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山西路桥集团用品质“智造”运宝黄河大桥

文章来源:山西省国资委    发布时间:2017-12-07

在亘古万代奔流不息的滔滔黄河上,尽管已有20余座黄河大桥,但正在建设的运城至灵宝高速公路运宝黄河大桥,因其结构新颖、工艺复杂、技术要求高,施工难度大而分外引人注目。

这座投资9.65亿元,由山西路桥集团公司以BOT模式投资建设的黄河大桥,全长1690米,设计时速80公里,桥宽32米。主桥主跨200米,是目前在建的全世界跨度最大的波形钢腹板矮塔斜拉桥。

2015年开工至今,桩基如期完工,副桥右幅合龙、索塔顺利封顶、引桥梁板架设完成……一个个节点如期完工,初显雄姿的运宝黄河大桥,已经成了晋豫两岸一道亮丽的风景。

和这座雄伟壮观的黄河大桥一样,运宝黄河大桥科技创新工作也不断迸发着激情,建设者们凭借着一项项崭新的技术,强有力地支撑着整个跨河大桥顺利建设,在向着创优目标“鲁班奖”和“詹天佑奖”奋进的同时,也在实现着我国建桥史上新的跨越。

开工伊始,他们就将科技创新工作列为重中之重,制定办法,实施奖励,聘请专家,引入资源,科技成果源源不断。而后融入到工程施工中,攻克了一项项技术难关。

回头寻觅科技创新路上的一个个足迹,就会发现在每一次激动人心的背后,都经历过艰辛的付出和反复的历练。

迎难而上 锁定目标

对第一次建设黄河大桥的运宝大桥公司、施工单位和监理单位都是一次严峻的考验和挑战。该桥具有的“新、长、深、险”等特点,不但没有让这些参建人员退却,而是更加坚定了他们实现目标的信念。

运宝黄河大桥的“新”包括四个方面。第一个是结构方面,主副桥共1526米全部采用波形钢腹板预应力混凝土组合结构;主桥主跨在同类结构桥梁中位居世界第一;主桥主梁首次在大跨度桥梁建设中使用外包式连接件。第二个是材料方面,国内首次大规模裸用耐候钢。第三个是副桥采用“异部平行法施工”,工艺新颖。第四个是主桥采用多功能菱形挂篮,属于新型设备。

“长”主要指桩基较长,全桥桩基447根,最深达86m,在黄河中上游地区属较长桩基。“深”是指围堰内吸泥深度,主桥Z3、Z4承台水面距离封底混凝土底面19m,承台埋深5m,围堰内吸泥深度13m,为黄河库区内水头差最大、入泥最深的埋置式承台。“险”和大桥地理位置有关,黄河三门峡库区夏汛期泄水拉沙时桥址处最大流速达3.5m/s,流速较大;冬汛期河道全断面封冻,且流凌密度大;桥址处最大瞬时风速达10级。

而且,由于受环境影响,无法使用大型船只起吊设备,这就给施工增加了难度。

要克服困难,要解决问题,就要有好的办法。而每一个办法都无疑为科技创新注入了新的活力。为打造百年工程,践行全寿命周期管理理念,运宝大桥公司聘请8名国内知名桥梁专家,成立专家委员会,开展多项专题研究、论证,优选方案,指导施工。监理和施工单位均抽调具有丰富架桥经验的技术人员,充实科技创新力量。

内外联动 攻坚克难

技术创新是提升项目质量的着力点。运宝大桥公司制定了《科技创新实施方案及奖励办法》,成立领导小组,明确部门职责,将其纳入绩效考核,真正地把工作从安排部署转移到全面落实上来。

同时,积极联合同济大学、南京工业大学、东南大学及中交二航局、山西省交通规划勘察设计院等高等院校及科研院所,依托运宝黄河大桥建设,开展《大跨径波形钢腹板组合结构部分斜拉桥及连续刚构桥关键技术与应用研究》1个大项和6个子课题的科学研究,于今年元月份顺利通过省交通厅立项评审。该课题不仅有效解决了波形钢腹板组合结构桥梁建设难点,而且为运宝黄河大桥今后的运营和养护提供技术支撑和保障。此外,填补国内空白的地方标准《波形钢腹板预应力混凝土组合结构桥梁悬臂施工与验收规范》,2016年9月份根据工程特点难点确定意向,和集团公司沟通,由省质量监督局立项后确定大纲。监理和施工单位全程参与编制,专家委员会全过程指导,经过初稿、报批稿和送审稿,最终于今年3月份完成发布。

