创新|攻坚与蜕变——搭起创新的桥梁

发布日期:2019-04-15 发布来源:中交第三航务工程局有限公司 浏览量:4864

  满足设计寿命120年,这是每一个港珠澳大桥建设者的使命。在东人工岛非通航孔桥建设中,建设者们秉承“创新 超越”的价值理念,以创新模板工艺和浇筑方式,实现箱梁质量不断提升,施工工效不断提高。

  东人工岛非通航孔桥全长380余米,主梁为双幅两联设计,为现浇混凝土预应力连续箱梁。箱梁平面位置处在5500m的大圆弧上,且左右幅不对称,又受匝道影响桥面变宽,受桥面横坡影响桥断面上变高,纵向二联又从三箱室变为两箱室,给施工带来了极大难度。

  模板工艺的创新——攻坚

  2014年1月,随着箱梁右幅第二联第一施工段支架搭设完成,Ⅱ工区拉开了现浇箱梁施工的序幕。作为首件典型施工,其能否顺利并为后续施工提供指导的重要性不言而喻,但难度也可想而知。

  曲与变的难题。由于主梁采用变宽设计,且左右幅不对称,因此需要采用现浇的工艺,这给箱梁总体方案特别是模板工艺带来极大挑战,“桥受轴线和匝道的影响,桥的平曲变化和桥型的变高变宽给施工特别是模板设计带来很大的难度,断面在变,定型模板就无法采用,”Ⅱ工区项目部总工赵辉指出。“通俗的讲,就是模板是直的,但桥是曲线走向的,怎么让直的东西变成曲的;而桥的宽度和横向坡度是不断在变化的,如果模板是固定不变的,显然不能满足这样的设计要求,就算满足了,但成本太高。”

  钢与木的结合。为了解决此难题,工区先后多次召开专题研讨会选择方案,参考国内桥梁施工的成功案例 ,与业主、设计、总部、三航局等各方多次沟通,对比了各种模板方案,但最终却在钢模板与木模板之间徘徊不定。因为钢模板无法周转使用,在成本上没有优势;传统木模体系,无法满足设计中的大尺寸和弧形段的处理。那么,既然两种模板都各有利弊,如果采用两者结合的新型移动可调节钢木结合框架模板是不是能扬长避短?发挥一加一等于甚至大于二的功效呢?

  以直代曲和以动应变。工区根据这个设想,进行了技术攻关,最终设计了钢木结构相结合、可调节、可移动的定型模板。该模板工艺充分实现了模板的周转使用和满足箱梁截面变化。一方面由箱梁外模和翼缘板底模形成一个整体的移动模板单元,每个移动单元支架通过预留30厘米的模板作为拼缝,通过以直代曲,适应箱梁的弧线变化。“以直代曲,形象的讲就是把曲线分成若干段,分割出来的曲线再通过若干的小直线通过拼缝连接实现”,赵辉说。另一方面,每个外模移动单元支架通过三个不同位置的斜撑调节,以适应箱梁纵向坡度变化;在内模支持体系中,采用可调节对撑杆以适应空腔宽度变化。“过去模板是定型的,我们对它进行改进,使它既可以移动,也可以调节,这样就可以循环适应箱梁的宽度和坡度的变化”,赵辉说。

  为了确保改进后的模板施工万无一失,Ⅱ工区本着科学严谨的态度,进行了模型试验。“这个实验模型意义重大,所以,我们在浇筑时,就像在浇筑箱梁一样认真”,Ⅱ工区项目总工赵辉说。在试验过程中,Ⅱ工区严格按照既定方案进行模板拼装及钢筋绑扎,对不同模板加固体系进行验证,确保混凝土浇筑过程中支架安全稳固。同时,作业班组按照规范进行操作,加强浇筑的过程监控和记录,注重资料收集、整理和分析。最终试验结果证明此套钢木结合框架模板系统是可行的,无论是模板的强度、刚度,还是稳定性都满足施工要求,可以说是最佳方案。“这是因为钢木结构质量轻便,便于移动和调节,在保证施工精度的同时又能重复利用,不仅确保质量,还节约成本”。

