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“新基建”助力南京长江五桥跨越天堑

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人气:-发表时间:2020-06-30 08:35【

来源:扬子晚报网

628日,在距南京长江大桥上游约13公里处,由南京市公共工程建设中心建设、中交二航局施工的钢混组合索塔斜拉桥——南京长江五桥胜利合龙,离通车再进一步。

从半个世纪前举国之力建大桥,到如今的五桥贯通,新工艺、新技术、新设备、新材料以及装配化、智能化等“新基建”的运用,让桥梁建设发生了颠覆式改变。

50层楼高的主塔半空“搭积木” 30个人完成了100人的工作量

南京五桥是205国道和312国道的过江通道,同时也是南京“高快速路系统”中绕城公路的重要组成部分。大桥主桥长4.134公里,通车后从河西到江北只需10分钟,将推动长江经济带发展,完善国家干线公路和长江下游地区过江通道布局,支持南京江北新区建设,缓解过江交通压力。

“这么大的工地,怎么干活的工人这么少?”在南京五桥项目施工现场,前来参观的“一带一路”政策与叙利亚重建研修班的客人提出了疑问。

“这主要得益于我们装配化的施工工艺。”中交二航局南京五桥项目负责人种爱秀向客人们给出了答案。

原来,在建设初期,除了如何将大桥高质量、高标准的建成。如何在建设中减少对原有通航的影响?如何在繁忙的主航道施工快速又安全?也是项目部考虑的问题。

根据设计要求,南京五桥索塔是外钢壳内混凝土的新型组合结构,针对这一特点,项目部经过反复研究,联想到房屋的装配化施工,便决定将钢壳及钢壳内附筋采用工厂化预制,再水路运到桥位,在现场进行钢壳起吊精确调位、焊接以及竖向主筋连接,实现桥梁索塔的装配化的施工作业,再进行混凝土浇筑及蓄水养护。

南京五桥为中央双索面三塔组合梁斜拉桥,主塔高达175.4米,相当于50层楼的高度。如果采用传统施工工艺,则需要模板工、钢筋工、混凝土工等多工种作业人员约100人高强度作业10个月左右才能完成。

而索塔采用装配化施工工艺,钢壳可兼作混凝土模板,省去了大型爬模设备。“我们30多个不同工种的作业工人在同样的时间内,就完成了北塔和中塔两座索塔的施工任务。”项目负责人种爱秀介绍说。

不仅是索塔,南京五桥主桥和引桥也均采用了预制拼装结构,装配化施工比例接近80%。不仅组合梁和节段梁是在工厂内预制生产,包括索塔的钢壳也是由工厂生产,施工现场只需进行模块化安装。这样不仅能提高施工效率、节省了劳动力,还能有效减少现场作业时间和航道的占用时间,保障了航运能力,减小了安全风险。

每根钢筋精准定位先得“庖丁解牛” BIM”为模板定规矩

新工艺、新技术的研发,永远都不是一蹴而就的。这次五桥的装配化施工也一样,需要克服种种难题。

“索塔钢壳内这么多钢筋,平面图纸上难以直观地反映钢筋的空间关系,怎样才能实现与预埋钢筋的精准定位?”中交二航局南京五桥项目总工康学云反复思索着索塔钢壳安装的问题。

根据设计,南京五桥索塔钢壳重达180.8吨,是整座索塔关键的一个节段,钢壳内光竖向主筋就有1036根,其预留预埋及吊装精度是保证整个塔柱安装精度的基础。如何将这个庞然大物精准吊装,是项目技术团队亟需解决的难题。

为了这个,康学云与团队进行了大量的技术攻关,决定利用BIM技术对钢壳进行“庖丁解牛”。为了精准定位,他们将现有高精度的索塔钢壳BIM模型从不同标高处刨开,得到不同标高处的钢筋空间位置,再与承台预埋钢筋进行比对,制作定位框,由定位框的高精度来保证承台内预埋的钢壳钢筋的安装精度。

“定位框就像给预埋钢筋定的规矩、设的范围。”康学云说。

与此同时,项目部还利用BIM对索塔起始节段定位预埋件与承台、塔座及塔柱预埋钢筋进行碰撞分析,实现钢壳的顺利安装。

经检测中交二航局南京五桥项目已完工程质量全部合格,索塔成塔垂直度达1/12000,远高于设计图纸和规范规定的1/3000的要求。

除了利用BIM实现预制拼装施工方案的预判,解决构件在现场施工过程中的精确安装与连接等难题。BIM技术还为项目信息化建设起到了关键作用。

在施工中,南京五桥项目研发了基于BIM技术的建养全过程信息管理平台,让施工组织、开工报告、工序报验到工程验收全过程资料档案实现数字化管理,提升了工程程序管理效率。

同时,还依托BIM信息技术,在组合梁悬臂端安装了GPS+气象站综合监测系统,实时监测桥区风力、风速、温度、以及大桥悬臂端摆幅、摆动频率等信息,给桥梁工程师提供数据参考,确保桥梁结构安全。并利用BIM信息技术,实现安全生产常态化监管,保障项目安全生产。

像发馒头一样“发”混凝土 新工艺让钢混更紧密

解决了一个难题,新的难题又接踵而至——如何让钢壳与混凝土严丝合缝地贴合,成了中交二航局建设者重要的考验。

工欲善其事,必先利其器。中交二航局南京五桥项目部在索塔正式施工之前,先搭设了“试验台”。在与设计单位、钢壳制造单位充分沟通和协调后,选取了边塔BT22BT23两个节段,开展索塔施工足尺模型试验研究,探索混凝土浇筑新工艺的道路。

一般而言,浇筑后的混凝土在凝固阶段会因脱水等原因,造成一定程度的收缩,收缩会导致钢壳与混凝土之间形成一定的间隙,从而影响工程品质。

为此,项目部通过足尺模型试验,在混凝土中加入凝胶、硫铝酸钙-氧化钙膨胀剂等材料,让混凝土有了微膨胀的性能,补偿收缩的部分。“就像发馒头一样。”项目总工康学云说。

当然,配合比的调控只是第一步,每节钢壳内钢筋、预埋件密密麻麻,复杂异常的钢壳结构给混凝土浇筑和养护提出了很高的要求。索塔混凝土浇筑采用7m3的吊罐布料,人工振捣,钢壳内外壁板水平拉筋竖向布置,给人工振捣预留空间富裕的上下通道,可有效保证索塔混凝土振捣密实。钢壳内还装有温度、应变两种电子检测装置,便于实时监控混凝土温度和主塔形变量。此外,混凝土养护采用顶端蓄水与侧面保温相结合的工艺,确保大体积混凝土养护效果。

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