运宝黄河大桥依靠科技创新,强化技术优势。主桥桩基施工使用大型专用泥砂分离设备,墩柱施工采用挂架法施工工艺及WISA模板,主桥承台水中基础施工采用复合钢板桩围堰,大体积混凝土及复杂构造部位采用双掺技术、自密实混凝土及自动化温控措施,主桥挂篮采用带动力装置的少主桁菱形结构,副桥采用“异部平行法”施工……他们引用先进的科技成果和“四新”技术,对施工现场进行全面质量检测评定和指导,顺利攻克一个个技术难关,破解了一个个施工难题。

转移转化 效果显著

科技创新只有在项目建设中得以应用,才能实现它的价值。运宝黄河大桥加大创新成果及新设备、新工艺的应用力度,在保证安全质量,降低成本,提高工效的同时,倡导绿色工程理念,实现绿色科技,创造着良好的社会效益和经济效益。

获得山西省竞赛优秀成果三等奖的“一种连接贝雷片销孔的钢管桩导向架”,就是结合贝雷片结构特点,在上弦杆上设置连接销孔,通过连接销将导向架与贝雷片连接固定,实现钢管桩的精确定位,大幅提高钢管桩施打效率。

深水桩基钢护筒导向架、钢板桩定位导向架、T梁负弯矩张拉装置等微发明、微创新,解决了项目建设过程中遇到的小缺陷、小问题,以“微”见大,提高了功效,降低了费用,提升了品质。

寒冷季节,对外加剂存储罐包裹电阻丝加热,对拌合用水采用蒸汽锅炉加温;高温天气,在拌合用水中加入冰屑降低水温,安装水泥罐体自动喷淋装置对原材料进行降温处理;大体积承台混凝土浇筑,采用温控设备;预制T梁采用喷淋装置……有效地克服了不利气候条件的影响,保证了工程质量。

安全是工程的命脉。他们利用“互联网+”及科技手段,提升本质安全。项目伊始搭建安全监控系统,全桥配置16个高清摄像头实行24小时实时监控,实现全过程安全监管。引入BIM技术,以分项工程为精细化管控对象,实现对复杂结构进行碰撞检查和关键工序施工模拟,对安全措施进行智能分析,实现项目安全的可视化管控。将各分项工程的工艺流程、标准化操作要点、安全风险等技术交底内容及时“装入”二维码,实时扫描查看,固化施工工艺,规范班组现场操作,指导现场施工。在挂篮关键部位安装传感器,实时检测并掌握挂篮施工状况,起到预警预防的作用,保证施工安全。创建“平安运宝”微信公众号,对参建人员进行安全知识宣讲和动态考核,对现场施工、场站生产、生活区域、安保消防、应急救援、危险品管理等领域存在的安全风险进行识别、处置,丰富安全管理手段,提升安全管理水平。

运宝黄河大桥项目地处四个湿地保护区,建设过程中,以“绿色环保”为目标,不断深化绿色发展理念认识,积极应用新技术、新材料、新设备、新工艺。桥型结构采用波形钢腹板设计,上部结构自重降低25%-30%,减少下部结构工程量,节约混凝土用量2500m3;裸用耐候钢,节约涂装材料,减少全寿命周期成本约3000万元;全桥盖梁、0号块全部使用可拆卸重复利用的简易支架,节约钢管42000余米;副桥采用“异部平行法”施工,单个挂篮自重减轻12吨,实现顶板、底板两个作业面同时作业,提高工效;墩柱应用WISA模板,提高模板的周转次数和利用率,节约资源;主桥挂篮采用新型波腹板悬吊系统,避免了在横向和纵向单独设置悬吊小车,降低挂篮高度,节约材料,节省电能……一项项绿色施工措施的有效落实,为实现绿色科技奠定了坚实的基础。目前,“绿色示范工程”通过山西省建筑业协会立项,“绿色施工科技示范工程”通过住建部立项。

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