大橋面子耐70℃高溫
2016-01-12
研究人員正在實驗室做瀝青混合料試驗
羊城晚報記者林桂炎攝
橋面鋪裝材料樣本
羊城晚報記者林桂炎攝
港珠澳大橋橋面將會鋪裝
羊城晚報記者林桂炎攝
港珠澳大橋橋面鋪裝試驗段羊城晚報記者林桂炎攝
羊城晚報記者呂楠芳
港珠澳大橋在國內(nèi)首次提出GMA澆注式瀝青新技術，保證橋面鋪裝高效且性能穩(wěn)定
橋面鋪裝，聽起來容易做起來難。
港珠澳大橋橋面鋪裝面積約70萬平方米，相當于100個足球常世界第一跨海大橋的橋面可不是一般的“面子工程”，要用到最好的材料、最先進的鋪裝技術，光前期實驗準備就花了將近3年時間。
廣東長大負責三分之二的橋面鋪裝任務，目前已經(jīng)在施工營地完成試驗段鋪裝，最近正準備“看天行動”，擇時進行橋上試驗段的鋪裝。
從鋪裝材料的選娶加工到現(xiàn)場的施工工藝，港珠澳大橋的橋面鋪裝實現(xiàn)了多項高精尖的創(chuàng)新。施工單位對待橋面鋪裝一絲不茍的工匠精神猶如在烹飪一道國宴菜，在不久的將來，相信全世界的味蕾都將為之顫動。
準備“食材”建立專門的集料工廠
對橋面鋪裝而言，鋪裝材料最為關鍵。在港珠澳大橋的鋪裝材料陳列室，數(shù)十種石料原料以及集料樣品像糖果一樣裝在透明的試驗罐中供人觀摩。CB07標界面協(xié)調及進度負責人江勝文介紹，這些樣品均是無數(shù)次實驗的結果，是廣東長大和華南理工大學的科研團隊合作研發(fā)的。
在鋪裝材料的生產(chǎn)地——中山集料工廠，一塵不染、如同藥廠般的工作界面同樣讓人驚嘆。CB07標項目經(jīng)理楊東來告訴記者，中山集料工廠專門為港珠澳大橋建設，是國內(nèi)首家采用大型化、工廠化、自動化對建筑集料進行精深加工的工廠。工廠引入世界一流集料加工設備，借鑒了精細化工及食品加工行業(yè)的生產(chǎn)篩分工藝，采用密閉式鋼結構廠房進行生產(chǎn)及儲存，配置高效干式除塵設備，實現(xiàn)了建筑用集料無塵化生產(chǎn)。
為什么要為港珠澳大橋的鋪裝專門辦集料工廠？楊東來介紹，港珠澳大橋CB07標項目對橋面鋪裝的細集料有嚴格的分檔要求，但國內(nèi)現(xiàn)有集料廠生產(chǎn)的集料均無法滿足這一要求。
為了保證集料質量，工廠還開發(fā)了條形碼信息管理系統(tǒng)，為出廠的每一袋集料配置“身份證”，一旦發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品質量問題，可以第一時間在系統(tǒng)中查詢到材料批號、組別、相對應的產(chǎn)品質檢資料，在3-5分鐘之內(nèi)查清問題所在，及時對庫存的產(chǎn)品進行復檢。
長大公司采用工廠化進行集料加工，徹底顛覆了傳統(tǒng)的石料加工行業(yè)模式，這種模式不僅國內(nèi)沒有，國外也很少見，是國內(nèi)工程行業(yè)集料加工的標桿，細集料分檔技術更是填補了行業(yè)空白。
加配“佐料”大橋不怕70℃高溫
鋼結構在國內(nèi)橋梁建設中應用的比例并不高，像港珠澳大橋這樣大規(guī)模地采用鋼結構更是前所未有。但鋼橋面的鋪裝也一直是行業(yè)性難題。
從技術層面來說，鋼箱梁是大型薄壁空間結構，在荷載作用下，鋼箱梁會發(fā)生伸長、縮短、彎曲、扭轉等變形，橋面鋪裝要求具有追隨鋼箱梁一起協(xié)同變形的能力；另一方面，橋面鋪裝直接承受車輪荷載碾壓，需要抵抗車輪荷載產(chǎn)生的局部變形，還要保持外觀平整，便于行車。這種互相矛盾的需求就決定了鋼橋面鋪裝工程技術的復雜性。
