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  • 浙交建設公司:魚山大橋施工技術成為多個世界第一
    日期:2021-12-21

    “千淘萬漉雖辛苦,吹盡狂沙始到金”。魚山大橋的建成,加快了寧波舟山港主通道項目的建設進

    2018年12月31日,連接浙江舟山岱山島與魚山島的唯一陸上通道——魚山大橋建成通車,創造了同等規??绾4髽蚩焖偈┕ば掠涗?。大橋的建成為舟山綠色石化基地提供重要的交通保障。

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    魚山大橋是寧波舟山港主通道的支線工程,全長8.2公里,由浙江交通集團投資、設計、施工和管理。針對魚山大橋工期緊的特殊需求,集團采用基于新一代橋梁工業化理念的快速施工技術,在保證質量安全的前提下,27個月完成建設任務,相比常規技術工期縮短23個月,創造了中國交通基礎設施建設的新記錄。

    設計先行,上下結構同施工。魚山大橋所處海域缺乏遮蔽,島礁分布散亂,大橋設計基準風速每秒近44.4米,最大潮流速度達每秒3.7米,潮差達6.9米,且橋址區巖性復雜,基巖最大埋深在140米以上……面臨如此復雜的建設環境,主通道指揮部從設計階段開始,就轉變理念,盡可能采用標準化設計方案,以設計先行,應對建設挑戰。

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    計熟事定,行必有功。為解決傳統群樁基礎施工時間長、承臺澆筑質量和耐久性不易保證、波流力和沖刷作用強等問題,魚山大橋項目非通航孔橋下部結構采用單樁獨柱鋼管復合樁設計方案。在魚山大橋項目的鋼管復合單樁中,基礎最大樁徑達5米,最大樁長達148米,采用有鋼管段和無鋼管段的兩段式構造。有鋼管段的樁徑長度及鋼管壁厚由地質條件、結構受力、沉樁能力、施工期承載等綜合因素來確定,而無鋼管段樁徑主要取決于單樁豎向承載力要求。采用超大直徑單樁按無承臺設計后,相比群樁基礎施工工期縮短40%,波流力減少80%,沖刷深度減少了20%以上,工期明顯縮短,造價顯著降低。

    此外,魚山大橋項目上部結構通航孔橋的設計采用混凝土與鋼混合箱梁的連續剛構,260米的主跨跨中段采用89米鋼箱梁,并采用整體運輸方式進行吊裝;非通航孔橋梁則根據水深、地質和墩高等條件,在淺水區采用50米節段預制架橋機逐跨拼裝混凝土連續箱梁,深水區采用70米節段預制懸臂拼裝混凝土連續箱梁。上部結構的節段梁預制拼裝,全面實現了工廠化生產,并與下部結構施工并行開展,讓工序銜接更緊密,在保證建筑構件質量的前提下,降低建造環境對項目施工的影響,加快施工進度。

    理念引領,把握有效作業時間。年均臺風次數多達6次,年均季風期長達173天,季風強度高達11級……復雜的氣候條件不僅增加了魚山大橋施工技術難度,也壓縮了項目施工作業時間。魚山大橋因位處浙江省沿海高風速帶,臺風、季風高發,如何在有效時間內高質量完成項目建設,魚山大橋建造者給出了答案。在綜合考慮結構性能、施工能力、經濟合理性及美學效果后,魚山大橋建設者踐行橋梁工業化建造理念,以減少海上作業工序、海上作業時間及海上作業人員的“三減少”為原則,采用快速施工技術,實現了惡劣復雜海洋環境下高品質快速建設的目標。海上作業條件惡劣,那就改變海上作業環境。魚山大橋為實現快速建造目標,3個月內采用標準化設計、模塊化施工工藝,修建了7.8公里棧橋,將海上作業改為陸地作業,為外海作業提供了便捷、安全、舒適的陸運施工通道,提高了作業效率。

    在改善施工環境的同時,工藝工法的創新使用更讓施工效率大幅度提升。超長超大直徑鋼管復合樁的應用是魚山大橋的施工技術難點,因其樁徑大、護筒重量大、鋼筋籠重量大(最重241噸)、混凝土澆筑方量大,由此帶來了單樁定位難、成孔風險高、成樁質量控制難等技術難題。面對這些問題,魚山大橋項目采用了打樁船整樁打設、沉管式導向裝置技術,實現了3厘米內高精度的基礎偏位控制。同時,通過先由履帶吊單節起吊對接、再轉用浮吊整節起吊下放的施工技術,解決了履帶吊起重能力不足、浮吊時因搖擺起伏而引起的對接質量、速度和安全等問題,并將連續棧橋作為混凝土運輸通道,達到了12小時2000立方米混凝土的輸送能力,確保了超大樁基混凝土質量,解決超大方量樁基連續澆筑的混凝土供應問題。經第三方檢測,所有樁基的超聲波檢測結果均為Ⅰ類樁,超長樁的垂直度最大偏差為1/220,達到了設計要求。

