高配置工程机械成就苏通大桥世界之最
2007-02-08 00:00
| 正在建设中的苏通大桥是我国建桥史上工程规模最大、建设标准最高、技术最复杂、科技含量最高的现代化的特大型桥梁工程。 2006年9月19日，苏通大桥北主索塔完成最后1m3砼浇筑施工，标志着世界最高桥塔胜利封顶，提前43天创造出一项世界纪录。一周后，苏通大桥南主索塔也顺利实现封顶。 苏通大桥位于江苏南通与苏州（常熟）之间，总投资64.5亿元，全长32.4km，建成后苏通大桥将创下四项世界之最：①世界第一跨径的斜拉桥,最大跨径1088m；②最大规模群桩基础，主桥两个基础部分分别采用131根直径2.5～2.8m、长120多m的群桩构筑，是世界上最大规模、入土最深的群桩基础；③最高桥塔，主塔高306m；④最长拉索，580m。专家认为，苏通大桥代表着世界桥梁建设的最高水平。 高水平的施工建设，离不开高性能的工程机械。最大的砼搅拌船、最强有力的砼拖泵、最大的塔机等等，为苏通大桥建设提供了有利的保障和支持。 苏通大桥主索塔封顶前夕，记者专程赴苏通大桥工地进行了采访。 砼搅拌船确保大体积砼供应 苏通大桥拥有世界规模最大、入土最深的群桩（钻孔灌注桩）基础，砼浇注量巨大，加之施工地点在长江口，水上风急浪大，对砼生产和供应提出了很高要求。 为此，施工单位中港二航局投资3000万元购进“航工砼1602”搅拌船。这艘国内自行设计建造的生产能力最大、抗风性能最好、最先进的水上砼搅拌船，拥有两套搅拌系统，砼生产率为160m3/h，是一座名副其实的水上砼加工厂。该搅拌船长75.6m、宽23.4m、型深5.45m，排水量近7000t。先进的微机系统能储存500种预设配合比和100种实时配合比，并可随时输入、修改、删除或永久保存，工作状态显示在CRT上，实现对进料、称量、卸料、搅拌、出料的砼生产全过程的全自动控制。砼生产既可在中央控制室自动控制，也可在机旁人工操作。此外还配置了1艘120m3/h砼搅拌船（浅水区用）和1艘3000t简易搅拌船，满足了大方量砼浇筑的要求。 “航工砼1602”于2003年11月进驻苏通大桥工地，在离岸3km的江中施工，设备运行一直良好，为水上流动浇注4座主墩的钻孔灌注桩先后浇注和承台封底发挥了关键作用。 大桥主索塔承台之大世界罕见，其外形为哑铃型，每个塔柱承台平面尺寸51.35m×48.1m，厚6m，梁中部设2m后浇段，将两承台连接成整体。砼标号为C35，砼总方量42271 m3。根据施工条件和温控要求，承台砼施工纵向分五层，平面分两块，共分11次浇筑，单次最大浇筑方量5548m3。承台砼浇注采用泵送，布料杆布料。每次浇筑时共设置4台拖泵和4台折叠式布料杆。第一、二层砼分层浇筑、分层振捣，每层浇筑厚度控制在20～30cm，沿横桥进行；第三至五层采用全断面、一次到位、斜面推进法浇筑，斜向分层厚度30～40cm。 另一家施工单位公路二局投资2700万元建造的砼搅拌船采用南方路机的双机组，理论生产能力150m3/h，由德国普茨迈斯特及三一重工的两台砼泵完成泵送。 大型起重机主导吊装施工 中港二航局在4号主索塔投入1台MD3600塔机、1台ZSC5050塔机以及1400tm桅杆式起重机，其余塔柱共投入了300tm以上的塔机3台。在其余B1、B2标同时投入7台塔机进行上部结构施工。 公路二局苏通大桥项目使用的塔机采取局内统一调拨和外租相结合的形式，一共使用了6台起重能力在300tm以上的大型塔机。其中在5号主索塔上就使用了3台大型塔机（波坦MD3600，江麓315和1台23B塔机），在其他塔柱施工中，使用了川建的7022等塔机。 MD3600是波坦公司迄今为止制造的最大塔机，最大起重量达160t，最大工作高度315m，使用50m长的的吊臂。该起重机采用了双钩设计—两个分别具备20t和80t起重能力的吊钩，20t的吊钩用于高速吊装，在225m以下的高度进行砼模板的放置，而80t的吊钩主要用于225m以上高度的吊装，如定位斜拉钢索和钢锚箱等重型吊装作业。在组装前，波坦公司根据中港二航局提出的使用要求对塔机进行了改进，使其具有更佳的稳定性和更大的伸展范围。这些改进也使得位于长江入海口的这台巨型塔机的抗风能力达到61.5m/s。 苏通大桥南塔与北塔使用的4台施工升降机均为上海宝达工程机械有限公司设计制造，其中北桥塔施工采用的一次到顶的SCQ200/200VA型快速变频调速倾斜式施工升降机，在额定载重量、起升高度、附墙距离、供电方式等方面都有新的突破。