鄭渝高鐵彭溪河多線特大橋在修建過程中,創(chuàng)下兩個第一:國內在建高鐵第一深水樁,深入河床下55米,相當于10多層樓高;全線最大的鋼圍堰,長31.3米、寬22.3米,高30.9米,重2076.2噸。
彭溪河特大橋地處云陽縣黃石鎮(zhèn)境內,橫跨長江一級支流彭溪河,全長741.6米,為一座四線變二線道岔梁連續(xù)鋼構-拱組合大橋,主跨長度為200米。大橋一頭連接萬州人和隧道,另一頭連接新建云陽車站。
“風雨不動安如山,巍然圍堰立中流。”說起彭溪河特大橋施工,中鐵十一局五公司鄭渝高鐵項目部常務副經(jīng)理杜駒用這句話來形容圍堰下水的情形。
什么是鋼圍堰?形象地說,就是水中施工圍擋,為方便水下施工,防止水和土進入施工區(qū)域,要將一個類似長方體的鋼制臨時圍護結構沉入水下,施工人員在鋼圍堰安全施工。
彭溪河為長江一級支流,大橋兩個主墩設在彭溪河深水區(qū)范圍。施工人員要在深水中施工,需做兩個長31.3米、寬22.3米,高30.9米,重2076.2噸的“巨無霸”鋼圍堰。
要讓這個重2076.2噸的“巨無霸”鋼圍堰,精準在水下60米處一個下斜坡“安家”,可謂舉步維艱。
如何解決這個難題?
中鐵十一局成立技術研發(fā)中心,聯(lián)合內外部專家,重點對鋼圍堰設計與施工、大跨度連續(xù)梁拱線性監(jiān)控等難點進行技術攻關。特別是摒棄傳統(tǒng)的CAD技術(計算機輔助設計),借助智能制造技術,即采用BIM+5D+3D打印技術,提前對鋼圍堰下水進行彩排。
中鐵十一局五公司鄭渝高鐵項目一分部工程部長彭楊品表示,采用傳統(tǒng)的CAD技術,不僅工作量巨大,并且無法栩栩如生地將整個下水過程完整呈現(xiàn)。對施工人員來說,不知道鋼圍堰長啥樣,若只依靠圖紙,像盲人摸象一樣,根本無法實現(xiàn)精準拼裝。
BIM技術可以將鋼圍堰下水的全部流程提前模擬演練,以可視化、三維的形式展示下沉全過程,達到一目了然、及早發(fā)現(xiàn)設計問題的效果。
他們利用BIM技術對鋼圍堰進行參數(shù)化建模后,再采用3D打印技術,打印出縮尺比例鋼圍堰模型,讓施工人員更加直觀進行觀摩,便于對施工進行技術交底,指導后期鋼圍堰拼裝加工。
兩個鋼圍堰從拼裝到下放完成總共用了約五個多月,共打印上百個單元件,發(fā)現(xiàn)了上百個問題,碰撞檢查就做了約10次,這避免了現(xiàn)場下水階段再對鋼圍堰相關參數(shù)進行變更等問題。
“這就像在火箭火藥倉里雕刻火藥一樣,一不小心就是萬劫不復。”中鐵十一局鄭渝高鐵項目部安全總監(jiān)韓鋒回憶道,盡管前期做了大量工作,但2019年3月,首節(jié)深水鋼圍堰下放時,施工現(xiàn)場還是請來一臺80噸龍門吊、智能化全自動系統(tǒng)控制8組液壓千斤頂,并通過高清視頻圖像視頻與BIM模型進行關聯(lián),實現(xiàn)模型與現(xiàn)場施工的有效集合,并及時對采集到的施工過程進行識別、判別安全等級,確保施工安全。同時,采用圍堰定位導向技術、吊點荷載控制技術、下沉糾偏技術、壁板監(jiān)控技術等對下沉過程進行控制,確保了精準下水。
“BIM 技術在彭溪河大橋的應用,有效解決了鋼圍堰構件下料、拼裝精度要求高的難題,克服鋼圍堰內部結構復雜、空間狹小、施工組織的困難,防止鋼圍堰封底過程中發(fā)生漏水的安全問題等。”韓鋒表示。