以“三減少”理念布局橋梁品質(zhì)建設(shè)

文 浙江寧波舟山港主通道指揮部 梅敬松

寧波舟山港主通道是長三角區(qū)域重大戰(zhàn)略性海島聯(lián)絡(luò)工程，位于東南沿海高風(fēng)速帶灰鱉洋海域，施工區(qū)域缺乏遮蔽，外海作業(yè)受高發(fā)性臺風(fēng)、持續(xù)性季風(fēng)影響嚴(yán)重。

在綜合考慮外部建設(shè)環(huán)境的基礎(chǔ)上，主通道項目提出將“海上作業(yè)工序減到最少、海上作業(yè)時間減到最短、海上作業(yè)人數(shù)減到最少”的“三減少”理念，注重施工圖設(shè)計和施工組織設(shè)計雙重耦合效應(yīng)，從標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工等層面強(qiáng)化統(tǒng)籌設(shè)計，提升工程品質(zhì)。

設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化

主通道項目海域橋梁上部結(jié)構(gòu)有預(yù)應(yīng)力混凝土節(jié)段梁、節(jié)段鋼箱梁、70米跨預(yù)應(yīng)力混凝土整孔箱梁等形式。其中魚山大橋全線、舟岱大橋淺水區(qū)非通航孔橋及北通航孔橋上部結(jié)構(gòu)采用節(jié)段預(yù)制拼裝梁；舟岱大橋深水區(qū)非通航孔橋采用70米整孔預(yù)制箱梁；南通航孔橋和主通航孔橋采用鋼箱梁節(jié)段拼裝形式。陸域橋梁上部結(jié)構(gòu)除跨鴨東線跨線橋外，均采用30米/28米標(biāo)準(zhǔn)跨T梁。

下部結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計主要是從減少海上作業(yè)時間和工序的角度出發(fā)，圍繞快速施工的需求，魚山大橋非通航孔橋下部采用單樁獨柱結(jié)構(gòu)，根據(jù)墩高不同，分區(qū)域開展標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計。舟岱大橋采用大節(jié)段預(yù)制拼裝空心墩，全線共368個預(yù)制墩，根據(jù)墩高不同，墩身斷面分不同類型。陸域橋梁下部結(jié)構(gòu)除互通變寬區(qū)及匝道位置外，下部結(jié)構(gòu)均采用預(yù)制立柱和蓋梁。

舟岱大橋非通航孔橋長17.6公里（含長白支線匝道），魚山大橋非通航孔橋長6.7公里，作為體量龐大的海上長距離非通航孔橋建設(shè)，基礎(chǔ)工程往往成為制約建設(shè)周期的關(guān)鍵因素，為縮短海上作業(yè)時間，對海域非通航孔橋基礎(chǔ)開展優(yōu)化設(shè)計。

舟岱大橋非通航孔橋根據(jù)不同運(yùn)輸、基巖條件選取不同基礎(chǔ)形式。淺水區(qū)分布在南北兩岸，大型船機(jī)無法進(jìn)入，且基巖埋深較淺，基礎(chǔ)采用常規(guī)鉆孔灌注樁。深水區(qū)水深在10米至30米之間，1000噸以上大型船機(jī)設(shè)備可自由出入，且基巖埋深一般在100米以上。根據(jù)試樁成果，深水區(qū)全部采用鋼管樁，鋼管樁視水深和受力情況而定。

魚山大橋非通航孔橋基礎(chǔ)選用大直徑鋼管復(fù)合單樁基礎(chǔ)形式代替常規(guī)群樁基礎(chǔ)形式。單樁基礎(chǔ)與墩身直接連接，取消水中承臺，基礎(chǔ)及下部結(jié)構(gòu)工期縮短。

施工裝配化

主通道項目根據(jù)結(jié)構(gòu)形式特點，采用統(tǒng)一的裝配化工藝，并創(chuàng)新一體化安裝技術(shù)，實現(xiàn)作業(yè)效率和環(huán)境保護(hù)雙重提升。