采用了输电滑线槽为吊笼电机供电，取消了随行电缆，保证了升降机的安全使用。 钢箱梁吊装施工是苏通大桥实现斜拉桥千米跨越的关键工程，也是建桥过程中难度最大、风险最大的时期之一。梁段采用工厂制造，水运至现场吊装的施工方法。苏通大桥主桥采用的七跨双塔双索面钢箱梁斜拉桥，为世界第一大跨径斜拉桥，共需用钢箱梁139块，总重49000t。其中1088m跨径的主航道用钢箱梁69块。组合钢箱梁的吊装使用了“振浮6号”吊装船，它的吊装高度最高可达110m，吊装最大重量为1600t。 为确保施工安全，针对梁段吊装正值洪水期，水深流急（水深达32m、最大流速达4m/s），涨落潮流向多变，且起重船需横江作业等施工难点，项目部专门为承担此次吊装任务的“振浮6号”起重船的锚缆系统进行了改造，在起重船头增加两个8t霍尔锚，以克服水流作用力，施工前，项目部分别对起重工、工班长、技术人员等进行技术交底，建立责任体系。吊装期间， 领导深入现场科学督导，全程指挥，经过全体人员的齐力拼搏、精细作业，确保了梁段顺利吊装。 2006年8月25日，苏通大桥北索塔区，1600t起重船将长22.2m、宽35m、重695t的钢箱梁从运梁船上缓缓起吊平稳落至72m高的临时支架上。至此，北索塔区3块、总长57.6m的钢箱梁吊装完成。 三种型号砼泵比拼超高程泵送 苏通大桥主桥索塔为倒Y型结构，索塔总高度300.4m，塔柱顶高程为306m。索塔共分成68个节段，砼方量约2.7万m3，平均每一个节段砼的浇注时间为7天左右，除横梁浇注外每次浇注量不超过250m3，且随高度增加浇注量减少，浇注强度超过25m3/h即可满足要求。南塔和北塔的施工工期都是16个月。 苏通大桥306m高主桥索塔全部采用砼结构，205m高度以下采用C50高强砼，205m以上为C50钢纤维砼。C50砼采用石子为玄武岩，硬度大，骨料采用连续级配，并且对泵和输送管路磨损大；掺入钢纤维后砼流动阻力增加，输送泵换向阻力加大；这对砼泵送设备及泵送方案提出了极高的要求。这种砼容易在泵送过程中离析，并会令砼泵的磨损件快速磨损。如果砼配比或外加剂使用不合理，搅拌不充分，将很大程度上加剧砼的离析和磨损件的磨损速度，直至不可泵送。 公路二局为完成南岸主桥索塔的泵送，特别购买了一台德国原装进口的普茨迈斯特公司BSA14000HP砼泵，该砼泵拥有专为适应超高程泵送需要的砼泵送系统而特别设计的油缸，其大功率的发动机、优化的液压和电气控制系统均为普茨迈斯特的专有技术。曾在上海金茂大厦421m高度的超高程泵送中出色地发挥威力。 BSA14000HP泵送系统的部分部件采用特有的“装配式”，维修、保养的成本有效降低，效率也得到提高。正在承担位于迪拜的世界最高楼Burj的高程泵送任务。自设备交付使用至主塔封顶，普茨迈斯特对该项目给予了高度的重视，技术服务人员多次到现场工作，给予技术支持。索塔封顶即由这台泵完成高程钢纤维砼泵送任务，再一次体现了“大象”泵的威力。 中港二航局与公路二局还分别采购了一台三一重工的双柴油机动力泵HBT90CH2122D。为了保证超高程砼泵送，三一重工采用了两套动力系统和两个主泵，即采用两台181kW发动机提供动力。该种设备曾经成功地在香港国际金融中心一次性泵送达到406m的高度，创造了新的世界泵送记录。 另外，中港二航局为完成北岸主桥索塔高程砼泵送，还购买了一台德国原装进口的施维英BP4000砼泵。这样，在苏通大桥南北主索塔超高程砼泵送施工中，就出现了三种品牌型号的砼泵竞相比武的场面。 北索塔自2005年5月16日浇筑首节塔柱，至桥塔封顶共历时496天。建设者们克服了平均风力6级以上、高空作业风险大、吊装作业安全危险因素多、阴雨天气对施工影响大等诸多困难，针对无历史经验借鉴、结构标准高和综合环境复杂的现状，制定了科技创新规划及质量创优计划，始终坚持技术引领施工，超前两个工序优化施工组织设计、细化作业指导书，进行全员技术交底。同时，各工序实行“首件制”，加强施工控制与监测、砼成品的养护，最终使世界最高桥塔得以提前封顶。质量优良、轮廓美观、线形流畅、气势雄伟的桥塔得到了中外专家一致好评。 |
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