海上懸澆“搭積木”:蓮嶝大橋以掛籃工藝攻克跨海施工難關(guān)
通訊員 唐云梅 魏首塤
在廈門南港海域,一場(chǎng)精密的“海上空中造橋”正精彩上演。作為廈門翔安國(guó)際機(jī)場(chǎng)的“咽喉要道”,蓮嶝大橋正采用成熟的掛籃懸澆工藝建設(shè)150米主跨梁段,實(shí)現(xiàn)全程“無(wú)支架懸臂作業(yè)”。該工藝不僅破解了通航與施工的矛盾,更在潮汐、海風(fēng)的復(fù)雜環(huán)境中,創(chuàng)下了跨海橋梁施工的新標(biāo)桿。目前,該項(xiàng)目已完成0號(hào)塊施工,正全力推進(jìn)懸澆段作業(yè),預(yù)計(jì)2025年將實(shí)現(xiàn)主橋合龍,為機(jī)場(chǎng)片區(qū)的崛起鋪就關(guān)鍵通道。
三橋并行的海上施工難題
蓮嶝大橋由三組并行橋梁組成:全長(zhǎng)1.6公里的貨運(yùn)通道(雙向6車道)和3公里的保稅通道(雙向2車道),均需跨越南港海域完成大跨度施工。其中150米主跨區(qū)域位于繁忙航道上方,傳統(tǒng)支架法施工會(huì)嚴(yán)重影響通航安全,因此選擇了技術(shù)難度更高的掛籃懸澆工藝——這種被業(yè)內(nèi)稱為“掛籃施工”技術(shù),如同在橋墩間架設(shè)可移動(dòng)的鋼鐵工作臺(tái),每完成一段梁體澆筑便向前“行走”一段,直至橋梁合龍。
“整個(gè)施工過(guò)程就像在海面上搭積木,只是每塊‘積木’都是重達(dá)數(shù)百噸的混凝土梁體。”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人形象地比喻道。這種施工方式對(duì)設(shè)備穩(wěn)定性、混凝土質(zhì)量和精度控制提出了極高要求,尤其是在每天承受潮汐漲落、海風(fēng)侵?jǐn)_的海洋環(huán)境中,施工難度較陸地橋梁提升數(shù)倍。
掛籃施工的四大技術(shù)要點(diǎn)
動(dòng)態(tài)平衡的鋼鐵骨架是掛籃施工的基礎(chǔ)。每套掛籃由承重系統(tǒng)、懸吊系統(tǒng)、模板系統(tǒng)和走行系統(tǒng)組成,如同一個(gè)精密的鋼鐵機(jī)器人。在蓮嶝大橋施工中,掛籃需要承載3至4米長(zhǎng)、10至16米寬、3.5至9米高的梁體施工荷載,采用C55高性能混凝土一次性澆筑完成,單段澆筑量達(dá)數(shù)百立方米。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新采用“一體化定制模板”技術(shù),使梁體成型誤差控制在毫米級(jí),為后續(xù)掛籃行走奠定精準(zhǔn)基礎(chǔ)。
預(yù)應(yīng)力張拉工藝被喻為給橋梁注入“內(nèi)力”。在首個(gè)0號(hào)塊施工中,工人對(duì)梁體兩側(cè)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線進(jìn)行精準(zhǔn)張拉,通過(guò)千斤頂施加預(yù)設(shè)應(yīng)力,使混凝土梁體獲得更強(qiáng)的抗裂、抗彎和抗形變能力。項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人解釋:“這相當(dāng)于給橋梁結(jié)構(gòu)裝上了‘鋼筋筋骨’,確保其在長(zhǎng)期荷載和海洋環(huán)境下的耐久性。”
海洋環(huán)境適應(yīng)性是跨海施工的關(guān)鍵突破。針對(duì)南港海域復(fù)雜的地質(zhì)條件和臺(tái)風(fēng)多發(fā)特點(diǎn),項(xiàng)目部開(kāi)發(fā)了多重防護(hù)技術(shù):對(duì)掛籃防風(fēng)設(shè)施進(jìn)行專項(xiàng)加固,將掛籃主桁通過(guò)預(yù)埋高強(qiáng)度的精軋螺紋鋼,牢牢鎖定在已澆筑梁段上;采用定制防兜風(fēng)式護(hù)欄片對(duì)掛籃進(jìn)行防護(hù),將風(fēng)對(duì)掛籃的影響降至最小;安裝實(shí)時(shí)氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng),提前72小時(shí)預(yù)判臺(tái)風(fēng)路徑;安裝風(fēng)速監(jiān)測(cè)系統(tǒng),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)速,并根據(jù)實(shí)時(shí)風(fēng)速對(duì)掛籃采取不同的加固措施。這些措施在今年臺(tái)風(fēng)“丹娜絲”影響期間成功經(jīng)受住考驗(yàn),將施工影響降至最低。
智能化監(jiān)控系統(tǒng)保障施工精度。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)運(yùn)用先進(jìn)測(cè)量?jī)x器對(duì)掛籃變形、梁體高程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),每小時(shí)采集一次數(shù)據(jù),確保施工誤差不超過(guò)3毫米。在首個(gè)懸澆段施工中,通過(guò) “預(yù)應(yīng)力及預(yù)埋件清單化管理”“智能張拉壓漿系統(tǒng)”“智能噴淋養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)”等技術(shù)措施,實(shí)現(xiàn)了從鋼筋綁扎、混凝土澆筑到養(yǎng)護(hù)的全流程質(zhì)量管控。
