強國號發(fā)布內容 中國建材報 2021-08-08
作者：閻友華 張政 陳斌
一艘艘巨型貨輪穿梭而過，巨大的塔柱在海上形成狹長的倒影。8月7日，中交二航局深中通道項目伶仃洋大橋施工現場一片繁忙。
作為超級工程深（圳）中（山）通道的控制性工程，伶仃洋大橋是世界上最大跨徑的海中懸索橋。該橋全長2826米，主跨達1666米，東西引橋墩柱和主塔、錨碇在海上串聯(lián)成一條美麗的弧線。該橋270米高的東索塔，是全球最高海中橋塔。
伶仃洋大橋工程緊鄰繁忙的伶仃洋航道，建設者們面臨著高溫、臺風、浪涌等復雜施工條件。面對上述一系列挑戰(zhàn)，巍然矗立的東索塔是如何建成的呢？借助視頻和圖片資料，中交二航局深中通道項目負責人向記者詳細介紹了伶仃洋大橋東主塔的建造全過程。
智能化組裝“大塊頭”鋼筋部品
“看準了，下放！”在東索塔最后一節(jié)鋼筋籠吊裝現場，一個長14.7米、寬7米、高6米的鋼筋彎折網片，在吊車操控下慢慢在空中旋轉、翻身，平穩(wěn)地“站立”在存放區(qū)……它正等待著與其它三個“同胞兄弟”組成一個重達63噸的八邊形鋼筋部品，隨后“大塊頭”鋼筋組合體將在伶仃洋大橋最后一節(jié)塔柱上“安家”。這是今年6月初東主塔施工時，項目部拍攝的一段小視頻。
時間回溯到2018年，伶仃洋大橋剛剛開建，東索塔共劃分為48個節(jié)段，上細下粗，截面呈八邊寶石形，每節(jié)段斷面尺寸均不相同。在傳統(tǒng)作業(yè)中，橋塔鋼筋施工一般需要工人爬到高空將一根根鋼筋進行綁扎。而在伶仃洋大橋，若采用傳統(tǒng)方式，則高空作業(yè)安全風險、精度控制以及施工進度將會充滿挑戰(zhàn)。這讓大家心中愁云密布。
“現在國內外混凝土工業(yè)化生產技術應用已經很成熟了，但鋼筋部品的工業(yè)化建造技術一直還是空白。”2018年末，中交二航局大新型裝備研發(fā)與智能化學科首席專家楊秀禮提出一個技術難題，同時也提出初步解決思路：“要是能有一種鋼筋自動機械化成型流水線，實現工業(yè)流水線生產，效率必然大幅提高。就像制作樁基鋼筋籠一樣，將塔柱鋼筋通過工業(yè)化制作成部品，然后整體吊裝。我覺得這個方案可行！”
經調研發(fā)現，國內外在空間鋼筋網片機械化生產方面無案例可尋，一切都要從頭開始。經過大大小小幾十次試驗，一套集鋼筋機械化無人下料、三向機械卡位尋點焊接、空間立體彎折于一體的鋼筋網片柔性制作生產線呈現在大家面前。
伴隨著“滴滴”聲，TD6000-30鋼筋網片柔性制作生產線正式啟動。該生產線采用了中交二航局自主研發(fā)的國內首臺超高混凝土橋塔鋼筋部品柔性制造成型專用裝備。這些粗細不同的鋼筋經過六大工序：箍筋無損耗下料、主筋無人布料、一次平面彎折、網片自動焊接、二次立體彎折、網片翻身立起，變成空間網片，形成鋼筋部品基礎。鋼筋網片被運輸到水上平臺，在鋼筋部品成型胎架內進行組拼，穿插拉鉤筋并連接鋼筋網片，最終成型的鋼筋部品由塔吊整體吊上橋塔并快速對接，所有工序一氣呵成。
經過兩個月奮戰(zhàn)，生產線終于穩(wěn)定生產。一根根鋼筋在流水線中“乖乖排列”，成為一張張井然有序的鋼筋網片。平面鋼筋網片尺寸長約20米、寬6米，立體彎折成型后單張最大尺寸長14.7米、寬7米、高6米，重量近11噸，是名副其實的“大塊頭”。
