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钢塔千吨重 悠然空中来

[ 来源:http://litai-cb.com | 作者:网友 | 时间:2018-10-25

  港珠澳大桥跨越香港、珠海、澳门三地,三地的建设标准、营运标准不一,使工程设计之初就面临勘察技术标准、建筑材料检验标准、建设技术标准、施工标准、营运标准的不一致。港珠澳大桥管理局积极协调各方,组织各参建单位学习研判三地标准,提出以“技术标准就高不就低”的原则建设港珠澳大桥,并得到了各方的认可。

  桥梁工程上部大规模采用钢结构,建成国内首条钢箱梁板单元制造自动化示范生产线,“工厂化、机械化、智能化、信息化”的钢箱梁板单元全自动生产线理念,推动了钢箱梁制造行业创新及变革,使我国钢结构加工制造水平一跃进入世界前列。

  从2009年12月15日,港珠澳大桥首个动工项目——珠澳口岸的人工岛率先开工,到如今全线通车,九年工期、千秋伟业。作为“一国两制”框架下粤港澳三地首次合作共建的超大型跨海交通工程,同时也是世界总体跨度最长、钢结构桥体最长、海底沉管隧道最长的跨海大桥,更是公路建设史上技术最复杂、施工难度最大、工程规模最庞大的桥梁,港珠澳大桥在管理机制、建设理念、科研技术等方面进行了一系列创新。

  2.桥塔、箱梁整体运输吊装

  为了打赢青州大桥结型撑超高吊装战役,施工单位研发并制造了专门的塔顶吊机,经过精心准备,终于在163米的高空成功将毫米级精度的钢结型撑和厘米级精度的混凝土桥塔完美精确对接;同样在江海桥钢塔战场,需要将重2600吨、高105米的3座巨型“海豚”钢塔稳稳地安放在8平方米的钢结构底座之上,错边量不能超过2毫米。要知道,“海豚”塔加上吊具的吊重已经接近3100吨,需要两艘大型浮吊共同抬吊,在空中完成90度的翻转竖立动作,吊高已经接近浮吊的极限,而当时全国能完成如此吊高和吊重的浮吊仅有“长大海升”号一艘。

  5.新材料开发及应用

  “生产汽车的工序都用在造桥上了”

  2014年1月19日,大桥首跨钢箱梁完成在深海区的架设。新华社发

  为减少对河势、航道、水利等的不利影响,非通航孔桥190个承台全部埋入深达8~15m的海床面以下;通过采用新型胶囊Gina止水带以及钢圆筒围堰干法施工等创新工法,成功解决了因采用埋置式承台而带来的止水和环保难题。

  港珠澳大桥看起来设计简洁,但有很多为安全保驾护航的特色设计:桥身中有“小火车”奔跑,及时完成检修维护;桥身坚硬,但桥墩支架上装有柔软有弹性的橡胶,碰到地震能“借力打力”确保大桥安全。6.7公里的海底隧道中每隔135米就有一个逃生门,可用于穿行隧道,还有消防自动喷淋系统、烟雾智能监测系统……

  管理创新:

  主体工程22.9公里的桥梁,桥面铺装规模达70万平方米,其中50万平方米为钢桥面,是目前世界规模最大的单体钢桥面铺装工程。创新了GMA浇筑式沥青混凝土铺装方案,创建了世界一流的集料生产线,大大提高钢桥面板除锈防腐及防水层施工的机械化程度,提出“移动工厂化施工”的理念,用各种手段极大地保证了施工质量,使港珠澳大桥钢桥面铺装技术和管理的复杂性得到妥善解决。

  主体工程由三地共建共管,采用“港珠澳大桥专责小组-三地联合工作委员会-项目法人(大桥管理局)”三个层面的建设协调与决策管理机制。其中专责小组由国家发展改革委牵头,国家有关部门和粤港澳三方政府组成,负责协调与中央事权有关及三方有争拗的事项;三地联合工作委员会由粤港澳三地政府共同组建,广东省人民政府作为召集人,主要协调与项目建设有关的公共事务并对项目法人进行监管;项目法人即港珠澳大桥管理局由三方政府共同担任,负责大桥主体部分的建设、运营、维护和管理的组织实施等工作。

  港珠澳大桥主体工程集桥、岛、隧于一体,面临诸多世界级技术挑战,包括海中快速成岛、隧道基础处理与沉降控制、隧道管节沉放对接、大规模工厂化制造、海上埋置式承台施工、水下结构止水、超长钢桥面铺装、交通工程系统集成等。在九年的建设期间,全国各地的建设精英云集伶仃洋,不忘初心、牢记使命,历经艰苦卓绝的奋斗,用智慧和汗水浇注了这一举世瞩目的超级工程,在浩瀚伶仃洋上创造了中国桥梁建设的崭新诗篇。