攻堅(jiān)克難的海上工程實(shí)踐
蓮嶝大橋掛籃施工面臨著三重挑戰(zhàn):一是環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)控制難度大。海上作業(yè)面臨復(fù)雜氣象條件,如強(qiáng)風(fēng)、臺(tái)風(fēng)等,直接影響掛籃結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。施工區(qū)域高且空曠,需實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)速并動(dòng)態(tài)調(diào)整加固方案,否則可能因風(fēng)力導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失穩(wěn)或傾覆。二是設(shè)備耐久性與運(yùn)維管理復(fù)雜。海洋環(huán)境中的鹽霧腐蝕和長(zhǎng)期負(fù)載會(huì)加速鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度衰減,需高頻次監(jiān)測(cè)應(yīng)力數(shù)據(jù)并分析預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)狀態(tài)。三是150 米主跨的線性控制要求極高,毫米級(jí)誤差可能引發(fā)噸級(jí)風(fēng)險(xiǎn),任何微小偏差都可能影響最終合龍。
為應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn),項(xiàng)目部采取了一系列創(chuàng)新舉措:一是安裝風(fēng)速監(jiān)測(cè)系統(tǒng),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)速,并根據(jù)實(shí)時(shí)風(fēng)速對(duì)掛籃采取不同的加固措施,將掛籃主桁通過(guò)預(yù)埋高強(qiáng)度的精軋螺紋鋼,牢牢鎖定在已澆筑梁段上。二是通過(guò)加強(qiáng)對(duì)掛籃桿件采取防腐措施,采用海上高級(jí)別防腐涂料,防止在長(zhǎng)時(shí)間施工過(guò)程中海洋環(huán)境中的鹽霧腐蝕掛籃,加速掛籃鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度衰減。安裝掛籃智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)掛籃各個(gè)桿件的受力狀況,實(shí)時(shí)收集掛籃桿件應(yīng)力數(shù)據(jù),并設(shè)置應(yīng)力數(shù)據(jù)異常警戒系統(tǒng)。三是通過(guò)6組掛籃同步施工實(shí)現(xiàn)對(duì)稱平衡,減少結(jié)構(gòu)偏位風(fēng)險(xiǎn),并引進(jìn)第三方監(jiān)控,實(shí)時(shí)對(duì)掛籃施工過(guò)程進(jìn)行線性監(jiān)控,每個(gè)節(jié)段下發(fā)線性數(shù)據(jù)指導(dǎo)掛籃施工,并對(duì)數(shù)據(jù)異常發(fā)出預(yù)警,采取措施調(diào)整線型至可控范圍內(nèi)方可進(jìn)入下一節(jié)段施工,確保跨中合龍的精度。這些措施使得項(xiàng)目在安全施工的同時(shí),保持了項(xiàng)目掛籃節(jié)段快速施工的記錄。
蓮嶝大橋的建設(shè),不僅是一次工程技術(shù)的突破,更是對(duì)海洋環(huán)境下橋梁施工難題的系統(tǒng)性破解。當(dāng)這座連接空港與島嶼的交通樞紐通車時(shí),它承載的不僅是物流與客流,更凝結(jié)著“海上掛籃施工”的全套技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。從毫米級(jí)精度控制到臺(tái)風(fēng)防護(hù)體系,從智能監(jiān)控到防腐工藝,這些實(shí)踐將為沿海地區(qū)同類工程提供可復(fù)制的“海上造橋方案”,讓更多跨越天塹的通途,在技術(shù)創(chuàng)新中從藍(lán)圖變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

施工現(xiàn)場(chǎng)航拍

掛籃施工現(xiàn)場(chǎng)

防兜風(fēng)式護(hù)欄通道

掛籃施工線型監(jiān)測(cè)

測(cè)量實(shí)時(shí)檢測(cè)

智能張拉系統(tǒng)

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)?wèi)c祝17號(hào)墩首個(gè)0號(hào)塊順利澆筑