平陸運(yùn)河舊州特大橋由廣西北部灣投資集團(tuán)有限公司直屬企業(yè)廣西新發(fā)展交通集團(tuán)有限公司投資、廣西路建集團(tuán)建設(shè)。該橋是南寧—湛江高速公路南寧至博白那卜段(以下簡稱“南湛高速”)重點(diǎn)控制性工程之一,全長約525米,主橋?yàn)榭鐝?60米的下承式鋼管混凝土系桿拱橋,采用“低位拼裝+中段拱肋門架法”整體提升施工工藝,整體提升節(jié)段長202米,提升重量約1800噸,一次提升高度達(dá)63米。
平陸運(yùn)河舊州特大橋
“BIM+”多元整合智造技術(shù)“顯威”
平陸運(yùn)河舊州特大橋從開工建設(shè)伊始,就吸引無數(shù)目光。
為提高智能化建設(shè)水平,把平陸運(yùn)河舊州特大橋打造成為一張新的拱橋名片,廣西路建集團(tuán)建設(shè)團(tuán)隊(duì)錨定“智能建造、品質(zhì)建造、快速建造、綠色建造”四個(gè)建造目標(biāo),創(chuàng)建精品工程。
建設(shè)團(tuán)隊(duì)將“BIM+”技術(shù)的可視化、信息化、集成化協(xié)調(diào)性等優(yōu)勢,與傾斜攝影、數(shù)字孿生、三維激光掃描等多項(xiàng)前沿技術(shù)創(chuàng)新整合,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場施工關(guān)鍵數(shù)據(jù)多元化采集、信息化實(shí)時(shí)分析、數(shù)字化輔助決策、智能化指導(dǎo)施工。
平陸運(yùn)河舊州特大橋中段拱肋整體提升是大橋建設(shè)過程中施工難度最大、安全風(fēng)險(xiǎn)最高的施工環(huán)節(jié)。在這個(gè)環(huán)節(jié),建設(shè)團(tuán)隊(duì)要將重約1800噸的中段拱肋整體提升,與大橋兩岸已拼接好的低位拱肋實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)對接??此坪唵蔚牟僮鳎瑢?shí)則需要嚴(yán)格把控精度,就好比在毫厘間搭積木。
建設(shè)團(tuán)隊(duì)依托交通運(yùn)輸部重點(diǎn)科技項(xiàng)目《基于多源感知的智能化特大跨徑鋼管拱橋整體提升施工控制關(guān)鍵技術(shù)研究》,研發(fā)了基于多源感知的智能化特大跨徑鋼管拱橋整體提升施工控制關(guān)鍵技術(shù),通過集成測量機(jī)器人、形變雷達(dá)等多源感知大數(shù)據(jù),引進(jìn)數(shù)字孿生技術(shù),與BIM技術(shù)整合應(yīng)用,研發(fā)創(chuàng)建“平陸運(yùn)河舊州特大橋數(shù)字孿生智能顯控系統(tǒng)”,實(shí)現(xiàn)“狀態(tài)感知、數(shù)據(jù)融合、算法分析、反饋輸出、設(shè)備響應(yīng)、精準(zhǔn)調(diào)控”的大段拱肋整體提升高精度、高效率、高智能化可視化施工,為大橋施工質(zhì)量和安全提供保障。
項(xiàng)目還通過“BIM+傾斜攝影技術(shù)”應(yīng)用,在拱肋節(jié)段低位立拼施工過程中,實(shí)現(xiàn)了纜風(fēng)繩、自重式地錨等施工臨時(shí)結(jié)構(gòu)物實(shí)際施工放樣位置坐標(biāo)與方案模擬提取位置坐標(biāo)偏差小于1cm;應(yīng)用“BIM+三維激光掃描技術(shù)”,實(shí)現(xiàn)中段拱肋與邊段拱肋的快速高精度合龍,全橋共16個(gè)合龍口的最大合龍軸線偏差為9mm;通過“BIM+智慧管理平臺”應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)對大橋工程進(jìn)度情況、安全生產(chǎn)等內(nèi)容進(jìn)行全方位管理。
“匠心+創(chuàng)新” 大橋建設(shè)提質(zhì)增效
廣西路建集團(tuán)建設(shè)團(tuán)隊(duì)把大膽創(chuàng)新作為助推大橋高品質(zhì)綠色快速建造的“秘密鑰匙”,積極研發(fā)應(yīng)用了多項(xiàng)新技術(shù)、新工藝,成功克服地質(zhì)條件復(fù)雜、工期緊張、效率及安全要求高等難題。
平陸運(yùn)河舊州特大橋主橋跨越平陸運(yùn)河,引橋跨越黎塘至欽州鐵路。該橋橋址所處地基軟弱,下伏基巖埋深大,不適用樁基礎(chǔ)。經(jīng)過綜合對比,主橋主墩基礎(chǔ)采用分離式沉井基礎(chǔ),在4#、5#主墩分別設(shè)置2個(gè)沉井基礎(chǔ)。僅5#主墩右幅沉井鋼結(jié)構(gòu)與混凝土的總重就超8900噸,下沉累計(jì)出土量超5300立方米。沉井施工就像是把一個(gè)巨型秤砣下沉到20米,一邊抽取地層中的泥土,一邊依靠沉井自重緩緩下沉。
在工期緊張的情況下,如此體量的沉井施工要如何實(shí)現(xiàn)?
