治區(qū)質(zhì)量信得過班組、全國質(zhì)量信得過班組成果等榮譽。
欽北1-1分部榮獲多項榮譽
臥波長虹上，車來車往，貨暢其流，人們沿著這條西部陸路通道向海而馳，奔赴新程。擴容升級后的欽北改擴建高速也成為廣西對接東盟的陸海新通道和粵港澳大灣區(qū)的最便利通道之一，有效提高了南寧至北海高速公路的運輸能力，解決了道路擁堵問題。
大風江大橋 陳思迪/攝