  最终,实践验证了一切,证明了Ⅱ工区的创新是有效的。经过70多天的攻坚,2014年4月21日,Ⅱ工区顺利完成东人工岛非通航孔桥首跨箱梁混凝土浇筑,从浇筑结果显示,无论是浇筑过程还是混凝土质量,都达到了预期效果,得到了各方的高度认可。通过创新,东人工岛非通航孔桥首件典型施工能够有效指导后续箱梁施工。

  浇筑工艺的创新——蜕变

  创新一直在路上,这是港珠澳大桥建设者始终秉承的理念。在典型施工的有效指导下,Ⅱ工顺利推进非通航孔桥第二联箱梁施工。但为了确保120年的设计寿命,Ⅱ工区并不满足取得的现有成绩,不断超越自己,希望能够在总结前期施工经验的基础上,通过优化工艺,进一步提升箱梁质量。

  全断面的构想。在第一跨箱梁施工时,Ⅱ工区都是采用典型施工时确定的两次混凝土浇筑施工工艺,即第一次浇筑底板和腹板,第二次浇筑顶板和翼缘板。但工区在施工总结中发现,箱梁浇筑分2次进行,存在水平施工缝,影响箱梁表观质量。那么如果一次性浇筑是不是能解决这些问题,提升箱梁质量?于是“全断面一次浇筑”的大胆想法就这么产生了,所谓的全断面一次性浇筑,就是整跨箱梁一次性浇筑成型,这对工艺的改进,人员设备的安排都提出了挑战。“虽然有困难、有压力,但经过前期3跨箱梁的施工,我们有能力也有信心实现一次浇筑成型”,工区常务副经理刘海青在会上表态。

  二次变成一次。为了能够让这个想法变成现实,Ⅱ工区统筹优秀技术人才进行攻关,并结合前期施工的经验,快速编制出了施工方案,并邀请主业、监理、项目部总部及设计单位的专家进行现场指导,经过不断细化和多方论证,证明此方案是可行的。“此方案提出的施工工艺改进,关键在于模板拼装和混凝土浇筑工艺的改进”,工区现场施工负责人介绍道。于是,工区重新改变模板拼装和混凝土浇筑工艺。在模板拼装上,实行内模整体拼装,最后安装顶板模板。在混凝土浇筑工艺改进上,则采用整个箱梁断面一次浇筑完成及养护方式,通过分层、分节的阶梯式浇筑,有序推进整个浇筑过程。

  每一跨都是第一跨。施工方案确定后,如何保证现场作业有序开展就成为重中之重。“采用一次性浇筑成型方案,给施工带来最大的挑战就是怎么样确保混凝土浇筑时模板的稳定性。”项目总工赵辉介绍说。为了保证首次全断面一次混凝土浇筑的圆满实施,工区事先做好充分的准备工作,坚持“每一跨都是第一跨”的理念,多次组织召开工前技术交底会,仔细分析混凝土浇筑可能出现的情况,对人员安排、浇筑顺序、振捣细节进行了周密部署,并对箱梁钢筋、模板、预埋件及整个支撑体系进行严格验收。“多一遍检查就给质量多上了一道保险,把隐患在浇筑前排除掉,浇筑才能顺利进行”,这是现场质检负责人在现场检查中说得最多的一句话。

  2014年9月28日,东人工岛非通航孔桥一次性浇筑成型首战告捷。工区再接再厉,一次性浇筑成型已浇筑完成6跨箱梁。一次性浇筑成型后的箱梁,消除腹板水平施工缝,箱梁质量得到提升。管理局、总监办、驻地办及项目总经理部对东人工岛非通航孔桥箱梁质量高度赞扬。在后续施工中,Ⅱ工区逐渐积累一次性浇筑经验,在质量严控下,甚至实现了一个月浇筑两跨箱梁的施工进度,这在过去是想都不敢想的,这正是“创新 超越”价值理念的体现。

  目前,东人工岛非通航孔桥14跨箱梁已浇筑完成12跨,但创新和超越的脚步在东人工岛上却永不停止,创新的思维和理念将贯穿整个东人工岛工程建设,就像施工中的桥一样,将不断延伸到东人工岛的各个角落,延伸到远方。

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