不到10個月
建成228.5米高的主塔
怎么能這么快?
81層樓高的橋塔矗立在
安徽銅陵皖江岸邊
這就是不久前封頂的
G3銅陵長江公鐵大橋主塔
主塔頂端如盔甲般的巨大模架
是建設橋塔的“神器”——
世界首個9米分段智能液壓爬模
?。ê喎Q“9米爬模”)
問:“9米爬模”有什么獨特之處?
項目總工程師姚森:“它具備自動液壓脫膜、智能液壓頂升、智能混凝土養(yǎng)護等功能,如一臺精密的‘3D打印機’,能在指令下完成橋塔各個環(huán)節(jié)的施工。”
9米一節(jié)
減少工期120天
高塔建成非一日之功,需要把它分成多個小節(jié)段,通過多個輪次完成施工,主塔才能像春筍般節(jié)節(jié)長高。
爬升模板給建設者提供了空中“落腳地”,可以隨主塔長高而爬升,是高塔施工的常用工藝,而應用于G3銅陵橋的9米爬模,讓既有工藝實現了重大突破。
“以往的爬模工藝,單節(jié)混凝土施工高度都在6米以下,我們首次將單次澆筑高度提高到9米。”項目工程部長趙吉祥對比了一組數據:與傳統(tǒng)的6米節(jié)段施工相比,9米爬??蓽p少12個施工輪次,在同等帶模養(yǎng)護條件下,理論上可減少工期約120天。
快是一方面,好是另一方面,兼顧施工速度和質量是施工團隊的初衷。
在建設之初,一個問題困擾著項目施工團隊:如何解決混凝土帶模養(yǎng)護時間與提高施工效率存在的矛盾。同等帶模時間條件下,一次澆筑的節(jié)段越高,總體優(yōu)勢就更加明顯。
項目經理劉幸福提出了一個解決辦法:通過增加單個輪次的施工高度,來減少施工總輪次,以此延長混凝土帶模養(yǎng)護時間。在這種施工節(jié)奏下,如果依然保持原來的混凝土養(yǎng)護時間,總工期就會縮短。
這是一個兼顧質量和效率的巧思。
N輪技術論證
勇闖技術“無人區(qū)”
構想從生產力的層面解決了難題,可一經提出,反對意見便紛至沓來。
“以前的法子很成熟,新工藝會不會帶來風險?”
“其他單位都沒做,為啥非得‘吃螃蟹’?”
“研發(fā)新設備需要成本,節(jié)約的工期能不能補回來?”
為了驗證新工藝的可行性,項目部在前期做了大量工作。
“設備的研發(fā)提前一年便開始了,提出用于比選的方案有好幾種。”趙吉祥參與了新工藝和設備的研發(fā)過程。他回憶,中鐵大橋局在先行標階段委托一家專業(yè)廠商研發(fā),廠家派人到項目實地幾番調研,項目人員也多次赴武漢跟進廠商的生產,在雙方反復溝通和優(yōu)化下,一個成熟的方案終于誕生。
然而,爬模工藝事關重大,一旦出現意外便會造成巨大的生命財產損失,僅有方案是不夠的。
爬架與主塔相連,混凝土強度能否承受更重更大的爬架?沒有實踐經驗,誰都不放心。這種“謹小慎微”是大橋建設者一貫的風格,也是世界級橋梁安全高質量建成的保證。為了驗證主塔能否承受住9米爬模,項目部聯合廠商開展試爬試驗,確認了現有混凝土強度可以滿足模架爬升需求。
從集團層面、公司層面再到項目部層面,大橋局這個有70年建橋歷史的企業(yè)飛速運轉起來,用鋼量、安全性、同步性……一個個工藝指標被反復評估。在技術專家的研判和實驗數據的支持下,9米爬模最終被證明可行。
“基于科學的分析,我們認為大橋具備9米爬模的應用條件,哪怕有一些反對和質疑的聲音,我們也沒有遲疑和猶豫。”回憶起這一過程,項目經理劉幸福語氣堅定。
趙吉祥認為:“在許多人搖擺、彷徨時,管理團隊技術創(chuàng)新的決心從未動搖。正是這種敢為天下先、敢闖‘無人區(qū)’的精神,讓我們實現了橋梁施工的一次突破。”
最快每天長高1.5米
效率0.8米/天
經歷了多次優(yōu)化的9米爬模,智能化程度達到了前所未有的程度。
