暴雨侵袭,江水奔流。经历65个小时的连续鏖战,北口大桥南塔钢套箱顺利完成封底施工。
北口大桥位于温州瓯江入海口,面临深厚软土、强潮河口、台风影响等众多施工挑战,其难度不言而喻。为响应交通运输部绿色公路,浙江省品质工程的号召,为承台施工安全、质量考虑,全体建设者从设计开始对整个钢套箱的施工建设全过程进行整体规划。
一、 前瞻性设计
重大方案超前谋划
南塔承台位于瓯江口主通航孔边缘,航道规划为乘潮通航3万级船舶,且水文自然条件复杂,附近海区属于正规半日潮,一昼夜两潮,潮高不等现象较为明显,退潮最大流速达2.85m/s,风向季节性变化明显,多年平均能见度≤1m有13.7天,每年4~11月份受台风影响,其中7~9月份受台风侵袭频繁。在这种条件下进行为期4个多月的超大型承台施工,无论是对在水上施工的人员、机械设备安全,还是对承台的施工质量保障都是极大的挑战。
作为浙江省乃至华东地区最大的承台钢套箱,其尺寸为96m×40.8m,高13.3m,拼装完成后可以装下27.5个国际标准游泳池。在设计之初北口大桥的建设者们经过综合考虑,决定采用永临结合的方式进行承台施工,采用永久性防撞钢套箱作为承台模板,既能保证施工人员、机械设备及来往船舶的安全,又能节省承台模板的成本。
二、 精细化制作
专业团队量身打造
项目委托具有钢结构工程专业承包国家特级资质的江苏中泰钢结构股份有限公司进行钢套箱加工制作,同时制定了详细的制作、验收标准,对制作的全过程进行严格的质量把控和详细的现场记录。原材料的复验层层把控,材质证书、试验资料缺一不可,钢材表面、厚度、材质多级抽检,源头上杜绝不合格材料进场,组织专门的团队对设计图纸进行系统分解,利用BIM系统对每块钢板、每条型钢的结构尺寸、具体位置及相互间的关系进行虚拟空间模拟;钢套箱从原材下料、放样、制孔、焊接全过程采用数控化、机械化制造,数控划线号料机、数控平板钻孔生产线、落地镗铣削加工中心十二头平板砂带自动打磨机、龙门多嘴自动焊接专机轮番上阵。
三、 信息化预拼
数字模拟精益建造
钢套箱结构形式复杂,部件之间的空间关联性,对部件的制作精度要求很高,仅依靠单体部件精度无法满足现场安装要求,北口大桥放弃传统的实体预拼装模式,利用BIM系统将每个块体数字化,在电脑上进行模拟预拼装:使用三维激光扫描进行空间坐标采集,生成点云完成数字建模,建立精准的BIM模型,实现部件成品的高精度虚拟预拼装,提高了预拼装精度、节约了大量的实际预拼装的工作量和预拼装场地,实现了加工厂制作与现场安装的互动。
四、 智慧化拼装
BIM助力精准施工
项目利用建立的精细化BIM模型,开展了钢套箱的现场拼装施工工序的精细化模拟,辅助了施工方案的制定、讨论、交底等工作,实现了实地施工前的各项注意事项的完全掌握,将施工过程中可能出现的问题提前谋划,并将施工工序通过Navisworks、3DMax等专业软件以身临其境的方式向施工管理及班组人员进行交底,使建设人员直观了解和理解整个施工过程,大幅推进了施工管理的智慧化、可视化、集约化、精细化。钢套箱拼装完成后,由监理单位采用精密仪器对钢套箱结构及下方系统进行严格的安全质量验收。
五、 整体性下放
10小时步步为营
为确保钢套箱下放到位,项目特邀国内专业的大体积、超重量构件同步提升、下放团队,指挥操作钢套箱的提升下放作业。“开始下放。”随着一声令下,在24台200吨千斤顶,6台液压控制泵站,1台集中控制器的精准控制下,钢套箱开始下沉。本着信息化减人、机械化换人的原则,在钢套箱的下放全过程,仅有18名操作人员及4名观察人员参与施工,通过每隔30分钟/次姿态监测,钢套箱的下放过程四角高差不超过5cm。历经10小时精心组织,步步为营,最终钢套箱整体顺利下放到位。
六、 可靠性封底
15名蛙人水下作业
瓯江口江水含泥量大,套箱内平均每天有560~850m³泥浆沉淀,钢护筒上有超过10cm的藤壶附着,如果不进行处理,就会严重影响封底混凝土的可靠性。项目委托专业的潜水公司对钢护筒上附着的藤壶进行逐根清理,并在潜水作业完成区域安装多台大功率潜水泵,进行泥浆冲洗和抽取。
100个布料点同时浇筑
为减少泥浆和藤壶对封底混凝土可靠性的影响,进一步增加保险系数,在封底混凝土里埋设了392根拉压杆,混凝土水下封底设置100个布料点,总计用了700米直径325mm的导管,4台汽车泵及2条卧泵从上游侧往下游侧全断面推进,在混凝土前进方向安排泥浆泵抽取泥浆。项目部多次试验调配混凝土的配合比;反复检查梳理施工现场人员组织架构、搅拌站生产、物质设备供应及后勤保障情况;不断监测混凝土浇筑厚度及混凝土的性能指标,确保封底混凝土的可靠性,最终顺利完成封底混凝土的浇筑。
七、 党小组攻坚
红色堡垒助力工程
为确保台风来临前,顺利完成封底混凝土浇筑,钢套箱施工南塔工段党小组充分发挥了战斗堡垒作用,带领现场作业人员冒着暴雨坚持施工,切实以攻坚克难的决心、务实担当的精神、扎实肯干的作风,始终坚守在一线。顺利施工的成果也激励了全体北口大桥建设者,为项目后续水上承台、塔柱以及上部的施工提供了一个良好的工作环境,奠定了坚实的基础。(尤超常)