舳艫千里，人暢其行，貨暢其流。近年來，西部陸海新通道建設(shè)取得顯著成效。大風(fēng)江大橋是蘭州至海口高速公路廣西欽州至北海段改擴(kuò)建工程建設(shè)的關(guān)鍵工程之一，全長166.2米。盡管長度不長，但它卻是建設(shè)的一大重點(diǎn)、難點(diǎn)工程，并且憑借其在質(zhì)量和創(chuàng)新方面的成果，拿下了全國“優(yōu)路杯”BIM技術(shù)大賽銀獎、中國施工企業(yè)管理協(xié)會工程建造微創(chuàng)新技術(shù)大賽三等獎、廣西鋼結(jié)構(gòu)金獎等多個獎項(xiàng)。“百米橋鋼鐵志”，這座橋究竟有何獨(dú)特之處？讓我們一起回顧橋梁建設(shè)歷程。
大風(fēng)江大橋 雷燕霞/攝
“摸著石頭過河”
與新建高速公路施工不同，在改擴(kuò)建高速施工中，保暢通是頭等大事。欽北高速是北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)通往廣東最主要的陸路通道，客流量極大，這也給交通導(dǎo)改增加了難度，必須要壓縮施工作業(yè)空間，盡可能讓出車道保證車輛正常通行。加上大風(fēng)江大橋上跨北部灣支流水系，施工期通航安全維護(hù)及生態(tài)環(huán)境保護(hù)壓力大。基于上述情形，拱橋施工常用的纜索吊裝施工方法基本上“無地施展”，選取哪種施工方法因地制宜建造鋼箱拱橋，準(zhǔn)確把控鋼結(jié)構(gòu)安裝精度，成為大風(fēng)江大橋建設(shè)團(tuán)隊(duì)首要思考的難題。
大風(fēng)江大橋施工作業(yè)面有限 陳思迪/攝
“第一次接觸這種橋型，大家都是摸著石頭過河，但我們相信方法總比困難多。”項(xiàng)目常務(wù)副總工程師班鈺鎮(zhèn)說道。缺乏鋼箱拱橋建造經(jīng)驗(yàn)，就沉下心查閱國家規(guī)范，多方學(xué)習(xí)借鑒同行經(jīng)驗(yàn)、請教業(yè)內(nèi)專家學(xué)者。歷經(jīng)反復(fù)修改、打磨，大風(fēng)江大橋建設(shè)團(tuán)隊(duì)編制出了施工組織設(shè)計(jì)方案初稿，決定自主創(chuàng)新研究下承式鋼箱拱橋支架原位拼裝法施工技術(shù)，采取“先梁后拱”再進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換的方式實(shí)現(xiàn)橋梁整體結(jié)構(gòu)受力穩(wěn)定，并在設(shè)計(jì)階段做到了對鋼結(jié)構(gòu)安裝精度、合理優(yōu)化結(jié)構(gòu)及明確受力分析等設(shè)計(jì)重難點(diǎn)的把控。
大風(fēng)江大橋技術(shù)研討會
下承式鋼箱拱橋支架原位拼裝法對施工作業(yè)空間要求不高，搭設(shè)水上鋼平臺與鋼棧橋施工工藝相同，對于作業(yè)空間受限制的下承式系列鋼拱橋具有較好的適用性，在進(jìn)行原位拼裝的同時，可以達(dá)到與纜索吊裝施工方法同樣的拼裝精度，且不用布置復(fù)雜的吊裝、扣掛系統(tǒng)，施工速度整體較快，對生態(tài)環(huán)境影響較小，一舉多得地解決了橋梁建設(shè)難題。
下承式鋼箱拱橋格構(gòu)梁原位拼裝法施工工藝應(yīng)用 陳思迪/攝
“每次創(chuàng)新突破都是進(jìn)步”
