文 浙江交通集團(tuán)杭紹甬公司
1999年,華東地區(qū)首座跨海大橋朱家尖跨海大橋,全長2907米,歷時27個月建成;2009年,舟山連島工程中建設(shè)期最短,全長5452米的西堠門大橋,歷時31個月建成通車;如今,在更加惡劣的施工環(huán)境下,主通道項目魚山大橋采用基于新一代橋梁工業(yè)化理念的快速施工技術(shù),在保證質(zhì)量安全的前提下,僅用27個月就完成了建設(shè)任務(wù),將跨海大橋“拉”長到8815米,相比常規(guī)技術(shù)工期縮短了23個月。
魚山大橋是國家重大戰(zhàn)略項目舟山國際綠色石化基地的配套交通保障工程,需要在27個月之內(nèi)建成通車。傳統(tǒng)群樁基礎(chǔ)施工時間長、承臺澆筑質(zhì)量和耐久性不易保證、波流力和沖刷作用強(qiáng)烈……魚山大橋項目非通航孔橋下部結(jié)構(gòu)采用單樁獨柱鋼管復(fù)合樁的設(shè)計方案。在鋼管復(fù)合單樁中,最大樁基礎(chǔ)直徑可達(dá)5米,最大樁長可達(dá)148米,采用有鋼管段和無鋼管段的兩段式構(gòu)造。有鋼管段的樁徑長度及鋼管壁厚由地質(zhì)條件、結(jié)構(gòu)受力、沉樁能力、施工期承載等綜合因素來確定,而無鋼管段樁徑主要取決于單樁豎向承載力要求。大橋采用超大直徑單樁按無承臺設(shè)計,相比群樁基礎(chǔ)施工工期縮短40%、波流力減少80%、沖刷深度減少了20%以上,明顯縮短工期、降低造價。
與此同時,大橋上部結(jié)構(gòu)按100%預(yù)制裝配設(shè)計,在保證建筑構(gòu)件的質(zhì)量前提下,降低建造環(huán)境對項目施工的影響,加快施工進(jìn)度。
魚山大橋項目上部結(jié)構(gòu)通航孔橋的設(shè)計中采用混凝土與鋼混合箱梁的連續(xù)剛構(gòu),主跨260米的跨中段采用89米的鋼箱梁,并采用整體運(yùn)輸方式吊裝;非通航孔橋梁則根據(jù)水深、地質(zhì)和墩高等條件,在淺水區(qū)采用50米節(jié)段預(yù)制架橋機(jī)逐跨拼裝混凝土連續(xù)箱梁,深水區(qū)采用70米節(jié)段預(yù)制懸臂拼裝混凝土連續(xù)箱梁。上部結(jié)構(gòu)的節(jié)段梁預(yù)制拼裝,全面實現(xiàn)了工廠化生產(chǎn),并與下部結(jié)構(gòu)施工并行開展,讓工序緊密銜接。
魚山大橋位處浙江沿海高風(fēng)速帶,臺風(fēng)、季風(fēng)高發(fā),年均有效工作日僅200天左右,復(fù)雜的氣候條件不僅增加了魚山大橋施工技術(shù)難度,還壓縮了項目施工作業(yè)時間。
面對建設(shè)技術(shù)難度大,有效作業(yè)時間短的現(xiàn)狀,魚山大橋綜合考慮結(jié)構(gòu)性能,施工能力、經(jīng)濟(jì)合理性及美學(xué)效果后,踐行橋梁工業(yè)化建造理念,以減少海上作業(yè)工序、海上作業(yè)時間及海上作業(yè)人員的“三減少”為原則,采用快速施工技術(shù),在3個月時間內(nèi),通過標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、模塊化施工工藝,快速修建了7.8公里棧橋。將海上作業(yè)改為陸地作業(yè),不僅提高了作業(yè)效率,還為外海作業(yè)提供了便捷、安全、舒適的陸運(yùn)施工通道,實現(xiàn)了惡劣復(fù)雜海洋環(huán)境條件下高品質(zhì)快速建設(shè)的目標(biāo)。
其次,超長超大直徑鋼管復(fù)合樁樁徑大、樁長大、護(hù)筒重量大、鋼筋籠重量大、混凝土澆筑方量大等也是魚山大橋建設(shè)中遇到的問題。
面對這樣的難題,魚山大橋項目采用打樁船整樁打設(shè)和沉管式導(dǎo)向裝置技術(shù),實現(xiàn)了3厘米內(nèi)高精度的基礎(chǔ)偏位控制。在施工時,先由履帶吊單節(jié)起吊對接、再轉(zhuǎn)用浮吊整節(jié)起吊下放,研制了由履帶吊轉(zhuǎn)換浮吊的專用吊具,解決了履帶吊起重能力不足、浮吊時因搖擺起伏而引起的對接質(zhì)量、速度和安全等問題。在混凝土運(yùn)輸方面,將連續(xù)棧橋作為運(yùn)輸通道,達(dá)到了12小時2000立方米混凝土的輸送量,確保了超大樁基混凝土質(zhì)量,也解決超大方量樁基連續(xù)澆筑的混凝土供應(yīng)問題。
