雄阔的长江自西向东奔腾到海,在安徽地段又被称为“皖江”。在有着“长江巨埠,皖之中坚”之称的安徽省芜湖市,一座跨江的公路大桥正在如火如荼地建设。曾经在此地捧回“鲁班奖”“詹天佑土木工程奖”的中铁一局筑路儿女,依靠创新,再次让中铁一局声名远播。
由“场”到“厂”不简单
芜湖长江公路二桥连接无为县与繁昌县,包括两岸接线,全长57公里,其中长江大桥13公里。中铁一局承担大桥6026米范围内4186榀节段梁预制安装任务。每榀节段米至梁在1.43米之间,由他们拼接为30米或40米箱梁。节段梁具有结构轻巧、构造少、恒载小等特点。其采用轻型、薄壁、大悬臂、全体外预应力设计将减少桥梁基础占用土地数百亩;减少混凝土、钢筋等使用量20%,但其荷载功能和质量没有一丝一毫的减少;特别是将来桥梁维修过程中,不用整体更换梁片,只需将受损的钢绞线予以更换,就能保证桥梁的功能恢复。
“理想很丰满”,但能否实现这样的设计优势,这对第一次尝试该工艺的中铁一局芜湖项目部来说并不轻松。
“别说咱们项目部了,这样的设计、这样大规模的‘工厂化’预制,在全国来说也不多见。”项目负责人陈伟告诉笔者。
作为全线控制性工程,陈伟介绍了这座桥梁施工的三大难点:节段梁采用“短线匹配法”施工,在预制时需做好匹配精度控制,才能满足安装时成桥线型的要求;此节段梁与国内其他节段梁不同,设计采用轻薄梁体截面、全体外预应力,必须设计一套相应的模板体系、定位体系;梁体安装采用的节段拼装架桥机需要自己研制。
所谓“短线匹配法”,就是用已浇梁段控制待浇梁段,通过调节水平、偏转及高差来控制待浇段的结构尺寸。“短线法”阶段箱梁预制工艺流程就是一条作业流水线,其施工效益体现在大规模“工厂化”的集中生产上。因此,项目部从一开始就提出了“工厂化”的思路,即预制构配件、钢材加工、混凝土拌和等成品半成品全部实行集中统一的标准化生产。
项目部总工黄瑞忠介绍:“‘工厂化’体现在‘流水线’和‘模块化’上。”
项目部在150亩场地内,规划出6大功能分区,建设了4条轮轨式生产线、1座现代化钢筋加工车间、座拌和站,将“流水线”“模块化”“高精度”作业带进了现实。项目部引入了钢筋加工数控设备,钢筋尺寸、调直、切断、弯箍等工序全部自动完成,而且加工效率提高了5倍,加工精度提高到95%以上。项目部采用“车间内模块加工、现场装配作业”的模式,将钢筋构件由大模块分解为各小模块单元,确保了钢筋骨架尺寸精确、定位准确,更是提高了钢筋骨架加工效率。
标准操作使精度得到有效控制。由于箱梁顶、底板较薄(斜腹板的最薄处只有350毫米),操作需要精准。于是,项目部便从源头做起,在钢筋骨架绑扎完成吊入模型内后,再次测量调试就位;严禁将振捣棒插到模板上;严格执行混凝土配合比,试验检测合格后方准使用。
9月10日,中铁一局BIM及装配式桥梁新技术交流现场观摩会在芜湖项目部举办,来自全集团公司的技术精英齐聚学习、“论道”建筑工业化。这是对该项目由“场”到“厂”模式的最高肯定。
小创新解决大难题
因为前期施工用地未及时交付,工程架梁时间比原定计划推迟了9个月。在这9个月中,项目部一方面把施工重心放到箱梁预制上,另一方面加紧对国内现有设备进行研究,创新符合项目施工实际的架桥设备。
经过多次试验以及与架梁机械生产厂家探讨,项目部最终将30米跨架桥机设计为“下行式架桥机主梁+悬臂吊喂梁+拼装车调梁”的形式。这样,不仅使架桥机主梁的受力结构更加清晰,操作也更加简单和安全,桥梁的线型也更方便控制。而针对40米跨上行式架桥机,项目部采用两跨设计,主框架承重部分采用箱梁结构、抗扭性能好;前导采用桁架结构、减轻设备自重;中支腿采用相同的结构形式,可以实现跨越式倒腿,提高过孔效率。
经过项目部的精心改良,三台架桥机呈现出强大的生产力,像三驾奔驰的马车,拉动项目施工生产快步向前。截至9月20日,一台1000吨上行式架桥机、两台700吨下行式架桥机已累计架梁822榀。
该项目的创新之举远不止这一项。据了解,不少施工单位对混凝土构件养护仍采用人工浇水进行。然而受责任意识以及人工误差等因素的影响,混凝土构件经常会出现外观裂纹或质量强度不够的现象。这也几乎是混凝土工程久治不愈的“顽疾”。但黄瑞忠非要治治这个“病”。他经过多次的试验、改进和总结,设计出了一套全自动喷淋养护系统,最终令“顽疾”“玩完”。该系统自2014年7月一经投入使用,便得到全线其他节段梁预制单位的赞许和推广,也得到安徽省交通厅、交投集团的一致好评,其QC成果《研究节段梁养护的新装置》更是喜获“2015年度全国工程建设优秀质量管理小组一等奖”。
一分耕耘、一分收获。正是秉承着“打造装配式桥梁样板”的信念,项目部一经起跑,便全线领先。2014年2月12日正式开工后,项目部迅速掀起临建施工热潮,两个月后,便在安徽交投集团芜湖长江公路二桥建设办组织的前期准备工作考核评比中获得第一。2014年6月28日,首榀节段箱梁成功预制,被业主评为节段箱梁首件工程“标准性示范梁”。2014年项目部为中铁一局首次荣获年度安徽省“公路施工企业信用评价AA级”殊荣作出积极贡献。今年二季度在业主组织的劳动竞赛中,项目部再次勇夺第一,获得奖励25万元。
“打造装配式桥梁样板”获得行业内认可,浙江、重庆、福建、上海、广东、江西等多个省市的政府、设计、投资、建设观摩团慕名而来,中铁一局桥梁施工能力再次彰显皖江两岸。第五明辉 李康 闫剑波