五里亭大橋施工采用多項全國領(lǐng)先的新技術(shù)、新工藝,有關(guān)專家把它歸結(jié)為“五最十新”:即有五項全國之最,十多項新工藝。
該橋由中鐵十四局集團隧道公司擔(dān)負(fù)施工,以戴尊勇為主帥的項目部全體員工以追求質(zhì)量卓越為己任,堅持向科學(xué)技術(shù)要生產(chǎn)力,克服種種困難,艱苦奮斗,團結(jié)拼搏,攻克了一道道技術(shù)難關(guān),出色地完成了大橋建設(shè)任務(wù),特別是三大技術(shù)難點的成功攻克,受到業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注。
3.5m直徑鉆孔樁——國內(nèi)最大直徑的鉆孔樁
五里亭大橋是韶關(guān)市的標(biāo)志性工程,施工難度大,技術(shù)含量高。大橋位于韶關(guān)市良村路口,橫跨武江,全長505m,跨度190m。主墩采用單排雙柱大直徑變截面墩樁。大橋附近基巖中溶洞、裂隙、溶溝非常發(fā)育,分布復(fù)雜,巖石堅硬,基巖埋深變化大,高低起伏不平。3.5m大直徑鉆孔樁是施工中碰到的第一個技術(shù)難題。
針對復(fù)雜的地質(zhì)條件,項目部認(rèn)真研究施工設(shè)計圖和地質(zhì)資料,制定了安全環(huán)保和巖溶地質(zhì)鉆孔施工可能出現(xiàn)的各類狀況的預(yù)防措施,確定了KPG-3000型大扭矩鉆機和六爪實心錘沖擊鉆機相結(jié)合的方法進(jìn)行施工。施工過程中,針對護筒埋設(shè)、準(zhǔn)備泥漿循環(huán)系統(tǒng)、鉆機就位、鉆孔施工、清孔、鋼筋籠制安,灌注水下砼和樁基檢測等每一道工序都制定了詳細(xì)的實施方案,確保了施工順利進(jìn)行。
3.5m直徑嵌巖鉆孔樁,樁位處水深流急,地質(zhì)情況復(fù)雜,施工不可預(yù)見因素較多,施工過程中遇到了種種難以想象的困難。在大橋8-2#鉆孔樁鉆至標(biāo)高+29.2m時,在樁位外西北距孔10m處筑島面發(fā)生坍陷,鉆進(jìn)無法進(jìn)展。針對此種情況,項目部決定首先用水泥、片石、砂回填塌陷部位,穩(wěn)定樁基,并改用沖擊鉆沖孔。由于目前國內(nèi)沖擊鉆施工巖層最大直徑為3m,項目部又專門與鉆頭加工廠家的技術(shù)人員對鉆頭進(jìn)行了重新設(shè)計,以適應(yīng)直徑3.5m沖孔施工的需要。經(jīng)過反復(fù)實踐,技術(shù)人員總結(jié)摸索出了一套行之有效的巖溶地質(zhì)鉆孔施工意外情況預(yù)防處理辦法,對施工過程中可能出現(xiàn)的掉鉆、埋鉆、卡鉆、十字槽、坍孔、溶洞問題處理、水下砼灌注等系列問題進(jìn)行了深刻的研究分析,并提出了有效的解決方案。技術(shù)人員還對實際施工過程中鉆機選型問題、二次沖擊成孔問題、“環(huán)箍檢查法”問題、孔中爆破問題、砼灌注高度測量問題進(jìn)行了分析總結(jié),保留了珍貴的第一手資料。2002年4月25日,大直徑鉆孔樁施工順利完成,填補了我國橋梁施工工藝在這一施工領(lǐng)域的一項空白。
190m預(yù)制拼裝頂推連續(xù)箱梁施——國內(nèi)領(lǐng)先的預(yù)制拼裝頂推施工技術(shù)
韶關(guān)五里亭大橋主橋為190m連續(xù)箱梁與120m熊貓型集束鋼管拱組合成的拱梁結(jié)構(gòu)。其中190m連續(xù)箱梁采用節(jié)段預(yù)制,拼裝臺座拼裝,現(xiàn)澆濕接縫,分段多點連續(xù)頂推施工。施工中還首次采用了柔性臺座上拼裝連續(xù)箱梁節(jié)段、拼裝頂推等多項施工技術(shù)。
在預(yù)制梁拼裝過程中,由于使用柔性拼裝臺座,如何對它進(jìn)行線性控制是擺在技術(shù)人員面前首要的技術(shù)難題。他們經(jīng)過計算機反復(fù)模擬和試驗,用千斤頂調(diào)整標(biāo)高,通過調(diào)節(jié)鋼楔塊高度,控制梁段標(biāo)高,最終達(dá)到控制線形的目的。這一方法有效解決了連續(xù)柔性拼裝臺座的線性控制中一點變化,其他點相應(yīng)變化的問題,得到了上級技術(shù)專家的肯定。