  港珠澳大桥管理局局长朱永灵说,港珠澳大桥位于珠江口伶仃洋水域,项目涉及水文泥沙、地形地质、白海豚、防洪、防台和满足通航、海事、航空限高等复杂建设难题,是中国交通行业建设项目管理的全新挑战。

  ▲2015年9月6日,桥梁工程完成最后一件上节墩身安装,主体工程220座墩台全线完工。 新华社发

  同样,在主桥桥梁建设上,也产生了一系列新技术、新材料和新装备,在多个领域填补了空白,形成了走向世界的“中国标准”,是中国造桥技术的最高体现。特别值得一提的是,隶属于桥梁工程第四大战役的三座通航孔桥桥塔吊装。

  港珠澳大桥管理局副局长余烈介绍,在这些理念指导下,港珠澳大桥施工现场见不到传统的人头攒动、“千军万马”,而创新地形成了一系列的“中国工法”,异地制造,现场安装,“生产汽车的工序都用在造桥上了。”余烈开玩笑地说。

  文/广州日报全媒体记者陈治家、李妍

  2.全寿命周期的安全环保技术

  三地共建共管史无前例

  为了施工顺利,工程技术人员从测量位置选点等小事抓起,对整个吊装方案进行了超乎想象的细致设计和完善,先后对重型吊具进行了精密设计,确保了空间转体自如舒畅,对浮吊的锚泊系统进行全面升级改造,保证了吊装过程平稳,对吊钩的同步控制系统进行了反复调试,使得巨型钢塔空中姿态完全受控。吊装前还进行了3次大型实战演练,修编了几十版施工技术方案,召开了上百次技术研讨会议。经过不懈的努力、周密的部署和精心的操作,最终3座海豚钢塔稳稳地屹立于伶仃洋上。

  创新篇·桥梁

  创新篇·管理

  为实现港珠澳大桥“建设世界级跨海通道,为用户提供优质服务,成为地标性建筑”的建设目标,在120年设计使用寿命的要求下,港珠澳大桥开创性地提出了四大理念指导工程实践——设计理念:全寿命周期规划,需求引导设计;施工理念:大型化、标准化、工厂化、装配化;管理理念:立足自主创新,整合全球资源,推行伙伴关系;发展理念:绿色环保,可持续发展。

  大桥整个6年的前期工作由香港牵头;大桥开工后,协调机构调整为三地联合工作委员会,改由广东省牵头。协调管理机制这个演变过程体现了中央政府高度的政治智慧,有利于集成三地的制度优势,也有利于提升国内的技术标准和管理水平。前期工作由香港主导,利用香港的国际化视野、120年设计使用寿命要求、人性化的维养设施以及完善的品质保证体系,有利于大桥主体工程按照“就高不就低”的标准,确立项目的总体建设目标和管理规划。

  4.GMA钢桥面铺装

  建设创新:

  如今,行驶在港珠澳大桥—青州大桥段,两个高达160多米的“中国结”熠熠生辉,而把单个重达254吨的钢结构吊装到163米高的桥塔顶端,实现完美对接非常考验大桥建设者的智慧。

  如果桥面上发生交通事故,护栏上每隔300米就有一个紧急求助电话;司机或乘客一键按拨就能打出急救电话。港珠澳大桥管理局副局长余烈介绍,港珠澳大桥主体工程有524个摄影头,可以24小时全天候监察桥上的一切。一旦发生事故,即使没有及时接到报警,管理人员也可以通过各个监控系统及时发现一切不稳定因素。记者从设在西人工岛上的监控中心看到,整个大桥的智能监控系统包括气象、车流、应急、通风、消防等20多个子系统,桥上桥下,隧道内外,任何时候一切异常情况实时地在视频中显示,并及时自动报警。因此即使没有司机或乘客报警,监控人员也能第一时间获悉问题出现。

  1.承台墩身装配化施工

  据港珠澳大桥三地联合工作委员会主席、广东省发展改革委主任葛长伟介绍,2003年8月4日,国务院正式批准三地政府开展港珠澳大桥前期工作,同意粤、港、澳三地成立“港珠澳大桥前期工作协调小组”。2004年3月,港珠澳大桥前期工作协调小组办公室正式成立,全面启动港珠澳大桥各项建设前期工作。

  本次工程依托项目研发并采用了75毫米预应力粗钢棒、120年Ω橡胶止水带、组合梁钢混界面处的防腐橡胶密封条、高阻尼橡胶等类型隔震支座、TMD调谐质量阻尼器、国内开发生产的不锈钢钢筋及配套体系等一系列新材料新构件,打破了国外技术壁垒,满足了大桥建设的特殊需求。