除此之外,魚山大橋項目在建設(shè)過程中采取模塊化施工理念,由局部小模塊到大模塊,達(dá)到工廠預(yù)制生產(chǎn)與現(xiàn)場施工兩不耽誤的效果。
魚山大橋的通航孔棧橋跨越海底電纜,設(shè)計為65.3米大跨度鋼桁架梁,在工廠內(nèi),加工標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件,將其組裝成整體運(yùn)至現(xiàn)場吊裝。7.8公里鋼棧橋采用多點同時進(jìn)行的方式,僅僅用了3個月就快速完成。長線法制作項目下部結(jié)構(gòu)鋼筋籠,通過分節(jié)運(yùn)輸至現(xiàn)場對接安裝。架橋機(jī)將工廠內(nèi)加工完成的單元構(gòu)件,組拼成模塊,運(yùn)送至現(xiàn)場安裝成整體。
魚山大橋節(jié)段梁預(yù)制安裝質(zhì)量目標(biāo)是無墊片安裝,且合龍誤差不超過2厘米,實現(xiàn)節(jié)段梁預(yù)制安裝的“毫米級”控制。為了達(dá)到這樣的安裝精度目標(biāo)要求,魚山大橋項目部通過對影響精度因素的敏感度分析,控制計算誤差、預(yù)制測量誤差、預(yù)制模板誤差、橋位現(xiàn)場測量誤差,并要求施工、監(jiān)理、監(jiān)控單位制定對策,將誤差降到最低,將工程做到最精細(xì)。
魚山大橋樁基施工
控制外界條件影響,是減少節(jié)段梁計算階段誤差的第一步。對于節(jié)段梁模型參數(shù),如彈性模量,管道摩擦系數(shù)和偏差系數(shù),需要根據(jù)實測進(jìn)行模型參數(shù)的修正。通過對比實驗選擇最佳的養(yǎng)護(hù)房裝置,并且打造恒溫恒濕廠房,優(yōu)化選擇養(yǎng)護(hù)噴頭形式和布設(shè)位置,保證可以有3個月的存梁時間,減少混凝土徐變對節(jié)段梁的影響。
在節(jié)段梁預(yù)制測量過程中,為預(yù)防預(yù)制廠地基沉降,需要嚴(yán)格地控制預(yù)制臺座沉降,為此專門發(fā)明了專用地測量構(gòu)件組合裝置,以減少測量儀器的系統(tǒng)誤差。為了更為精確,分別采用兩種測量方法“六點全站儀法”和“四點尺量法”進(jìn)行測量,雙法互相復(fù)核,以減少測量誤差。
魚山大橋項目部使用高精度、大剛度、全液壓式不銹鋼復(fù)合模板,加強(qiáng)預(yù)制系統(tǒng)的沉降與變形監(jiān)測,增強(qiáng)模板系統(tǒng)穩(wěn)定性。在橫向、豎向、縱向加強(qiáng)模板自身連接,以減小模板系統(tǒng)的變形,減少預(yù)制模板出現(xiàn)的質(zhì)量問題。在橋位現(xiàn)場測量階段,魚山大橋創(chuàng)新測量工藝,使用高精度全站儀,雙人雙測,嚴(yán)格規(guī)范早晚測量時機(jī),嚴(yán)格把控可能出現(xiàn)的誤差因素。
不僅如此,魚山大橋項目還采用了混凝土箱梁短線法節(jié)段預(yù)制、懸臂拼裝和鋼箱梁整體吊裝的施工工藝。項目建立了精細(xì)化的施工全過程數(shù)字化幾何控制體系,積極創(chuàng)建“智慧工地”,探索在手機(jī)或電腦上管控建設(shè)工地現(xiàn)代化管理手段,實現(xiàn)了產(chǎn)品的信息化、精準(zhǔn)化管理,所有信息均可通過統(tǒng)一的管理平臺獲取,讓橋梁建造與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有效結(jié)合。
見微知著。從計算到測量,從預(yù)制到拼裝,魚山大橋嚴(yán)格把控各個環(huán)節(jié),以精細(xì)實現(xiàn)品質(zhì)。魚山大橋的全線建成,創(chuàng)造了同等規(guī)??绾4髽蚩焖偈┕ば掠涗?,為舟山綠色石化基地提供重要的交通保障。