在集團公司科技攻關(guān)小組的帶領(lǐng)下,項目部技術(shù)人員認(rèn)真鉆研頂推圖紙,根據(jù)施工實際狀況,經(jīng)過反復(fù)論證,最終制定了大橋箱梁頂推施工方案,對鋼導(dǎo)梁、臨時墩、頂推滑道、頂推限位裝置、拼裝臺座、制梁場進(jìn)行了施工設(shè)計,大橋主墩直接用鋼板梁支撐滑道來滿足頂推施工需要。
在集團公司技術(shù)攻關(guān)組的指導(dǎo)下,項目部對箱梁頂推臨時設(shè)施進(jìn)行了認(rèn)真細(xì)致的準(zhǔn)備:對臨時墩的施工,在水中設(shè)置兩個臨時墩將主跨120m變成3×40m頂推臨時跨度。臨時墩的設(shè)計既要滿足箱梁頂推的要求,同時又考慮了鋼管拱提升安裝施工時的需要;為減少箱梁頂推時的懸臂彎矩,結(jié)合頂推跨徑布置設(shè)計加工鋼導(dǎo)梁;以分塊、預(yù)制、組拼臺座、塊件組拼、鋼筋焊接、接縫砼六道工序及滿足現(xiàn)場施工需要為依據(jù),進(jìn)行預(yù)制場的設(shè)置及施工;拼裝臺座施工根據(jù)全橋頂推分上下游兩幅箱梁分別頂推到位后現(xiàn)澆中間橫隔梁、橋面板連成整體的要求。頂推臺座亦分上下游設(shè)置:先施工下游幅箱梁,待下游幅箱梁頂推到位后將其移到上游幅;頂推滑道的安裝則充分考慮到設(shè)計的要求,注意安裝時的牢固性,滑道板的磨擦面盡量減少磨擦系數(shù);導(dǎo)向裝置的布置嚴(yán)格遵循了在頂推過程中,最少有前、后端2組導(dǎo)向裝置對箱梁的中心線進(jìn)行限位的原則;根據(jù)工程施工設(shè)計,頂推千斤頂采用ZLD-100型自動連續(xù)千斤頂,前后頂均設(shè)有安全工具錨及行程開關(guān),配有雙油路的ZLDB自動連續(xù)頂推泵站。
在施工中,科技攻關(guān)小組經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),如果按照圖紙設(shè)計,預(yù)制箱梁縱向預(yù)應(yīng)力半截面設(shè)置不能滿足頂推過程中受力的要求,于是提出了全截面設(shè)置,經(jīng)檢算,被設(shè)計單位采納;技術(shù)人員在施工時還發(fā)現(xiàn),根據(jù)原設(shè)計,大橋主橋頂推梁段之間連接器預(yù)埋的設(shè)計方式會造成連接器段砼預(yù)應(yīng)力傳遞減弱。為了保證質(zhì)量,項目部提出了用保護罩的方法,使砼與連接器分離,保證預(yù)應(yīng)力的傳遞。在業(yè)主主持召開的各方專家會議上,此項施工工藝得到了與會專家的認(rèn)可。項目部科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)受到領(lǐng)導(dǎo)和有關(guān)單位的普遍贊揚。
在進(jìn)行預(yù)制砼連續(xù)箱梁頂推的過程中,全體技術(shù)人員更是緊繃神經(jīng),對頂推過程中的各種狀態(tài)進(jìn)行細(xì)致觀測,并記錄下詳細(xì)的數(shù)據(jù)。他們還對頂推過程中產(chǎn)生偏位、喂不進(jìn)滑塊、頂推千斤頂、安全錨不能時刻保持良好狀態(tài)等問題進(jìn)行了處理和改進(jìn)。由于準(zhǔn)備工作充分,技術(shù)性細(xì)節(jié)問題處理適當(dāng),頂推施工進(jìn)行得十分順利。2002年12月22日,下游幅箱梁順利頂推到位。它標(biāo)志著190m箱梁多點頂推技術(shù)在五里亭大橋獲得成功。
五里亭大橋采用連續(xù)箱梁頂推技術(shù),整個頂推施工周期比同類型橋梁現(xiàn)澆頂推施工縮短了一半以上,同時,分塊預(yù)制把大量的空中作業(yè)轉(zhuǎn)化到制梁場進(jìn)行,簡化了施工工藝,更容易程序化管理,豐富了我國連續(xù)箱梁的頂推施工,對橋梁施工技術(shù)的發(fā)展有很好的借鑒意義。
120m系桿拱施工——國內(nèi)領(lǐng)先的豎轉(zhuǎn)提升法架設(shè)鋼管砼拱施工技術(shù)
五里亭大橋120m系桿拱施工,是以豎轉(zhuǎn)提升法架設(shè)鋼管砼拱。該項施工工藝目前在全國是不多見的,是鋼管拱施工的重難點環(huán)節(jié)。