    不僅如此,魚山大橋項目在建設過程中采取模塊化施工理念,由局部小模塊到大模塊,達到工廠預制生產與現場施工兩不誤的效果??焖偈┕そㄔ炖砟畹膶嵺`,不僅實現了魚山大橋27個月完工和高品質的建設目標,還豐富了跨海橋梁快速建造技術的設計理論和建造方法。在有力地保護海洋環境的同時,為推動舟山綠色石化基地和舟山江海聯運服務中心建設、促進舟山群島新區的經濟發展打下了良好的基礎。

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    創新驅動,技術服務行業建設?!捌埲招?,日日新,又日新?!奔夹g引領進步,創新驅動發展,這是魚山大橋項目一以貫之的理念。在項目建設過程中,主通道指揮部結合建設實際,針對建設過程中海洋環境復雜、施工標準要求高、建設工期被壓縮等問題與要求,開展了一系列創新科技研究,不僅試用于魚山大橋項目本身,還為其他跨海大橋建設提供了借鑒。

    在非通航孔樁基施工中,建設者利用鋼護筒整節沉樁的沉管式導向裝置和“T型測量法”等高精度定位技術,滿足了超長超大直徑鋼管復合樁的高精度定位要求,并針對超長連續、超大跨度及超高箱梁節段預制拼裝中誤差累積導致線形和合龍誤差過大的難題,建立了短線法施工全過程精細化、數字化幾何控制體系和信息管理平臺。在節段預制階段,將已預制節段的實際幾何參數及其誤差回測值輸入短線法線形監控平臺,實現對新澆筑節段匹配預制誤差的實時糾正。不僅如此,還開展了包括國家自然科學基金項目《跨海橋梁超大直徑復合斷面獨柱樁墩多災害性能設計理論研究》《岱山縣魚山大橋工程橋墩局部沖刷與波流力試驗研究》等十余個課題的研究工作。通過設計、建造過程中及后續的科學研究,魚山大橋項目建設者對跨海橋梁的高品質快速建造進行了全面的研究和探索,為類似橋梁的建設提供了嶄新的思路,并形成了橋梁結構理論、橋梁設計、施工、監測和維護方面的技術標準和設計指南。

    此外,為了提升施工安全、質量和工效,指揮部通過創新競賽,激發產業工人以“小發明、小創造、小革新、小設計、小建議”為主要內容的“五小”創新,切實提高生產效率和工程品質。在這一過程中,誕生了可移動雙層疊合式屋蓋養生房、體外索轉向器定位胎具、波紋管定位胎具、臨時拉桿定位胎具等26項“微創新”,其中10項發明或實用新型專利已被受理。同時,還開展了提高節段梁保護層合格、提高短線匹配法節段梁養護質量等10項QC專題研究,成果發表3項;短線匹配法節段梁預應力管道充氣橡膠棒成孔施工工法、基于專用定位胎具的節段梁體外索預埋件定位施工工法等6項工法,已申請省部級工法。

    智能精準,展現毫米級控制。精益求精,以專業、專注的態度筑就精品,這是魚山大橋建設者的匠心。在建設過程中,魚山大橋節段梁預制安裝質量目標是無墊片安裝,且合龍誤差不超過2厘米,實現節段梁預制安裝的“毫米級”控制。為了達到安裝精度要求,魚山大橋項目部通過對影響精度因素的敏感度分析,控制計算誤差、預制測量誤差、預制模板誤差、橋位現場測量誤差,并要求施工、監理、監控單位制定對策,將誤差降到最低,將工程做到最細。對于節段梁模型參數,項目部根據實測進行模型參數修正,通過對比實驗,選擇最佳養護房裝置,打造恒溫恒濕廠房,并對養護噴頭形式和布設位置進行了優化。同時,嚴控3個月存梁時間,減少混凝土徐變對節段梁的影響。在節段梁預制測量過程中,為減少預制廠地基沉降對預制測量產生影響,項目部發明了專用測量構件組合裝置,減少測量儀器系統誤差,并采用兩種測量方法“六點全站儀法”和“四點尺量法”,雙法互相復核……科學方法,多方測量,專用裝置,多措并舉降低測量誤差。

    不僅如此,魚山大橋項目還采用了混凝土箱梁短線法節段預制、懸臂拼裝和鋼箱梁整體吊裝的施工工藝。針對長跨度箱梁節段線形控制難題,建立了精細化的施工全過程數字化幾何控制體系。同時,積極創建“智慧工地”,利用BIM和互聯網技術,建立公路產品信息庫,探索在手機或電腦上管控建設工地現代化管理手段,實現了產品的信息化、精準化管理,所有信息均可通過統一的管理平臺獲取,讓橋梁建造與互聯網技術有效結合。

    “千淘萬漉雖辛苦,吹盡狂沙始到金”。魚山大橋的建成,加快了寧波舟山港主通道項目的建設進度。2021年底舟岱大橋通車后,主通道將與舟山跨海大橋相連,使舟山連島工程總建設里程達86.68公里。遠期還將連接北向大通道,組成世界上最長的連島高速公路和世界上規模最大的跨海橋梁群,對完善地區綜合交通網絡、支撐國家產業布局規劃、推進長三角一體化發展具有重要意義。



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