在控制柜的顯示屏上,各個面的位移值、位移差值、液壓系統(tǒng)壓力值以及風速值清晰可見;打開手機,通過云終端,用戶可以遠程看到模架運行數據及監(jiān)控視頻。哪怕不在現場,也可以實時監(jiān)測。此外,爬模還實現了自動化建造。
以自動液壓脫模系統(tǒng)為例,混凝土的成型需借助模板,形成一定強度后又必須拆除模板。
以往的脫模是一個“手工活兒”,需要工人松動斜撐,讓模板斜倒,再通過滑道實現脫模,這一過程少不了費力手搖和使用撬棍等環(huán)節(jié)。
而在全液壓自動脫模系統(tǒng)中,模板一側設置了兩層水平千斤頂,液壓系統(tǒng)會將模具與混凝土面分離,曾經費時費力的工作如今用手指操作就可以完成,極大減輕了工人負擔。
9米爬模之所以被冠以“智慧”之名,得益于其程序的自動控制。打開控制柜,不同顏色、不同功能的按鈕令人目不暇接,操作人員指尖舞動間,便可下達操作指令,實現自動化控制。
姚森以數據說明9米爬模的強大之處:天興洲橋、合福鐵路銅陵橋的主塔施工綜合效率是0.3米/天,也就是算上節(jié)假日停工時間,主塔每天可以“長高”0.3米,而在滬蘇通大橋,這個數值增長到0.5左右,到了如今的G3銅陵橋,因為有9米爬模的輔助,主塔最快每天可以長高1.5米,綜合效率達到了0.8米/天。
世界最大跨度雙層公路懸索橋——楊泗港大橋主塔高240.9米,施工綜合效率為0.74米/天,這一成績在大型橋梁主塔施工中已屬“拔尖”,而G3銅陵橋兼具斜拉橋和懸索橋特點,主塔施工必須兼顧斜拉索、主索鞍等結構,鋼筋密度大、預埋件多,同時施工過程還穿越了疫情,在這種條件下,綜合效率能接近0.8米/天,足可見大橋人技術之強。
在智能化、數字化的系統(tǒng)控制下,一節(jié)節(jié)塔柱迅速建成,將爬模托舉到更高處,在這一過程中,巍峨的橋塔便被逐漸“打印”而出。
溫差20℃以內
懂“養(yǎng)生”的建橋工藝
登上爬模設施,可以看到在爬架和塔柱之間,水霧彌散而出,水珠點點滴落。
這是大橋在“蒸桑拿”嗎?
“爬模有混凝土智能養(yǎng)護系統(tǒng),可實現夏季造霧養(yǎng)護、冬季蒸汽養(yǎng)護。”現場技術員潘萌笑著給出答案。
主塔施工穿越冬夏,如果環(huán)境與混凝土溫差過大或濕度不足,就會導致出現混凝土開裂等問題。
9米爬模配置的養(yǎng)護系統(tǒng)就像“加濕器”,既能保證濕度,也可以控制溫度。
通過布設溫濕度監(jiān)測元件,可以進行實時測溫,自動調整指令,確?;炷羶韧鉁夭钤?0℃以內。
9米爬模的“養(yǎng)生之道”不止于此,它還披上了一體化的“鎧甲”。
以往6米爬模是由多榀模架拼成,在轉角處、模架之間存在許多連接點;而9米爬模只有5個架體,覆蓋了拐角,架體與架體之間用伸縮段連接,爬模的抗彎剛度更強。
“如果說傳統(tǒng)爬模是許多布料拼接成的‘外套’,那么9米爬模就是5大塊外殼組裝成的‘鎧甲’,其同步性與穩(wěn)定性大大提升。”作為3號墩技術負責人,潘萌如此比喻。
以往的爬模由每個油泵控制一個頂升機位,各個千斤頂之間“各自為戰(zhàn)”,爬升過程中不可避免會晃動。
9米爬模將原來的頂升機位減少了一半,并且全部千斤頂由一臺油泵控制,實現了同步操控,并且配備了傳感裝置,可以對各個千斤頂的位移值進行監(jiān)測,避免爬升中出現意外。
回顧爬模工藝的“進化史”,一開始它只是施工平臺,絕大多數環(huán)節(jié)都依靠人力和機械,如今的爬模不僅澆筑節(jié)段更長,智能化程度也更高。
“在天興洲大橋的建設中,大橋局將爬模單節(jié)澆筑高度從4.5米突破到6米,在G3銅陵橋,我們將爬模高度提升至9米,又一次引領了技術突破。”姚森的話語中充滿自豪。
在G3銅陵橋已經封頂的主塔上,9米爬模不復往日喧囂,它靜靜沐浴在陽光中,向世人展示著自己的建設成果。