大橋系桿拱采用雙肋式鋼管砼拱,設(shè)計采用三根不同直徑的集束鋼管結(jié)構(gòu),下面兩根小管用于解決橫向穩(wěn)定,上面一根大管,用以增大砼面積。這種斷面結(jié)構(gòu)在穩(wěn)定性和整體性方面比常規(guī)的啞鈴型結(jié)構(gòu)要好。
在該項工程施工中,拱軸線(懸索線)線形控制,吊桿標(biāo)高及角度控制和焊接質(zhì)量控制方面是本工程施工質(zhì)量控制的難點。項目部施工技術(shù)人員結(jié)合鋼管砼拱施工的技術(shù)要求和本工程的實際,制定了嚴(yán)格縝密的施工方案和質(zhì)量安全保證措施。在施工方案的選擇中,考慮鋼管工廠分段加工后工地拼接量大,且構(gòu)件外形尺寸受到運輸?shù)南拗?,工廠制作成本會大大增加。為降低工程造價,決定采用工地制作、拼裝及安裝的施工方法,在施工現(xiàn)場架設(shè)10噸龍門吊和5噸龍門吊各一臺,設(shè)置鋼管拱臨時加工廠加工鋼管單元件,鋼管砼拱單元件制作完畢后,在橋面進(jìn)行分段及整體拼接,對表面進(jìn)行了防腐處理,然后分別豎轉(zhuǎn)提升至空中設(shè)計位置合龍,形成鋼管拱。上下游分別合龍成拱后,提升安裝風(fēng)撐。
2003年5月29日,大橋下游拱東、西兩個“半拱”開始對接,6月4日正式合龍完成。至此,全橋三大技術(shù)難點已全部攻克。
為了高質(zhì)量地完成鋼管砼拱的施工,項目部首先狠抓“源頭工程”,嚴(yán)格材料的控制,進(jìn)場的鋼材、焊接材料必須具有出產(chǎn)合格證,質(zhì)量說明書,進(jìn)場后必須經(jīng)過自檢、抽檢合格后方能使用。在鋼管拱拼裝施工中,項目部技術(shù)人員對每一道施工工序進(jìn)行誤差控制,充分考慮到氣溫、氣壓及各種影響測量及鋼材物理性能的因素,各段節(jié)擺放到位后,進(jìn)行嚴(yán)格檢查,真正落實技術(shù)規(guī)范與設(shè)計要求。鋼管砼拱的防腐措施是直接關(guān)系大橋鋼管砼拱結(jié)構(gòu)使用壽命的一件大事,項目部嚴(yán)格按防腐工藝要求組織施工,首先對鋼管拱表面除銹處理上采用干式噴砂法進(jìn)行處理,檢查達(dá)到設(shè)計要求的St2.5級除銹標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行噴涂,噴涂施工實行質(zhì)量責(zé)任制,將質(zhì)量責(zé)任落實到個人,落實到每道工序。在涂料的選擇上,項目部貨比三家,充分考慮到質(zhì)量要求,最終選中一種既經(jīng)濟又能滿足設(shè)計要求,能保證鋼管砼拱使用壽命的防護涂料,受到了業(yè)主監(jiān)理的肯定。在鋼管砼拱的焊接方面,根據(jù)設(shè)計圖紙的不同及結(jié)構(gòu)形式要求,采用不同的焊接方法,克服了焊接變形難控制、作業(yè)環(huán)境狹窄、高溫炎熱等重重困難,內(nèi)實外美的焊接工藝得到了技術(shù)專家的稱贊和肯定。
全長505m的五里亭大橋是新型拱梁組合橋,主橋長190m,采用無承臺大直徑樁墩,其鉆孔樁樁徑、單樁位承載力均創(chuàng)下了我國橋梁史上兩項記錄。此外,該橋還大量采用新技術(shù)、新工藝如先梁后拱工藝、集束式三管拱、7Ф7一邊墩頭一邊夾片相結(jié)合的吊桿、樁底零沉渣、零泥漿套、5000t鋼球型支座、巖溶地區(qū)溶洞群鉆孔樁施工技術(shù)等等,使得五里亭大橋成為名副其實的“科技之橋”。
科技創(chuàng)新不但為承建五里亭大橋的中鐵十四局集團隧道公司奠定了質(zhì)量基礎(chǔ),創(chuàng)造了輝煌的歷史,也為隧道人帶來項項殊榮:它承建的京九鐵路歧嶺隧道、深圳梧桐山隧道、朔黃鐵路東風(fēng)隧道均獲得中國建筑工程質(zhì)量最高獎——魯班獎;現(xiàn)在,隧道人擁有了昨天的業(yè)績,但他們又在構(gòu)思著自己的“精品戰(zhàn)略”:以承建五里亭大橋為起點,駕乘科技之橋的東風(fēng),依靠科技進(jìn)步、科技創(chuàng)新,確立以質(zhì)量、服務(wù)和用戶滿意為內(nèi)涵的市場理念,在競爭激烈的建筑市場,不斷拓展市場空間,用今天一流的速度,建明天高質(zhì)量的精品工程。