海域橋梁深水區(qū)非通航孔橋樁基礎(chǔ)全線采用鋼管樁結(jié)構(gòu)，最大樁徑達(dá)2米，最大樁長達(dá)109米，最大樁重達(dá)111.6噸，鋼管樁沉樁精度要求樁頂偏位不大于200毫米，在地質(zhì)軟弱層深厚、巖面起伏等復(fù)雜條件下，項目采用專業(yè)軟件，精確模擬打樁過程并分析可打性，提前謀劃樁錘的選型和各地層施打難度的預(yù)控。優(yōu)選經(jīng)驗豐富、抗惡劣海況能力強(qiáng)的大型打樁船進(jìn)行整樁施打，引用北斗系統(tǒng)及全過程復(fù)測手段，確保沉樁精度，實現(xiàn)大規(guī)模非通航孔橋基礎(chǔ)工程的裝配化施工。

海域橋梁淺水區(qū)非通航孔橋上部結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力混凝土節(jié)段拼裝箱梁采用先簡支后連續(xù)的逐跨拼裝和對稱懸臂拼裝兩種施工工藝。深水區(qū)非通航孔橋70米整孔箱梁采用大型浮吊安裝，下部結(jié)構(gòu)墩身按墩高分類型預(yù)制拼裝。為破解海上預(yù)制墩身與承臺間連接部位的耐久性問題，設(shè)計采用“‘金鐘罩’+‘止水帶’”的新型結(jié)構(gòu)形式，有效地提升了墩身接縫部位耐久性。

陸域段橋梁預(yù)制構(gòu)件裝配施工,研發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型預(yù)制裝配化橋梁的綠色無害化快速一體化工業(yè)建造技術(shù)，發(fā)明了梁體、立柱和蓋梁一體化架橋機(jī)，實現(xiàn)了全預(yù)制構(gòu)件無便道架設(shè)。

建造模塊化

為降低工人海上作業(yè)風(fēng)險，降低工人勞動強(qiáng)度，主通道項目推行“模塊化施工”工藝，實現(xiàn)快速建造。

結(jié)構(gòu)物鋼筋骨架盡可能采用廠內(nèi)模塊化加工，現(xiàn)場一體化安裝的工藝。魚山大橋及長白互通支線下部結(jié)構(gòu)雙曲線花瓶型墩柱鋼筋骨架安裝僅需0.5天，與傳統(tǒng)現(xiàn)場鋼筋安裝相比至少節(jié)省了15天。棧橋采用模塊化制造及安裝，僅用時3個月就完成了全線7.8公里海上棧橋施工，創(chuàng)下了海上橋梁施工最短的全國記錄，并將年平均有效工作日由200天提升至300天，最大限度地提高了有效作業(yè)時間。

海上箱梁架設(shè)

舟岱大橋預(yù)制梁段鋼筋骨架均采用胎架法制作，整體吊裝入模，鋼筋綁扎與混凝土澆筑形成流水作業(yè)，保證了施工質(zhì)量，提高了生產(chǎn)效率。墩身鋼筋骨架采用平躺匹配預(yù)制、分節(jié)翻身吊裝。海上平臺搭設(shè)，首次采用了“深水海域鉆孔平臺大型模塊化預(yù)制安裝”施工工藝。單個平臺約5000立方米，采用“岸上組拼、海上吊裝”的施工方案，通過平行流水作業(yè)方式，如按照傳統(tǒng)施工工藝單個平臺施工周期需80天，而采用模塊化預(yù)制安裝新工藝后施工周期為45天，節(jié)約工期達(dá)35天。為有效規(guī)避水流、風(fēng)浪、潮流對鋼管樁的影響，主通道項目采用鋼管樁夾樁、割樁一體化工裝，一體化工裝采用后場模塊化整體加工制造，較分別安裝夾樁及割樁平臺的傳統(tǒng)方案相比，單次作業(yè)施工可節(jié)約3天，繼而降低了海上施工風(fēng)險。