據(jù)了解，港珠澳大橋管理局早在2010年就開始委托華南理工大學牽頭開展了港珠澳大橋橋梁工程鋼橋面鋪裝方案的預研究。兩年來，課題組進行了廣泛調研。設計單位、施工隊伍、國際咨詢公司等也加大技術攻關，最終提出了采用4cm厚SMA+3cm厚澆注式瀝青混凝土組合鋪裝結構體系的鋼橋面鋪裝設計方案，并在國內(nèi)首次提出了GMA澆注式瀝青新技術。
“目前國際上通用的鋪裝技術有GA、MA，前者是國內(nèi)以及德國日本普遍采用的技術，材料拌和效率高但穩(wěn)定性差，后者多為英國采用，性能穩(wěn)定但拌和效率低，GMA則是集合了這兩種技術的優(yōu)點，既能做到高效率，又能保證混合料的性能穩(wěn)定?！睏顤|來說。
按照設計要求，港珠澳大橋橋面鋪裝的使用壽命要達到15年，對材料耐高溫、抗疲勞的性能提出很高的要求。在廣東地區(qū)，橋梁橋面最高溫度大于70攝氏度，比如虎門大橋達到過72攝氏度，如何保證橋面在高溫下不變形，也是混合料研究要攻克的重要難題。楊東來表示，通過無數(shù)次混合料配合比的優(yōu)化試驗，港珠澳大橋橋面抗70攝氏度高溫是完全沒有問題的。
把控“火候”一年僅150天可施工
楊東來告訴記者，橋面鋪裝受天氣影響大，溫度太低或濕度太高都不利于鋪裝，而且整個施工過程中絕對不能出現(xiàn)降水，但偏偏南方沿海的氣候濕潤多水，一年到頭只有10月到次年1月的旱季是最合適的，365天中適合進行鋪裝施工的天氣不超過150天，所以按計劃，近期會抓緊時間進行橋面的試驗鋪裝。“我們和珠海氣象部門深度合作，施工期間，天氣預報必須精確到施工的具體區(qū)域以及3小時以內(nèi)的時段，無論是組合梁還是鋼箱梁橋面鋪裝，都是希望環(huán)境越干燥越好?！?br />
2015年12月，港珠澳大橋CB07標已經(jīng)完成營地內(nèi)試驗段鋪裝施工。100米不到的試驗段，鋪裝厚度8cm，外行人看到的只是清一色的瀝青表面，但實際上試驗段分成多塊試驗“田”，每塊“田”對應的試驗內(nèi)容不同，使用的集料配比和施工工藝的組合方案都有所區(qū)別，相應的檢驗參數(shù)都要交由專家組討論。經(jīng)歷了兩個多月的檢驗和比較，目前已經(jīng)基本確定上橋方案。
@橋博士
1問
橋面鋪裝最大的挑戰(zhàn)是什么？
楊東來（廣東長大三公司總工程師）：最大的挑戰(zhàn)是高溫挑戰(zhàn)。鋼橋面鋪裝比普通瀝青路面應具有更高的熱穩(wěn)定性，因為鋼箱梁會吸熱，箱體溫度在夏季會達到50-60攝氏度，表面會達到70攝氏度。
2問
跨海大橋是一節(jié)節(jié)拼起來的，會不會出現(xiàn)兩節(jié)連接時，發(fā)現(xiàn)橋面有偏差，接不到位的情況？
港珠澳大橋管理局：不會。港珠澳大橋鋼箱梁和組合梁安裝都有施工監(jiān)控單位，專門在設計、制造、安裝等環(huán)節(jié)進行全過程控制，確保梁的接頭線形、內(nèi)力等滿足設計要求，盡量避免出現(xiàn)偏差。
3問
跨海大橋為什么是曲線設計的，路面還有起伏？
港珠澳大橋管理局：大橋珠海、澳門側的登陸點在拱北，香港側的登陸點在機場附近，決定了大橋為西南到東北整體走向。由于香港機場對附近建筑有航空限高要求，橋位設計盡量遠離機場跑道的方向。伶仃洋上航道交錯，通航繁忙，橋梁平面走向主要考慮通航要求，盡量與各航道保持垂直，才能最大限度地確保船舶的通航安全，因此連在一起，港珠澳大橋平面設計整體呈曲線。
至于路面起伏，也就是縱面曲線，主要也是因為橋梁穿過的各主要航道的通航等級要求不同。如九洲航道的通航凈空要求為40米，江海直達船航道橋約為24米，青州航道橋約為42米，所以為滿足各航道的通航需要，大橋路面會有起伏。
解密
橋面鋪裝“牛”在哪？
港珠澳大橋的橋面鋪裝“?！痹谀?？施工單位總結了七個要點：
