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为跨海高铁铺就“智慧”路

——写在龙8承建的福厦高铁泉州湾跨海大桥主塔封顶之际

发布时间:2020-10-21阅读次数:

新建福厦高铁是东南沿海客运铁路的重要组成部分,是国内首座跨海高铁,也是高铁2.0时代的标志性工程。龙8承建的福厦高铁6标段项目自开工以来,始终以“精品工程,智能福厦”为建设目标,力求通过智能化、信息化手段及新材料、新工艺的应用,推进高铁里程碑之作的建设。今年10月中旬,该项目全线重点控制性工程——泉州湾跨海大桥完成双主塔封顶,标志着“智能福厦”建设取得了阶段性胜利。



千方百计“搭积木”


泉州湾跨海大桥全长约20公里,海上桥梁长约9公里,主桥长800米、主跨400米,是双塔双索面钢-混结合梁半漂浮体系斜拉桥。作为国内首座跨海高铁桥,其示范意义不言而喻。

大桥的标志性设计是它的曲线“H”形主塔。主塔施工通常就像搭积木,一层层往上垒,泉州湾跨海大桥主塔高约160米,共分为28个节段,想搭好这套“积木”并不容易。

“主塔首节的竖向主筋就有2576根,钢筋布设非常复杂。”龙8项目部副总工李东辉表示,“再加上主塔是异形曲面设计,每个节段的钢筋布置都不一样,想要准确定位每根钢筋的空间位置,单靠平面图纸是难以实现的。”

同样的难题还体现在主塔模板施工上。

项目部副总工罗长维告诉笔者,“横平竖直的规则塔柱在施工中,模板只需进行上下左右移动,但弧形塔柱每上升一节,都需要先调整模板尺寸,来适应塔柱外轮廓的变化。这不仅加大了外观质量管控难度,每节塔柱的工期也会多出一两天。”

为此,龙8项目团队在原有主桥BIM模型的基础上,结合现场实际,对主塔结构进行全方位分解,通过建立索塔实体三维模型,并进行施工模拟与碰撞检查,明确了所有钢筋的空间位置关系,并优化工艺将每节模板高度控制在6米。

在实际施工中,为挽回模板在每节段改制中损失的工期,项目团队还与模板设计方积极合作,通过研发应用智能液压爬模系统,有效提高了模板爬升效率。“这个系统主要由智能爬升和模板系统两大模块组成。”项目部总工翁方文指着可视化操控界面介绍道,“各爬升点的位置、每个油缸位移及顶力数据都在系统界面上清晰可见,只需要管理人员在电脑前实时监测数据,操控单个或全部爬架同步爬升与模板开合就可以了。”

解决了施工精度与效率问题,项目团队还面临着安全风险管控的挑战。

主塔液压爬模由7层工作平台组成,高达18.88米,在泉州湾近海大风环境下,为确保其整体结构及动态施工的安全性,项目团队专门引入了智能监控系统。“我们通过在现场安装各种传感器,实时采集爬模施工状态、塔吊运行性能及作业环境风速等数据,通过远程PC端监控,在临近额定限值时实时发出语音预警和报警,来保障主塔施工安全可控。”项目部安全总监黄文强表示。


全力以赴寻新材

保障现场顺利施工的同时,项目团队对精益建造的追求也从未止步。

泉州湾跨海大桥两个主塔共有60个钢锚梁,作为桥梁荷载的重要承重构件,以往钢锚梁多采用普通钢材焊接后,再在表面刷漆加以保护,但在当地高盐高湿的海洋气候环境下,传统做法难以满足高铁工程结构百年抗腐蚀的标准,所以寻找合适的新材料迫在眉睫。

为此,翁方文带领项目团队积极与工程设计方沟通探讨,针对设计方提出的1%的高镍系耐候钢方案和“以锈制锈”理念开展广泛调研。经过一个多月的走访,他们选定了国内最大的四家钢材生产厂商,通过对材料的各项指标性能进行比选,最终确定了钢锚梁主材供应方。

但新材料的应用还要跨过一道坎——焊接。

“这种镍系钢材如果用一般焊丝可能会产生电流腐蚀,所以必须找到一种含镍的焊丝进行焊接,而且这个指标掺多了掺少了都不行,要刚刚好,不然整个结构的受力性能就不能满足要求。”于是,翁方文又带领项目团队对焊材生产厂家展开调研,并联合设计方和相关领域专家对钢材与焊材反复进行验证试验,终于成功研制出镍系高性能耐海洋大气腐蚀钢材料、配套高强螺栓及焊接材料。“这种新型材料的钢锚梁可以靠其表面形成的氧化物锈层阻止氯离子渗透,这样不用外层涂装、不设除湿系统也可以达到海洋环境下桥梁全寿命期的长效防腐效果。”翁方文对此颇感满意。

新型材料的成功应用,也打破了免涂装耐候钢只能应用在普通大气环境和滨海环境(离海岸线1公里以上)的技术格局,实现了“免涂装、绿色耐久、锈色之美”的绿色全寿命设计。


赋能“中枢”强管控

2018年9月2日,泉州湾跨海大桥主塔施工正式拉开序幕;2020年5月25日,主塔首个钢锚梁正式吊装;10月14日,双主塔顺利封顶。773个日夜的辛勤付出,记录变化的不仅是工程本身,还有反映项目施工管理全过程的信息化管理平台——石墨文档。

“我们标段全长约27公里,有桥梁,有隧道,还有路基,仅桥梁结构形式就有7种,如此一来,各种检验批、工序管控文件、施工日志、记录表等资料数不胜数。”项目部质检部长谭斌斌说道,“就以桩基为例,仅检验批就有8万多份,给项目部内业管理带来了巨大挑战,传统的文档管理与过程管控模式已不能满足项目管理要求。”

为此,项目部联合监理部开发利用石墨文档对项目施工进行全过程信息化动态管理。在施工现场,技术员吕浩泽正将主塔混凝土浇筑情况表上传至石墨文档,与此同时,测量员吕光辉也将测得的地面标高等数据上传至同一平台,几分钟后,他们就收到相关主管审核通过的回复,大家迅速进行下一步操作。“使用石墨文档办公真的很给力。”吕浩泽满意地指着手机里的系统界面,“以前这些数据都需要我们每天以纸质形式记录下来,内容多,也容易出错或弄丢,层层审批的速度也比较慢,现在有了它,我们的报检速度快多了。”

“这是我们项目管理的一大特色。通过开发利用石墨文档,现场管理人员可以第一时间将一手数据资料上传至管理平台,通过多方协同办公,加强项目现场施工流程管控,相较传统纸质化办公,大大提高了我们的工作质效。”项目部常务副经理刘福星表示,“在建成‘智能福厦’上,我们已经迈出坚实的一步,我们有信心在这条路上发挥更大作用。” (占雨欣  延涵)

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