強(qiáng)國號(hào)發(fā)布內(nèi)容 中國建材報(bào) 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(xiàng)目伶仃洋大橋施工現(xiàn)場一片繁忙。
作為超級(jí)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(dá)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(shè)者們面臨著高溫、臺(tái)風(fēng)、浪涌等復(fù)雜施工條件。面對(duì)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(xiàng)目負(fù)責(zé)人向記者詳細(xì)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(zhǔn)了，下放！”在東索塔最后一節(jié)鋼筋籠吊裝現(xiàn)場，一個(gè)長14.7米、寬7米、高6米的鋼筋彎折網(wǎng)片，在吊車操控下慢慢在空中旋轉(zhuǎn)、翻身，平穩(wěn)地“站立”在存放區(qū)……它正等待著與其它三個(gè)“同胞兄弟”組成一個(gè)重達(dá)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(shí)，項(xiàng)目部拍攝的一段小視頻。
時(shí)間回溯到2018年，伶仃洋大橋剛剛開建，東索塔共劃分為48個(gè)節(jié)段，上細(xì)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(jìn)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(fēng)險(xiǎn)、精度控制以及施工進(jìn)度將會(huì)充滿挑戰(zhàn)。這讓大家心中愁云密布。
“現(xiàn)在國內(nèi)外混凝土工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)很成熟了，但鋼筋部品的工業(yè)化建造技術(shù)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(xué)科首席專家楊秀禮提出一個(gè)技術(shù)難題，同時(shí)也提出初步解決思路：“要是能有一種鋼筋自動(dòng)機(jī)械化成型流水線，實(shí)現(xiàn)工業(yè)流水線生產(chǎn)，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(gè)方案可行！”
經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)外在空間鋼筋網(wǎng)片機(jī)械化生產(chǎn)方面無案例可尋，一切都要從頭開始。經(jīng)過大大小小幾十次試驗(yàn)，一套集鋼筋機(jī)械化無人下料、三向機(jī)械卡位尋點(diǎn)焊接、空間立體彎折于一體的鋼筋網(wǎng)片柔性制作生產(chǎn)線呈現(xiàn)在大家面前。
伴隨著“滴滴”聲，TD6000-30鋼筋網(wǎng)片柔性制作生產(chǎn)線正式啟動(dòng)。該生產(chǎn)線采用了中交二航局自主研發(fā)的國內(nèi)首臺(tái)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(xì)不同的鋼筋經(jīng)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(wǎng)片自動(dòng)焊接、二次立體彎折、網(wǎng)片翻身立起，變成空間網(wǎng)片，形成鋼筋部品基礎(chǔ)。鋼筋網(wǎng)片被運(yùn)輸?shù)剿掀脚_(tái)，在鋼筋部品成型胎架內(nèi)進(jìn)行組拼，穿插拉鉤筋并連接鋼筋網(wǎng)片，最終成型的鋼筋部品由塔吊整體吊上橋塔并快速對(duì)接，所有工序一氣呵成。
經(jīng)過兩個(gè)月奮戰(zhàn)，生產(chǎn)線終于穩(wěn)定生產(chǎn)。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(wǎng)片。平面鋼筋網(wǎng)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(shí)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(shù)與裝備給項(xiàng)目施工帶來巨大變化——塔柱建造突破性地實(shí)現(xiàn)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(dòng)工廠”
伶仃洋大橋施工區(qū)域?qū)倌蟻啛釒ШＱ笮约撅L(fēng)氣候區(qū)，每年侵襲珠江口水域的臺(tái)風(fēng)數(shù)量約4到6個(gè)。面臨復(fù)雜環(huán)境，在索塔采用混凝土現(xiàn)澆工藝的大前提下，傳統(tǒng)設(shè)備在效率、品質(zhì)、勞動(dòng)強(qiáng)度和安全風(fēng)險(xiǎn)管控方面都難以與建設(shè)目標(biāo)相匹配。
針對(duì)傳統(tǒng)施工設(shè)備存在的效率低的問題，中交二航局項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)從自動(dòng)造樓機(jī)上找到了靈感。研發(fā)人員多次出差實(shí)地考察，結(jié)合橋梁混凝土高塔建設(shè)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(jī)的建設(shè)方案。
“我們要將高空現(xiàn)場打造為‘豎向移動(dòng)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(hù)、智能監(jiān)控等于一體的可移動(dòng)設(shè)備。”項(xiàng)目部現(xiàn)場技術(shù)總負(fù)責(zé)人肖文福說。
那么，如何將“豎向移動(dòng)工廠”理念付諸實(shí)施呢？
“我們和20多個(gè)技術(shù)中心的小伙子通宵達(dá)旦干了兩個(gè)月，初步方案圖紙就有30多頁。”隨著對(duì)各項(xiàng)功能、部件的優(yōu)化調(diào)試，一體化智能筑塔機(jī)設(shè)計(jì)方案經(jīng)歷一次次大改。肖文福印象最深的一次是通過對(duì)很多工人和技術(shù)員調(diào)研后發(fā)現(xiàn)，建設(shè)這種超高主塔上下一次耗時(shí)久，很多人為減少上下次數(shù)，干脆就不喝水、不上廁所，休息時(shí)也是懸在高空中，很沒有安全感。
肖文福認(rèn)為，一體化智能筑塔機(jī)擁有較大的操作平臺(tái)，像這種問題是可以想辦法解決的，但平臺(tái)上設(shè)備眾多，增設(shè)新的功能區(qū)可謂“牽一發(fā)而動(dòng)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(jī)上增設(shè)了衛(wèi)生間、臨時(shí)休息區(qū)和緊急逃生通道，并安裝一個(gè)可伸縮平臺(tái)，供工人遮風(fēng)擋雨。
從研發(fā)、加工制造到拼裝成型，一體化智能筑塔設(shè)備及成套建造技術(shù)的完成歷時(shí)一年零五個(gè)月。2020年1月8日，筑塔機(jī)在伶仃洋大橋完成多工況下的工藝試驗(yàn)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(xiàng)技術(shù)的混凝土橋塔。
筑塔機(jī)主要由爬升系統(tǒng)、架體結(jié)構(gòu)、布料系統(tǒng)、養(yǎng)護(hù)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(shè)置作業(yè)、養(yǎng)護(hù)及修復(fù)平臺(tái)共8層。其爬升作業(yè)由大行程液壓油缸提供動(dòng)力，單個(gè)油缸頂升能力達(dá)100噸且可在各方向調(diào)節(jié)角度，能夠適應(yīng)塔肢在不同高度上的線形變化。
中交二航局深中通道項(xiàng)目部常務(wù)副總工劉建波說：“這套設(shè)備將人、機(jī)、料、物、法、環(huán)等要素進(jìn)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(hù)系統(tǒng)還使混凝土達(dá)到工廠內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化養(yǎng)護(hù)條件，且無收縮裂紋，塔柱外觀質(zhì)量比傳統(tǒng)施工更好。”
為控制橋塔混凝土質(zhì)量，中交二航局項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)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(zhì)量。
據(jù)悉，目前深中通道建設(shè)正在全力加快進(jìn)度，伶仃洋大橋錨體施工正在加緊步伐，上部結(jié)構(gòu)貓道鋪設(shè)、主纜架設(shè)也已著手前期準(zhǔn)備工作。
責(zé)任編輯：張玲玲 張文齋 張健 張亞楠 王怡潔