珠江口的风浪裹挟着水汽,拍打着南沙湾的岸线。“西索塔左幅T32节段开始浇筑!”7月24日,在广州市南沙区,中交二航局承建的狮子洋通道T8合同段西索塔浇筑现场一派“火热”,索塔爬升高度即将过半,已成型的塔柱矗立在风浪中,正一节节向着云层伸展。
狮子洋大桥是狮子洋通道关键控制性工程,采用主跨2180米的单跨吊双层钢桁梁悬索桥,塔高342米,是目前世界上跨径最大、塔高最高的双层钢桁梁悬索桥。中交二航局负责狮子洋大桥主桥西索塔施工、部分主缆架设、钢桁梁吊装和西高墩区引桥施工等内容。
边打桩边“下棋”,步步运筹帷幄
2023年4月10日,狮子洋大桥西索塔桩基施工正式启动。66根直径3米、深达70米的超长桩基,将如定海神针般支撑起342米高的主塔。要让地底的掘进“被看见”,项目采用的桩基施工数字孪生平台功不可没。
项目团队一进场就开始谋划“棋局推演”,面对仅有足球场大小的施工平台,钻孔桩分布紧密,还需容纳旋挖钻机等大型设备,如不提前规划,极易发生设备碰撞事件。
通过数字化平台,项目管理人员能实时监测每台钻机的施工进度,精准反算每根钻孔桩完成的时间,提前部署下一个施工点位,合理规划设备走向,有效避免设备碰撞阻碍施工。
“相邻钻孔桩不能同时作业,提前预判‘棋子’下在哪里是我们工作的关键!”项目工程部部长雷林林说。
桩基施工过程中,泥浆性能的微妙变化关乎成败。项目团队应用二航局自主研发的泥浆性能自动检测装置,实时监测泥浆性能;用混凝土浇筑液面标高检测仪取代了“人工打测绳”,以精准的数据取代了人工经验和手感。
最终,66根桩基99天便全部完成,较原定计划提前了一个半月。而且桩基检测合格率达100%,一类桩占比100%。
高空“搭积木”,讲究快准稳
狮子洋大桥西索塔采用钢板-混凝土组合结构,单个索塔由62个钢壳节段和6道钢横梁构成,钢壳节段在厂内整体组装成型,再运至施工现场整体吊装,如“搭积木”般层层叠加。
“要把‘积木’对准搭稳,我们可下了不少功夫。”项目工程部副部长周洋帆想起了去年的“纠偏”大战。
“T4节段轴线偏移接近2公分!”2024年8月,当重约150吨的T4节段落在预定位置,测量人员的数据便同步至项目和监控单位,此类超高桥塔的拼装,轴线偏差标准要求不能超过1公分。“尤其是T0-T7节段,作为索塔的‘底’,我们要求不能超过5毫米!”项目技术负责人田飞解释道。
轴线,是桥塔的理想中心线。若施工中塔柱因倾斜或扭转变形偏离轴线,可能引发混凝土开裂或钢结构疲劳破坏。西索塔的钢壳生产和现场焊接是由钢结构标段负责,二航局项目团队仅负责吊装和钢筋挤压工作,如此偏差必要从厂内算起。
项目部立即联合业主、钢结构标段和监控单位召开多方研讨会,为确保线形可控,必须对钢壳进行对位调整,同时也会导致相邻节段截面的焊缝就会拉大,焊接压力骤增。
双方僵持不下,现场被迫停工。经过多轮交涉,大家决定各退一步,项目团队放宽调节余量,钢结构标段加大焊接力度,确保节段整体偏移控制在1公分以内。经过2天的反复调位,T4节段稳稳立在了索塔上方。
同时,钢结构标段加强了预拼质量把控,在钢壳截面增设监控点位,项目测量团队也立下新规:吊装后初测、连接后复测、浇筑后终测。事实证明,严要求造就高品质,当第15节段吊装时,轴线偏差仅2毫米!
“新”基建碰上“老”工艺
在西索塔浇筑现场,20000吨米级塔吊将满载C80混凝土的料斗吊上塔顶,混凝土由分料管源源不断地输送至钢壳内。“这是我们自主研发的智能浇筑平台,项目上的独一份!”田飞笑着说。
狮子洋大桥西索塔采用C80专用混凝土,粘性很大且对温度要求很高,夏季高温期入模温度不能超过25℃。传统的泵送浇筑对温度把控不强,随着桥塔的升高,泵管无法泵送上去就很容易出现“爆管”的情况。
项目团队进场以后便着手索塔浇筑方案的设计,2023年8月,一个简易的浇筑平台1.0版被送上了足尺模型试验台,包括一个9方容量的大料斗、集料斗和分料管,需要提前将集料和分料装置吊上塔顶,用大料斗将混凝土运送至集料斗,通过分料管进行全截面浇筑。
“1.0版料斗容量太小,严重降低了我们的工效。”田飞回忆说。一节段钢壳浇筑需要近400方混凝土,仅输送料斗就要40余次,索塔越高风险越大、效率越慢,浇筑时间过长,会导致混凝土整体性变差,影响索塔的整体强度,而且料斗下方的手动闸门也存在安全隐患。
总结会上,项目团队痛定思痛,一一列举了1.0版体系存在的不足,并联合武港院进行体系优化,经过数十次设计变更,7个月后,智能浇筑平台2.0版再度问世。
“我们要把智能技术融入到传统浇筑思路中去。”田飞展示着优化设计:2个18方的大容量料斗配备了液压闸门,整体运输效率提升了4倍;分料管增设了流量控制系统和红外线精度测距仪,严格控制混凝土浇筑精度;平台装配有自动振捣机器人,可远程遥控混凝土振捣,减轻了作业压力。
在第二次足尺模型试验时,平台2.0版圆满完成了浇筑任务,并得到了业主的充分肯定,后续还邀请了其他单位交流学习。2024年9月,智能浇筑平台2.0版正式投入生产,成为项目建设的“绝佳战友”。
珠江口的风依然强劲,如今的西索塔已经突破170米,在晨曦中闪烁着银白色光芒,潮起潮落间,这座用算法与汗水共同浇筑的索塔稳稳地扎根在这里,屹立不倒!(谢楠)