大橋主橋?yàn)?20米的下承式剛架系桿鋼箱拱橋，主體鋼結(jié)構(gòu)用鋼量達(dá)2130.8噸。從水上鋼平臺搭建，到鋼格構(gòu)梁安裝焊接，再到鋼箱拱肋吊裝合龍，總共需要234根鋼管樁、491噸貝雷梁、516個鋼墊塊、90個鋼格構(gòu)梁單元、18節(jié)主拱肋、5節(jié)橫撐等鋼材。鋼結(jié)構(gòu)需求量大、種類多，而每種鋼材都具有“獨(dú)特個性”，需要摸清“脾性”精準(zhǔn)應(yīng)對，才能讓它們握手言和，攜手維護(hù)“江湖穩(wěn)定”。擺在建設(shè)團(tuán)隊(duì)面前的四大施工痛點(diǎn)隨之而來——鋼平臺貝雷架組件模數(shù)與格構(gòu)梁節(jié)點(diǎn)相適應(yīng)、格構(gòu)梁安裝精確就位、格構(gòu)梁高程精確調(diào)節(jié)、有限作業(yè)空間鋼平臺拆除移動等。
大風(fēng)江大橋鋼結(jié)構(gòu)組成部分
大風(fēng)江大橋建設(shè)團(tuán)隊(duì)采用鋼結(jié)構(gòu)智能監(jiān)測技術(shù)，在大風(fēng)江大橋鋼格構(gòu)梁安裝過程中使用自動測量機(jī)器人實(shí)時跟蹤定位，自動計(jì)算坐標(biāo)，及時進(jìn)行糾偏、校正，并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際研究設(shè)計(jì)出一種格構(gòu)梁精確就位裝置和一種免堆載預(yù)壓拱橋支架原位拼裝裝置，實(shí)現(xiàn)格構(gòu)梁平面位置及高程的精確安裝，提高了橋梁結(jié)構(gòu)耐久性。
格構(gòu)梁精確調(diào)節(jié)裝置 胡立楷/攝
為解決傳統(tǒng)貝雷梁加強(qiáng)腹桿脫空問題，大風(fēng)江大橋建設(shè)團(tuán)隊(duì)對貝雷梁組件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，發(fā)明K形區(qū)加強(qiáng)腹桿，形成可調(diào)節(jié)長度加強(qiáng)腹桿的全寬度布置，保證貝雷梁整體結(jié)構(gòu)安全。此外，針對大風(fēng)江大橋水上鋼平臺有限空間下的拆除問題，大風(fēng)江大橋建設(shè)團(tuán)隊(duì)還研究設(shè)計(jì)一種鋼管樁水上平移裝置和一種貝雷梁平移裝置，使水上鋼平臺所用鋼管樁、貝雷梁組件在有限空間內(nèi)順利移動。
貝雷梁組件在有限空間內(nèi)平移裝置
“有痛點(diǎn)就有創(chuàng)新點(diǎn)，每次創(chuàng)新突破都是進(jìn)步。”作為在欽北改擴(kuò)建1-1分部成長起來的青年技術(shù)骨干，當(dāng)時在項(xiàng)目擔(dān)任副總工程師的胡立楷心里十分堅(jiān)定。此外，大風(fēng)江大橋建設(shè)團(tuán)隊(duì)深入運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行數(shù)字賦能，在大橋設(shè)計(jì)校核、深化出圖、模型出量、工藝模擬、三維校驗(yàn)、數(shù)字預(yù)拼裝及智能建造等方面進(jìn)行了應(yīng)用實(shí)踐，并在“廣西路建·新匠坊”中開設(shè)專門區(qū)域進(jìn)行實(shí)踐成果展示。
項(xiàng)目技術(shù)人員進(jìn)行大風(fēng)江大橋結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件模擬 陳思迪/攝
大風(fēng)江大橋沙盤模型 陳思迪/攝
“一毫一厘都馬虎不得”
