平南三橋位于廣西平南縣西江大橋上游6km處,是荔玉高速平南北互通連接線上跨越潯江的一座特大橋,由廣西交通投資集團有限公司投資,廣西北部灣投資集團有限公司直屬企業廣西路橋工程集團有限公司承建。大橋全長1035m,主橋跨徑575m,建成后將是世界最大跨徑的中承式鋼管混凝土拱橋,是拱橋發展史上的又一里程碑,也將成為中國橋梁新名片。平南三橋的建設,開創了在不良地質條件下修建大跨徑鋼管混凝土拱橋的先河,進一步探討了跨徑700m級鋼管混凝土拱橋的設計建造技術,大幅提升大跨徑鋼管混凝土拱橋的建造適用范圍,引領鋼管混凝土拱橋發展新趨勢。
科研攻關,實現多項關鍵技術創新
平南三橋建設難度大,北岸地質條件復雜、超大跨徑纜索吊裝系統升級改造等一系列問題需要在建設過程中進行技術攻關。經過以中國工程院院士鄭皆連為首的科研團隊及項目技術團隊的共同努力,項目實現了多項關鍵技術創新。
主要技術創新有:一是國內首次把“圓形地連墻+卵石層注漿加固”方案成功運用到拱橋領域中,為不良地質條件下修建大跨徑拱橋提供了典型的工程案例;二是國內首創具備300t吊裝能力的纜索起重機系統,且搭建200m高裝配式塔架,實現電氣化自動控制;三是運用北斗衛星定位系統與智能張拉技術,以力主動控制代替剛度被動控制,實現了200m高塔頂縱向位移智能調載糾偏,為精準吊裝拱肋及格子梁提供堅實保障;四是首創了基于影響矩陣原理的“過程最優,結果可控”扣索一次張拉計算理論,實現了大跨徑拱橋主拱圈線形控制技術的新突破。經過一系列的技術攻關,平南三橋于2020年5月12日完成全橋主拱肋管內混凝土真空灌注。至此,大橋核心技術難點攻關完成。在此期間,項目積極依托技術攻關開展專利申報,現共申報62項國家專利。
信息化管理,建設智慧工地新模式
平南三橋開工建設以來,主動將建設行業的新興技術融合項目特色,形成“BIM+”概念融入施工管理的各個細節,借助模型的三維仿真動態演示功能助力設計優化和專項施工方案模擬,提前掌握工程建設重點難點,增強施工風險管控的針對性。項目現已成為廣西公路水運工程BIM技術應用示范項目、廣西建筑信息模型(BIM)技術應用試點項目。現階段還實現多平臺建模、基于模型的進度質量安全管理、施工圖紙深化、AR三維交底、無人機應用、施工工藝全真模擬、鷹眼系統監控指揮中心等信息技術的全面應用,構建起安全監管、生產調度、智慧辦公、智慧展廳四位一體的格局。
項目配備全過程信息數控管理的混凝土集控中心,實現了智慧調度、數據簽核、磅房管理、原料管理、試驗質檢、車輛管理、設備管理、財務管理等,把混凝土生產的各種上下游管理業務全部架構在集控系統上運行,實現混凝土生產的智能化,大幅提高生產效率。達到溝通高效化、平臺集中化、數據集成化、管理區域化的目的。
品質路橋,打造百年經典傳世工程
平南三橋首條管理目標是“管理一流,效益一流,品質一流”。在施工過程,平南三橋始終秉承“品質”的追求,踏浪前行。實踐證明,項目各項分項工程質量優質,獲得各界一致認可。
一是北岸拱座地連墻+卵石層注漿加固施工,經第三方檢測,地連墻成槽垂直度均在1/400以內,澆筑前槽底幾乎零沉渣,超聲波檢測結果均為I類樁。
二是北岸拱座基礎14042m3混凝土一次性澆筑施工,在不設置冷卻管的情況下,有效控制大體積混凝土開裂風險。且經過16個月的加載考驗,拱座沉降量僅為5mm,取得了實際上的成功與突破。
三是全橋44節段拱肋焊接一次合格率均在99.5%以上,射線探傷全部合格,無一返修,加工精度控制在2mm以內。僅用90d的時間實現全橋主拱肋575m跨度的高精度合龍,合龍口弦管對接誤差小于3mm,拱軸線橫向偏位小于10mm,拱肋線形與目標線形偏差小于30mm。
四是全橋8根主弦管,采用C70無收縮自密實混凝土和真空輔助四級連續泵送工藝,合計灌注管內混凝土7408m,單根主弦管灌注平均用時僅13h,7d齡期超聲波檢測波速達到4700m/s以上,混凝土密實度高。
五是大橋橋面37節段格子梁安裝過程中,應用了基于吊桿影響矩陣的一次張拉計算理論,實現了節段安裝就位后吊桿無須張拉調整或少調整的目標,全橋線形可控,節段間錯臺高差僅在2mm內。