“大塊頭”的超高混凝土橋塔鋼筋部品附帶的智能柔性制造技術與裝備給項目施工帶來巨大變化——塔柱建造突破性地實現4天完成6米節(jié)段，相比傳統(tǒng)工藝塔柱建造速度提升40%至50%，塔柱鋼筋建造高空作業(yè)人員減少了近七成。
在200米高空建“移動工廠”
伶仃洋大橋施工區(qū)域屬南亞熱帶海洋性季風氣候區(qū)，每年侵襲珠江口水域的臺風數量約4到6個。面臨復雜環(huán)境，在索塔采用混凝土現澆工藝的大前提下，傳統(tǒng)設備在效率、品質、勞動強度和安全風險管控方面都難以與建設目標相匹配。
針對傳統(tǒng)施工設備存在的效率低的問題，中交二航局項目團隊從自動造樓機上找到了靈感。研發(fā)人員多次出差實地考察，結合橋梁混凝土高塔建設中的施工需求，在2018年10月正式提出使用一體化智能筑塔機的建設方案。
“我們要將高空現場打造為‘豎向移動工廠’，就是研發(fā)一種集鋼筋部品加工與安裝、混凝土布料、振搗、養(yǎng)護、智能監(jiān)控等于一體的可移動設備。”項目部現場技術總負責人肖文福說。
那么，如何將“豎向移動工廠”理念付諸實施呢？
“我們和20多個技術中心的小伙子通宵達旦干了兩個月，初步方案圖紙就有30多頁。”隨著對各項功能、部件的優(yōu)化調試，一體化智能筑塔機設計方案經歷一次次大改。肖文福印象最深的一次是通過對很多工人和技術員調研后發(fā)現，建設這種超高主塔上下一次耗時久，很多人為減少上下次數，干脆就不喝水、不上廁所，休息時也是懸在高空中，很沒有安全感。
肖文福認為，一體化智能筑塔機擁有較大的操作平臺，像這種問題是可以想辦法解決的，但平臺上設備眾多，增設新的功能區(qū)可謂“牽一發(fā)而動全身”。
“能考慮到的問題就盡量全部解決。”肖文福下定決心，在筑塔機上增設了衛(wèi)生間、臨時休息區(qū)和緊急逃生通道，并安裝一個可伸縮平臺，供工人遮風擋雨。
從研發(fā)、加工制造到拼裝成型，一體化智能筑塔設備及成套建造技術的完成歷時一年零五個月。2020年1月8日，筑塔機在伶仃洋大橋完成多工況下的工藝試驗并成功投入使用。深中通道東索塔也成為全球首次采用此項技術的混凝土橋塔。
筑塔機主要由爬升系統(tǒng)、架體結構、布料系統(tǒng)、養(yǎng)護系統(tǒng)、模板系統(tǒng)等八部分組成，整體由4組架體組成，高26.7米，沿架體高度方向分別設置作業(yè)、養(yǎng)護及修復平臺共8層。其爬升作業(yè)由大行程液壓油缸提供動力，單個油缸頂升能力達100噸且可在各方向調節(jié)角度，能夠適應塔肢在不同高度上的線形變化。
中交二航局深中通道項目部常務副總工劉建波說：“這套設備將人、機、料、物、法、環(huán)等要素進行了全方位統(tǒng)籌，使塔柱每天爬升速度相比傳統(tǒng)工藝提高1.5倍。智能養(yǎng)護系統(tǒng)還使混凝土達到工廠內標準化養(yǎng)護條件，且無收縮裂紋，塔柱外觀質量比傳統(tǒng)施工更好。”
為控制橋塔混凝土質量，中交二航局項目團隊還采用水泥專用庫、為混凝土加冰、給拌合站混凝土罐穿“遮光防曬服”、給罐車穿保溫罩等多種措施，有效控制了混凝土入模質量。
據悉，目前深中通道建設正在全力加快進度，伶仃洋大橋錨體施工正在加緊步伐，上部結構貓道鋪設、主纜架設也已著手前期準備工作。
責任編輯：張玲玲 張文齋 張健 張亞楠 王怡潔