星期五   2022年07月08日 桥梁数字报 专题

“小蛮腰”是如何炼成的

来源:    作者:张璞

历经一年多的艰苦建设,黄茅海跨海通道两座主塔“破土而出”,如今已经“长高”到了62米,主塔截面也由直径18米的圆形变成了长轴13.47米、短轴10.76米的圆端形。黄茅海跨海通道的主塔采用变截面独柱式设计,形似“广州塔”,从远处望去,桥塔“小蛮腰”的姿态已初步显现,为这片开阔海域增添了一道独特的风景。


打造“钢筋骨”


钢筋就像主塔的“骨骼”,是撑起整个“躯体”的关键。项目部采用“钢筋部品化”的施工工艺,快速高效地为“小蛮腰”打造了一副“钢筋铁骨”。

“钢筋部品化”即工厂化分块预制、现场整体化安装。在主塔施工中除部分钢筋现场散绑外,其他部位根据重量单节段分2到4块进行部品化制造、整体运输、整体安装,最后采用锥套锁紧接头连接。

为此,项目部专门建设了一座长125米、宽45米的钢筋部品车间,设置2条生产线,分别用于主塔和引桥墩身钢筋部品制作。车间内还设置了8套标准化绑扎胎架,这是实现部品钢筋制安效率提升的利器,相当于部品化生产的“模具”,提升了标准化水平。胎架由作业平台、底部定位板、顶部定位板组成,两个定位板可以让每一根钢筋“对号入座”,大大降低了作业难度,减少了对人工的需求。此外,主塔截面形状会随着高度的增加不断变化,为适应这种变化,胎架的定位板采用了数控雕刻机裁切的竹胶板,CAD排版、精准切割,进一步减小了部品钢筋现场对接时的误差。

解决了部品钢筋制安问题,如何实现安全平稳吊装成了摆在项目部面前的一道难题。

黄茅海跨海通道主塔施工采用的异形索塔钢筋部品施工为首次实践,无类似项目经验可循,需要解决的难点比较多,例如常规吊具无法通用、无法实现水平吊装、斜率调整困难、吊装变形大等。为此,项目攻关团队设计了一种针对部品钢筋的通用型吊具。它由主梁、横梁、吊点小梁及吊耳组成,像一张由型钢焊接成的网,通过设置多个吊耳,能够适应不同节段部品形状变化,让部品的每一个受力点都能找到对应的“支持”。吊具与部品钢筋之间采用免焊接夹片式吊点及倒链,方便吊具倒用及安拆,减小吊点间距,从而减小部品钢筋吊装变形,便于精确调整部品姿态。

在起吊过程中,连接吊具的4根钢丝绳通过调整长短先大致保证与部品钢筋位置水平,实现部品重心与吊具重心基本重合,船运至施工现场后,再通过多倒链调节实现部品姿态精确调整对接。

钢筋部品化工艺的成功应用,不仅提高了主塔施工效率,还将大量的高空作业转为地面作业,有效降低了安全风险,提升了加工质量。


穿好“塑身衣”


形象地说,模板就像一件“塑身衣”,对于控制主塔“体型”起到关键作用。变截面塔柱对模板精度的要求近乎苛刻。

黄茅海跨海通道主塔外模采用Doka自动液压爬模系统。主塔爬模法施工通常为模板随爬架爬升至下一节段进行简单的调整裁切即可直接应用,但鉴于该项目主塔的独特造型,模板无法通用,均需拆除后运输至车间进行改制方可使用。因此,在主塔结构外形的变化过程中,模板的改制是重中之重。

每一片模板由造型木、背肋和面板三大部分组成,在改制过程中,这几个部件都要有相应的变化。其中每节段需改制600块造型木及96块加强板,由此带来的模板连接螺栓安拆工作量及面板弯折损耗率巨大。

为突破这一难题,项目部专门订购了两台智能数控雕刻机。提前在电脑中用CAD画出准确的工程图,然后用U盘导入到操控台,雕刻机根据指令就能将模板加工成想要的形状,仅需一名工人就能完成所有基本操作,大大提高了工效。


治愈“皮肤病”


黄茅海跨海通道主塔身处海洋环境,高空中风力强劲、温差较大,给混凝土结构抗裂带来了巨大挑战。

在源头上,项目部通过掺加粘度改性剂、温缩纤维,降低水泥用量等方式优化混凝土配合比,对比应用7种配合比,并根据实际应用情况确定了最优方案。同时,为提升混凝土结构自身的抗裂能力,项目部引进了一种新型的玄武岩纤维增强复合材料,它的重量很轻,且抗拉强度是钢材的10至15倍,还具有一定的弯折性,能够较好地贴合主塔的特殊结构,在海洋环境施工中表现出了良好的耐腐蚀性能。

除了材料,温度控制也是混凝土结构抗裂的关键,预埋在主塔结构中的冷却水管及测温元件起到了很大作用。冷却水管和测温元件与智能化温控系统相连,系统通过智能监测模块对混凝土温度进行实时监测,再将数据传输至云平台,依托云平台内置温控数据分析处理算法,智能判断当前状态是否需要采取冷却水循环措施。如温度过高,则自动调度现场智能设备进行冷却水输送,直至混凝土温度达到预定值范围。项目部还采用料仓喷雾降温、混凝土投冰降温、运输车洒水降温等方式严格控制混凝土入模温度。针对劲风天气下混凝土表面快速失水、收缩产生裂纹的情况,项目部在拆模前挂设厚厚的防风篷布,有效控制了裂纹的产生。

主塔及斜拉索施工结束后,再经过四道涂装工序,使混凝土结构的耐久性进一步得到保证,确保了成品“内实外美”,助力打造百年品质项目。

标准化部品车间.gif

标准化部品车间