文 浙江交通集團杭紹甬公司

1999年,華東地區首座跨海大橋朱家尖跨海大橋,全長2907米,歷時27個月建成;2009年,舟山連島工程中建設期最短,全長5452米的西堠門大橋,歷時31個月建成通車;如今,在更加惡劣的施工環境下,主通道項目魚山大橋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,僅用27個月就完成了建設任務,將跨海大橋“拉”長到8815米,相比常規技術工期縮短了23個月。
魚山大橋是國家重大戰略項目舟山國際綠色石化基地的配套交通保障工程,需要在27個月之內建成通車。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烈……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的設計方案。在鋼管復合單樁中,最大樁基礎直徑可達5米,最大樁長可達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。大橋采用超大直徑單樁按無承臺設計,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,明顯縮短工期、降低造價。
與此同時,大橋上部結構按100%預制裝配設計,在保證建筑構件的質量前提下,降低建造環境對項目施工的影響,加快施工進度。
魚山大橋項目上部結構通航孔橋的設計中采用混凝土與鋼混合箱梁的連續剛構,主跨260米的跨中段采用89米的鋼箱梁,并采用整體運輸方式吊裝;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,讓工序緊密銜接。
魚山大橋位處浙江沿海高風速帶,臺風、季風高發,年均有效工作日僅200天左右,復雜的氣候條件不僅增加了魚山大橋施工技術難度,還壓縮了項目施工作業時間。
面對建設技術難度大,有效作業時間短的現狀,魚山大橋綜合考慮結構性能,施工能力、經濟合理性及美學效果后,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,在3個月時間內,通過標準化設計、模塊化施工工藝,快速修建了7.8公里棧橋。將海上作業改為陸地作業,不僅提高了作業效率,還為外海作業提供了便捷、安全、舒適的陸運施工通道,實現了惡劣復雜海洋環境條件下高品質快速建設的目標。
其次,超長超大直徑鋼管復合樁樁徑大、樁長大、護筒重量大、鋼筋籠重量大、混凝土澆筑方量大等也是魚山大橋建設中遇到的問題。
面對這樣的難題,魚山大橋項目采用打樁船整樁打設和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。在施工時,先由履帶吊單節起吊對接、再轉用浮吊整節起吊下放,研制了由履帶吊轉換浮吊的專用吊具,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。在混凝土運輸方面,將連續棧橋作為運輸通道,達到了12小時2000立方米混凝土的輸送量,確保了超大樁基混凝土質量,也解決超大方量樁基連續澆筑的混凝土供應問題。
除此之外,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耽誤的效果。
魚山大橋的通航孔棧橋跨越海底電纜,設計為65.3米大跨度鋼桁架梁,在工廠內,加工標準構件,將其組裝成整體運至現場吊裝。7.8公里鋼棧橋采用多點同時進行的方式,僅僅用了3個月就快速完成。長線法制作項目下部結構鋼筋籠,通過分節運輸至現場對接安裝。架橋機將工廠內加工完成的單元構件,組拼成模塊,運送至現場安裝成整體。
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。為了達到這樣的安裝精度目標要求,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,將工程做到最精細。

魚山大橋樁基施工
控制外界條件影響,是減少節段梁計算階段誤差的第一步。對于節段梁模型參數,如彈性模量,管道摩擦系數和偏差系數,需要根據實測進行模型參數的修正。通過對比實驗選擇最佳的養護房裝置,并且打造恒溫恒濕廠房,優化選擇養護噴頭形式和布設位置,保證可以有3個月的存梁時間,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,為預防預制廠地基沉降,需要嚴格地控制預制臺座沉降,為此專門發明了專用地測量構件組合裝置,以減少測量儀器的系統誤差。為了更為精確,分別采用兩種測量方法“六點全站儀法”和“四點尺量法”進行測量,雙法互相復核,以減少測量誤差。
魚山大橋項目部使用高精度、大剛度、全液壓式不銹鋼復合模板,加強預制系統的沉降與變形監測,增強模板系統穩定性。在橫向、豎向、縱向加強模板自身連接,以減小模板系統的變形,減少預制模板出現的質量問題。在橋位現場測量階段,魚山大橋創新測量工藝,使用高精度全站儀,雙人雙測,嚴格規范早晚測量時機,嚴格把控可能出現的誤差因素。
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。項目建立了精細化的施工全過程數字化幾何控制體系,積極創建“智慧工地”,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。
見微知著。從計算到測量,從預制到拼裝,魚山大橋嚴格把控各個環節,以精細實現品質。魚山大橋的全線建成,創造了同等規模跨海大橋快速施工新記錄,為舟山綠色石化基地提供重要的交通保障。