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乐清湾大桥项目:打造品质工程“浙江范本”

  仲夏时节,草木葱茏,浙东南沿海乐清湾畔,风潮涌动,生机勃发。

  建设中的乐清湾大桥桥面上,一派热火朝天的施工场景,上百名工人、几十台机械往来穿梭。6月30日,随着乐清湾2号桥主塔最后一榀钢箱梁吊装到位,乐清湾跨海大桥全桥单幅贯通。放眼望去,乐清湾大桥犹如长虹卧波,雄姿初现。

  乐清湾大桥项目是浙江省首批“品质工程”建设示范项目,其创造的毫米级节段梁预制精度,使其一跃成为全国交通品质工程建设样板。

  毫米级精度的背后,是“精进管理、精工建造、精益求精”的工匠精神。在这种精神的引领下,乐清湾大桥项目部探索出了BIM管理技术、智慧工地建设、班组作业标准化、工厂化管理等新思路和新模式,坚持高标准、严要求、强落实,朝着品质工程“浙江范本”的目标不断奋进。

  钢箱梁焊接

  边跨梁调整

  精工建造

  毫米级精度控制国内领先

  有效施工天数一年不足250天,滩涂长度达2940米,海上特大桥施工几乎所有的物资设备都由船舶运输操作……这就是乐清湾大桥1号桥在施工时所面临的现状。

  为保证项目顺利、安全推进,乐清湾大桥在建设中采用了节段梁施工工艺,即实行箱梁后场工厂化预制,前场拼装。

  虽然节段梁施工工艺具有标准化程度高、工程质量可控、比现场梁板浇筑节省工期等优势,但节段预制和架设需要达到毫米级的精度,精度控制是全国性难题。

  “乐清湾主桥一跨为60米,每跨由20榀梁段拼装而成。按程序,先是两边各30米拼好,再对接。这意味着,两个宽16米、足有十层楼高的‘大家伙’要完成对接。”项目总工程师李响介绍,“1号桥主桥跨径达150米,且梁高3.6至9米的变截面节段梁悬拼最终要实现20毫米的合龙精度,这在国内史无前例。”

  据介绍,合龙精度的影响,首先体现在墩顶块上。根据现有的测量工艺推算,一旦墩顶块发生1毫米的偏差,按照等比例的误差积累,吨构最大悬臂处将发生27.55毫米的偏差,规范要求合龙精度控制在20毫米以内,在海上恶劣的测量环境中,考虑仪器自身的误差,1毫米的控制几乎是不可能完成的任务。

  为了完成这个任务,项目部采用了“基于空间笛卡尔坐标系的节段梁悬臂拼装墩顶块安装施工工法”,开发出“轴系互换测设法”,引入“空间笛卡尔坐标系”,通过多次工法创新改进,两者有效结合,使合龙线形误差放大率降到1:6.5,墩顶块的安装功效更是提高到惊人的4小时,解决了行业内多年无法攻克的难题。

  节段拼装方面,项目部采用了“预制节段梁超前跨逐T拼装施工工法”,通过对节拼环氧胶涂抹工艺优化,采用临时预应力导向性调整工艺,实现了“节段梁无环氧贴片线型微调整工艺”。同时,对架梁设备进行了全套优化,实现桥机墩顶受力、整体可调的功能,并采用“超前跨T构拼装”和“边跨整体调整”工艺,在保证拼装质量前提下,最大程度节约了工期。

  此外,“四新技术”在项目上得以广泛应用:采用内外模全液压控制,使模板调整精度达到0.5毫米;预应力系统使用的一些垫片、堵头、连接管的设计,保证了节段之间管道连接的顺直,保证了预应力施加时整体线形可控……

  目前,乐清湾大桥节段梁已完成架设35联共计3353榀,在无垫片拼装工艺控制下,实现了3000道匹配缝偏差全部小于1毫米;167次合龙,333道合龙缝偏差全部小于15毫米,比全国规范要求还小了5毫米,达到国内领先水平。

  据了解,目前中交一公局乐清湾1、2 号桥项目部已取得49项技术创新成果,包括16项QC成果、7项工法、12项专利、获中国公路协会2项科技创新成果。

  “毫米级”精度让乐清湾大桥一跃成为全国品质工程示范。据了解,就在乐清湾大桥成功实现精度控制后,浙江省采用节段梁设计的大桥也如雨后春笋般开始涌现。

  非通航孔节段梁拼装

  主桥钢箱梁吊装

  精进管理

  BIM管理技术走在全国前列

  乐清湾大桥是连接台州、温州两地的海上通道,包括1号桥和2号桥。项目涉及三岸五地、60余个班组、千余工人,施工协同复杂,监控数据庞大,施工环境多变,构件工序繁杂,安全监管困难。