項目還開展了新型吊箱設(shè)計與施工關(guān)鍵技術(shù)研究，提出“混凝土底板+可周轉(zhuǎn)鋼壁體”的新型鋼吊箱結(jié)構(gòu)，有效解決了傳統(tǒng)鋼吊箱底板拆除及混凝土吊箱周轉(zhuǎn)使用的問題，“混凝土底板+可周轉(zhuǎn)鋼壁體”采用后場模塊化整體制造，單個吊箱海上作業(yè)時間較其他方案相比至少節(jié)約2天。

管理精細(xì)化

主通道項目的預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)推行工廠工業(yè)化，突破傳統(tǒng)橋梁工業(yè)化模式，借鑒制造業(yè)工業(yè)模式規(guī)劃預(yù)制廠建設(shè)，堅持“工廠化、集約化、專業(yè)化、配送化”原則，實現(xiàn)構(gòu)配件預(yù)制的流水線作業(yè)；以抓實班組規(guī)范化管理來督促工人水平的提升；同時，還創(chuàng)建了“智慧工地”。

“智慧工地”可以利用BIM和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立公路產(chǎn)品信息庫，開發(fā)手機(jī)、PC端信息實時掌控系統(tǒng)。通過搭建可視化進(jìn)度協(xié)同平臺，實現(xiàn)了進(jìn)度可視化，只需要用手機(jī)App就可以采集、分析現(xiàn)場數(shù)據(jù)，實現(xiàn)關(guān)鍵線路和節(jié)點工期自動監(jiān)控和報警；可以實現(xiàn)質(zhì)量管理流程化，建立起試驗檢測數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)、拌和站生產(chǎn)數(shù)據(jù)自動采集與監(jiān)管系統(tǒng)，原材料報驗、取樣、試驗等程序?qū)崿F(xiàn)手機(jī)報驗，混凝土試塊植入二維碼芯片實現(xiàn)掃描與強(qiáng)度試驗同步；可以實現(xiàn)工藝設(shè)備控制智能化，建立了鋼結(jié)構(gòu)焊縫質(zhì)量激光自動跟蹤監(jiān)控、預(yù)應(yīng)力張拉監(jiān)控、架橋機(jī)自動過孔、架橋機(jī)安全監(jiān)控、鋼管樁沉樁監(jiān)管體系，保障工程質(zhì)量安全；可以更加規(guī)范的管理人員，開發(fā)了安全教育與考核App，可以實現(xiàn)人員定位考勤；除了這些，還探索了支付的高效化，利用“BIM系統(tǒng)三維模型+進(jìn)度”的“4D”維度基礎(chǔ)，所有計量支付網(wǎng)上申報、審批流程化，根據(jù)實際進(jìn)度計劃達(dá)到各類資金報表出具自動化，達(dá)到計量支付投資分析全程動態(tài)化管理，實現(xiàn)工程建設(shè)五維管理模式。

在生產(chǎn)設(shè)備上，主通道項目推廣應(yīng)用智能鋼筋彎曲機(jī)、智能焊接設(shè)備、自動噴淋養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)等智能化設(shè)備，降低了工人勞動的強(qiáng)度。同時，自主開發(fā)了架橋機(jī)同步頂推自動控制系統(tǒng)和安全監(jiān)控系統(tǒng)，將架橋機(jī)過孔期間不同步控制在2毫米以內(nèi)，實現(xiàn)了2000噸級架橋機(jī)無推力過孔，避免了架橋機(jī)過孔時的晃動及對墩身結(jié)構(gòu)的損傷，安全問題和質(zhì)量風(fēng)險也得到了有效解決。除此之外，還針對混凝土布料難的問題，開發(fā)了混凝土澆筑智能布料系統(tǒng)，作業(yè)人員僅需操作遠(yuǎn)程遙控裝置即可實現(xiàn)混凝土的全方位布料，在工人勞動強(qiáng)度降低的同時，也解決了大尺寸預(yù)制構(gòu)件混凝土澆筑問題，加快了工程的施工效率。