拱肋合龍是大風(fēng)江大橋受力體系轉(zhuǎn)換的重要前提，對橋梁建設(shè)具有里程碑式意義。大風(fēng)江大橋鋼箱拱由廣西路建集團(tuán)直屬企業(yè)宏嘉公司加工制作，在預(yù)拼合格后運(yùn)往現(xiàn)場安裝。合龍段主橋鋼箱拱采用2臺橋面吊機(jī)同時起吊，最大起吊重量約49.2噸，“這相當(dāng)于同時把30輛小汽車吊起到30米高空”，項(xiàng)目副總工程師陶小磊說道。
大風(fēng)江大橋合龍 陳思迪/攝
由于合龍對環(huán)境和精度要求高，大風(fēng)江大橋建設(shè)團(tuán)隊(duì)使用測量機(jī)器人對拱肋合龍口進(jìn)行連續(xù)24小時變形觀測，從環(huán)境溫度、拱肋頂面溫度等溫度變化中考慮合龍口變形影響。測量人員反復(fù)測試采集數(shù)據(jù)，運(yùn)用BIM技術(shù)多次虛擬拼裝，優(yōu)化工序銜接，排查安全風(fēng)險，最后將合龍時機(jī)選擇在高程、軸線變化穩(wěn)定，溫度穩(wěn)定且接近設(shè)計(jì)值的時段。吊裝過程中，大風(fēng)江大橋建設(shè)團(tuán)隊(duì)利用測量機(jī)器人全過程動態(tài)監(jiān)測，及時復(fù)核吊裝位置，確保了安裝精度，順利完成主橋拱肋合龍。
經(jīng)專業(yè)檢測，大風(fēng)江大橋主橋整體軸線偏差不大于6毫米，高程偏差不大于4毫米，遠(yuǎn)優(yōu)于整體軸線偏差不大于20毫米，高程偏差不大于40毫米的業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。
項(xiàng)目技術(shù)人員在施工現(xiàn)場指導(dǎo) 董安雪/攝
“建一座大橋需要細(xì)心、細(xì)致，一毫一厘都馬虎不得。”項(xiàng)目人員常把這句話掛在嘴邊。細(xì)致，在鋼箱拱合龍中體現(xiàn)為精準(zhǔn)，在鋼結(jié)構(gòu)焊接中體現(xiàn)為嚴(yán)格。大風(fēng)江大橋主拱肋鋼板厚度為26毫米，采用多絲埋弧焊技術(shù)進(jìn)行精密焊接，焊接質(zhì)量影響拱肋整體受力性能和承載能力。施工中，大風(fēng)江大橋建設(shè)團(tuán)隊(duì)和宏嘉公司密切協(xié)作，嚴(yán)格加強(qiáng)鋼板焊接質(zhì)量管理，嚴(yán)控焊接工藝評定和作業(yè)指導(dǎo)，提前對焊接隊(duì)伍進(jìn)行安全技術(shù)交底，及時調(diào)整不同部位焊縫形式，明確焊接順序，確保大風(fēng)江大橋的工程質(zhì)量和工期實(shí)現(xiàn)又好又快。
大風(fēng)江大橋合龍 陳思迪/攝
依托大風(fēng)江大橋建設(shè)，一系列成果榮譽(yù)接踵而至：發(fā)明專利2項(xiàng)、實(shí)用新型專利5項(xiàng)、外觀設(shè)計(jì)專利1項(xiàng)；發(fā)表中文核心期刊論文3篇；建設(shè)項(xiàng)目欽北改擴(kuò)建1-1分部榮獲“廣西工人先鋒號”稱號、獲評廣西建筑業(yè)綠色施工示范工程；大風(fēng)江大橋管理班組獲評廣西壯族自治區(qū)質(zhì)量信得過班組、全國質(zhì)量信得過班組成果等榮譽(yù)。
欽北1-1分部榮獲多項(xiàng)榮譽(yù)
臥波長虹上，車來車往，貨暢其流，人們沿著這條西部陸路通道向海而馳，奔赴新程。擴(kuò)容升級后的欽北改擴(kuò)建高速也成為廣西對接?xùn)|盟的陸海新通道和粵港澳大灣區(qū)的最便利通道之一，有效提高了南寧至北海高速公路的運(yùn)輸能力，解決了道路擁堵問題。
大風(fēng)江大橋 陳思迪/攝