在制作沉井結(jié)構(gòu)的過程中,廣西路建集團(tuán)建設(shè)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新采用的免離合式沉井外圍模板,避免了模板的反復(fù)吊裝安拆,節(jié)約人工、機(jī)械、時(shí)間和材料成本;在沉井下沉施工的環(huán)節(jié),建設(shè)團(tuán)隊(duì)研發(fā)“簡捷易操作、安全穩(wěn)定助沉”技術(shù),保證沉井順利下沉至標(biāo)高位置后,垂直度偏差不超過1%,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)下沉。
為確保沉井基礎(chǔ)適應(yīng)復(fù)雜的地質(zhì)條件,在沉井填芯澆筑施工中,建設(shè)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新采用泡沫混凝土填充沉井基礎(chǔ)艙室,有效提高了沉井基礎(chǔ)穩(wěn)定性,這在國內(nèi)尚屬首次。與傳統(tǒng)的沉井基礎(chǔ)填充材料相比,泡沫混凝土具有輕質(zhì)性、高流動(dòng)性、施工便捷性等技術(shù)特點(diǎn),可降低沉井基礎(chǔ)的總自重,從而減小沉井基礎(chǔ)作用于地基的應(yīng)力,減小沉降,有效提高沉井基礎(chǔ)的穩(wěn)定性,有力保證了后期平陸運(yùn)河的安全施工。
如今,全幅貫通的平陸運(yùn)河舊州特大橋安靜橫臥在運(yùn)河上。運(yùn)河之下的沉井就像大樹的樹根牢牢扎入地下,保證大橋墩身屹立不倒。
建設(shè)團(tuán)隊(duì)還在橋梁拱肋加工中,引入了激光輔助定位技術(shù),并專門設(shè)計(jì)定位拼裝裝置,實(shí)現(xiàn)鋼管拱肋制作一次合格率98.79%,焊縫一次焊接合格率達(dá)100%。在拱肋低位拼裝過程,建設(shè)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新研發(fā)了一種球鉸與千斤頂相結(jié)合的可調(diào)承力座裝置,在實(shí)現(xiàn)拱軸線毫米級高精度拼裝的基礎(chǔ)上極大減少了高空焊接、切割工作量;在拱肋整體提升過程中,建設(shè)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新研發(fā)一種塔頂載荷分布結(jié)構(gòu)裝置,保證了荷載傳遞的均勻性及塔架結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。
目前,平陸運(yùn)河舊州特大橋科研課題已完成科技立項(xiàng)9項(xiàng),已申請專利30項(xiàng),獲自治區(qū)級工法1項(xiàng),全國鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)秀I類QC成果2項(xiàng),全國公路建設(shè)質(zhì)量管理小組活動(dòng)成果大賽一等獎(jiǎng)1項(xiàng),全國公路微創(chuàng)新大賽金獎(jiǎng)2項(xiàng),“八桂杯”廣西BIM技術(shù)大賽一等獎(jiǎng)1項(xiàng),為全國橋梁大型拱橋建設(shè)領(lǐng)域樹立新標(biāo)桿、提供新樣板。