  “乐清湾大桥自开建两年多来,1号桥、2号桥主桥施工没有因数据或质量问题造成任何返工现象,没有一片梁预制出错,没有一片梁调运出错,没有一片梁安装出错。”项目书记赵龙坦言,精度高于规范之外,还能实现“零差错”,这主要源于BIM(Building Information Modeling)这项被交通运输部列为十大创新技术第一位的管理成果。

  在无多少可借鉴经验的情况下,中交一公局根据需求,通过参数模型整合项目的各种相关信息,并因地制宜赋予模型功能,以大数据实现可视化管理,为项目管理者带来智能化、精准的选择,达到精准控制、提高工效、节约成本和缩短工期等目的。

  中交一公局将BIM融入主桥的每一项施工内容,赋予了大桥“数字生命”,实现全生命周期管理,应用BIM技术的系统性和细致程度都走在了全国前列。

  将结构与结构碰撞的情况预演出来 ,是BIM大数据精准纠偏的重大功能。据统计,借助BIM可视化审查, 乐清湾大桥主体结构物和临时结构的“碰撞纠错”有81处。除此,每一项工序上,BIM 技术平台都利用三维方案的推演,向技术员进行可视化交底, 精准决策。

  在预制厂记者看到,系统平台相当于整个预制厂的电子大脑,实时管控着现场施工设备、材料、产品及作业人员信息。这里细到每捆钢筋、每包材料,大到每台设备、每片梁,都有各自的二维码,也就是说从材料到每个产品的信息都有各自的“电子身份证”,形成了上百万的数据库。现场管理人员和工人可以在屏幕上快速找到目标节段梁的位置信息。

  BIM技术广泛运用在管理的各个方面,成了把控工程质量的“管家”:工程六七成经费都用于材料,材料是否合格、领用是否规范、用到何处都可以进行追溯;1号桥和2号桥高峰期超过100吨的大型设备有40多台套,设备不仅重要,也是重大危险源,使用情况什么时候该维护保养,都可通过平台或者手机APP进行查看和数据调取,或由系统提醒;梁板存在什么位置、存了多久,每道工序由谁操作等等都可以随时查取,尽可能保证每片梁不出问题,或者出了问题能及时纠偏。

  “有了BIM技术的支撑,精确控制建设成本也能很好实现。开工前,项目部按照以往方式测算出大桥建设需要投入3.33台架桥机,也就是4台设备。而在BIM的测算帮助下,项目部只需要将拼装工效提高不到10%,就可以减少一台架桥机,节省近2000万元设备投入。”项目部常务副经理董耀文说。

  2016年9月,中国公路学会“BIM在交通领域推广与应用技术交流会”在杭州召开,代表了国内BIM技术最前沿高端水平,乐清湾大桥的建设者分享了经验,收获如潮好评。2016年底,中交一公局基于BIM多维度信息协同管理成果荣获了第十五届部级一等全国交通企业管理现代化创新成果。

  乐清湾大桥单幅贯通庆祝仪式现场

  精益求精

  筑牢品质工程“最后一公里”

  郭许恒是一公局乐清湾大桥项目的架梁班组长,每天早上开工前,他都会站上班前讲台,提醒班组成员对个人防护用品、作业环境、操作设备设施等进行检查。

  在乐清湾大桥工地,工厂化预制、集中化生产、“智慧型”管理……处处透着标准化的“精”。品质工程建设需要一支优秀的建设队伍,一线工人是打造工程品质的“最后一公里”。

  乐清湾大桥项目将施工管理和考核落脚点聚焦至一线班组,实施班组作业标准化管理模式。项目合理规范设置施工区域,全线60余个班组工人们严格按整理、整顿、清洁、清扫、安全、素养“6S”管理标准化作业,每日班前提示、班前检查、班中巡查、班后清理、班后交接和班后小结日循环“6 步走”,最大程度地实现产业工人要求。

  要达到产业工人的标准,除工人素质提升外,技术过硬是关键。

  “扎丝深入保护层,返工!”“垫块歪斜,返工!”“钢筋间距不均匀,返工!”6个钢筋笼3个要返工,节段梁厂钢筋班组长吴小明讲述了自己刚进场时的一幕。他说:“在以前的工地,我们是做的最好的,但在这里,标准要求非常高,要是通不过‘首件’就将面临被清退。”开工至今,乐清湾大桥项目已淘汰了15个不合格班组。

  班组“6步走”与“6S”管理相结合,“首件认可制”与“清退制”相促进,质量监管工前、过程、工后严格把关,钢筋、小型构件等半成品则实行统一仓储配送的“超市化”管理,混凝土温度、配合比及搅拌时间实时远程监控等,“品质”精进管理为乐清湾大桥建设注入了灵魂。

  “把人的行为限制在标准之中,从根本上控制习惯性违章作业,有效消除事故安全隐患,提升班组工作效率,也为我们推动农民工向产业工人转型提供了有利条件。”项目部安全副经理杨运根说,“精益求精不仅要体现在“毫米级”技术上,也要体现在工程和人员的管理上,这样才能打造精品百年工程。”

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