  钢塔千吨重 悠然空中来   港珠澳大桥主桥建设过程中“孵化”出一系列新技术新材料新装备

  由于港珠澳大桥在大海上的主体部分就达近30公里,为了快速处理桥上出现的情况和进行维修保养,在大桥主桥箱梁内、梁底均配备了快速移动的电动检查小车,这些“小火车”可以大大提高维养效率。这样的维养设计意识也是在内地大桥少见的,梁内可跑“小火车”的大桥也是国内仅有的。桥面上的主塔外侧设置可拆卸的检查车,塔内还设置了爬梯、电梯,墩内、墩外设置爬梯,全面实现可达、可检、可维,通过常规巡查及时发现钢结构锈蚀等问题,及时维护。

  朱永灵说,像港珠澳大桥这样,在“一国两制”框架下三地共建共管的大桥建设管理模式,在全世界没有先例。

  港珠澳大桥是“一国两制”框架下,粤、港、澳三地首次合作,共建共管的大型跨海交通工程,因其工程规模巨大、技术复杂、管理协调难度大,自开工建设以来一直备受关注。

  为完成港珠澳大桥的设计、施工、运营,本次工程分别制定了设计标准体系、施工标准体系、施工及质量验收标准体系、营运维护标准体系。技术标准体系文件不仅为港珠澳大桥建设所用,而且在国内后续其他类似工程中得到了推广应用。其中的部分标准体系已上升为地方标准和公路行业标准。

  在2003年-2009年六年的前期研究工作期间,港珠澳大桥前期工作协调小组办公室组织开展了大量的专题论证,共完成了专题研究报告51项。在各方的努力下,协调解决了大桥登陆点、桥位方案、桥隧工程方案比较、口岸查验模式论证、投融资方案、通航标准及锚地影响、环境影响评价等关键问题。

  非通航孔桥190个承台墩身(最大吊重约2600吨)、135片钢箱梁、148片组合梁以及5座斜拉桥钢塔全部在岸上工厂内预制,再由船舶运输至施工现场进行整体吊装。

  “我是学路桥专业的,干了一辈子路桥工作,遇到像港珠澳大桥这样的项目,眼前一亮,我十几年前积极争取参与建设港珠澳大桥,主要是考虑这样的大桥对香港、澳门和珠海三地是有利的,对于三地都有利的事情,一定可以找到三地利益的平衡点,是能够做成功的。出于这样的信念,我在港珠澳大桥一直坚持干了十几年。”他认为,港珠澳大桥的建设,是粤港澳三地合作的典范,充分集中了三地的政策、技术优势,三地都非常务实,责、权、利关系明确,三地对大桥共建共管的组织机构创新,有利于发挥各方主观能动性。对于港珠澳大桥的通车,朱永灵表示非常激动。

  工法创新:

  港珠澳大桥位于珠江口伶仃洋水域,项目涉及水文泥沙、地形地质、白海豚、防洪、防台和满足通航、海事、航空限高等复杂建设难题,是中国交通行业建设项目管理的全新挑战。

  1.跨海集群工程技术标准体系

  2017年4月29日,正在铺设沥青的港珠澳大桥江海航段桥面,红色是铺设沥青前的保护涂层。新华社发

  为确保工程建设的优质和安全,由交通运输部牵头成立港珠澳大桥技术专家组,在重大技术方案、施工方案的论证以及重大工程问题的处理等方面提供咨询和技术支持。

  保障:桥上一键可拨打紧急救援电话

  例如,主桥钢箱梁制造建设团队,按照“车间化、机械化、自动化、信息化”的制造理念,研制了智能化的板单元组装和焊接机器人专用机床,打造了全新的自动化生产线;同时,在中山基地建立了国内首个大型钢箱梁拼装车间,真正做到了“板单元人最少,总拼厂人最好”。通航孔桥钢塔制造则突破传统工艺模式,开发了适应不同焊接工况的自动化焊接设备,实现了“无码装配、无损吊装、无损翻身”。港珠澳大桥钢结构制造实践有力地提升了我国大型钢结构制造工艺水平,彻底改变了传统做法,推动了行业技术进步。

  本次工程首次在交通运输大型复杂工程建设领域提出了融合多个组织的健康、安全、环保(HSE)一体化的管理方法和标准,并进行了工程示范,实现了在不确定因素高发条件下对健康、安全、环保的有效控制。

  3.钢箱梁板单元全自动化施工

  在工程质量管理制度设计上,本次工程参考引进了香港、澳门地区和内地高铁建设对混凝土生产推行的产品认证制度,实行首制件工程认可制;引进设计及施工咨询、质量管理顾问、试验检测中心、测量中心,充实法人质量管理力量。在安全环保管理方面,借鉴石油化工行业的经验,建立了职业健康、安全与环境(HSE)一体化管理体系和HSE应急保障体系,组建了跨境环保联络小组,并与海事部门紧密协作,全面加强海上通航安全监管,为工程建设的安全推进保驾护航。

  世界首创2600吨“海豚”完美腾挪

2015年8月23日,江海直达船航道桥“海豚”塔成功吊装。新华社发

  3.跨境工程建设运营

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