1中山集料工廠粗、細集料生產(chǎn)線，是目前國內(nèi)標準最高，并實現(xiàn)無塵化生產(chǎn)鋼橋面鋪裝集料的生產(chǎn)線；
2澆注式瀝青混凝土施工技術，在高溫下具有較好的流動性和施工和易性，不需碾壓即能達到規(guī)定的密實度和平整度，成型后不透水、耐凍融、耐油、抗老化，同時變形能力強，具有優(yōu)良的抗低溫開裂與抗疲勞開裂性能；
3降水臨近預報系統(tǒng)，提前預報，確保在整個鋼橋面鋪裝施工過程中不會出現(xiàn)任何降水；
4雙系統(tǒng)瀝青拌和站，實現(xiàn)SMA混合料和RA混合料的同站生產(chǎn)，避免重復建站；
5集料標準化加工技術，建立集料加工的規(guī)格分級標準以及質量驗收標準，形成成套集料加工標準體系，該技術已作為《廣東省集料加工地方規(guī)程》推廣應用；
6粘層油灑布機，取代以往人工涂刷的方式，避免人工涂刷中易出現(xiàn)的漏涂現(xiàn)象，提高涂刷效率，減少施工人員過多帶來的交叉污染；
7橋面碎石撒布機，降低了碎石撒布工人的勞動強度，提高了施工效率及碎石撒布的均勻性。
工程師日記
橋梁界翹楚云集港珠澳
入行多年數(shù)這回最興奮
江勝文（CB07標界面協(xié)調及進度負責人）
2015年9月10日，位于人工島上的港珠澳大橋CB07標項目部施工營地正式開工建設，經(jīng)過3個多月的努力，營地已經(jīng)順利完成了辦公樓、試驗樓、宿舍、食堂以及湖瀝青庫房、水穩(wěn)拌合樓的施工建設，集料堆料場鋼構和瀝青拌和樓的安裝也接近尾聲。
在整個港珠澳大橋施工體系中，橋面鋪裝是收尾工程之一，這就意味著我們會堅守到最后，能看到大橋落成的盛況，對我們來說是非常幸運的一件事。但與此同時，我們的施工也受到很多前置因素的影響，前面的橋梁基礎工程進展是否順利，直接關系到我們的開工時間。
這座人工島距離珠海陸地不到1000米，但手機信號微弱，仿佛一陣海風就能把信號吹走。明明用著珠海的手機卡，搜索到的信號卻來自澳門。好在營地里有WIFI，不然就徹底和陸地失聯(lián)了。
我在橋梁行業(yè)摸爬了七八年，去過的施工項目很多，港珠澳大橋是最令我興奮的項目。在這里見識到的都是中國橋梁界的頂尖人才，無論是設計、施工還是管理，他們都是值得我學習的行業(yè)翹楚。年底我的孩子就要出生了，今年對我來說實在是非常特別的一年。
記者手記
中山“御膳房”功成身價高
和動輒呈現(xiàn)大場面、大機器的海上吊裝等作業(yè)相比，港珠澳大橋的橋面鋪裝看似簡單，其中卻暗藏著外人意想不到的諸多玄機。
就像在烹飪一道“國宴菜”，港珠澳大橋管理局對待橋面鋪裝用何種“食材”、加多少“佐料”、取多大的“火候”等均有細致入微的要求。多種生產(chǎn)工藝及鋪裝技術的創(chuàng)新更是為國內(nèi)后續(xù)的橋梁橋面鋪裝工程開拓了新的領域，進而推動行業(yè)進步，利在千秋。
無論是鋪裝集料的生產(chǎn)工廠，還是鋪裝項目的施工營地，整齊、干凈是第一印象，在深入了解之后繼而感受到高端、高效，能夠刷新所有來訪者對鋼橋面鋪裝施工的認知——絕對不僅僅是鋪混凝土、刷瀝青那么簡單。
在記者看來，經(jīng)港珠澳大橋這一“國宴”洗禮，因大橋而生的中山集料工廠會是一大贏家。它就好比皇家宮廷“御膳房”，“鍋爐瓢盤”都已經(jīng)是頂級的，食物的烹飪流程也是最嚴格的，往后向民間開放，必能令普通食客大快朵頤。中山集料工廠本身的目標也是希望能在供應港珠澳大橋之余，輻射到整個南中國區(qū)特別是精益求精的港澳地區(qū)的專用集料供應，為國內(nèi)高端集料的加工生產(chǎn)提供示范效應。
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呂楠芳本文來源：金羊網(wǎng)-羊城晚報
