在秦巴山脈的連綿丘陵間,新蜀道G5京昆高速漢廣綿擴容段正如一條鋼鐵巨龍貫通山川。成都公司承建的周家河樞紐,作為全線控制性工程,其建設體量之大、施工難度之艱業(yè)內(nèi)罕見:主線及匝道總長15公里,117個薄壁空心墩,93米的最高墩,52米的極限小半徑曲線,上跨下穿既有高速,施工面臨前所未有的技術(shù)挑戰(zhàn)。
從傳統(tǒng)建造到智能建造
“10年前,我們用來回拖動CAD圖像,現(xiàn)在通過多源激光與高清影像融合技術(shù)便可達到三維可視化管理?!表椖拷?jīng)理余道銀的辦公桌上,一本泛黃的記錄本和智能終端形成鮮明對比。
該技術(shù)能使橋墩垂直度檢測精度達到毫米級、梁體幾何信息精度達到厘米級,可更加高效指導橋墩施工、梁體制作與安裝,特別針對地勢條件復雜的高墩群互通樞紐,極大提高了測量效率。
在分秒必爭的施工現(xiàn)場,科技正以前所未有的力量推動工程效率實現(xiàn)質(zhì)的飛躍。
項目以科技為引領(lǐng),成立了“漢廣綿項目崢鑫創(chuàng)新工作室”,助力周家河樞紐成功解決小半徑多匝道互通樞紐施工、預制梁高程偏差大等難題,累計成功受理專利30項,工法申報8個,1項成果獲國家級QC成果獎,榮獲2024年股份公司的綠色施工科技示范工程。
在高墩集群施工中,項目采用全封閉液壓自爬模系統(tǒng),以4.5米為一個施工節(jié)段,通過液壓頂升實現(xiàn)模板自動爬升,單個節(jié)段施工周期最短縮至5天。同時,利用穿心鋼棒結(jié)合液壓爬模部分模板和防護系統(tǒng),創(chuàng)新設計中系梁支架體系,實現(xiàn)中系梁與墩柱同步澆筑,這一工藝不僅確保了結(jié)構(gòu)整體性,還避免了傳統(tǒng)爬模重復搭拆作業(yè)平臺的安全風險。
在架梁施工過程中,周家河樞紐上跨下穿情況交錯復雜,三臺架橋機的架設順序緊密關(guān)聯(lián)、環(huán)環(huán)相扣。BIM技術(shù)通過構(gòu)建與實體工程完全同步的虛擬模型,精準模擬各匝道交匯點架梁擺尾時的碰撞情況,為施工提供準確指導。特別是在D匝道100米小半徑上跨高速路的施工中,通過BIM模擬精確驗證了500噸履帶吊在極限工況下的施工可行性,讓施工方案更具實操性與指導性。
“在傳統(tǒng)計算中,我們需要對每一種情況從頭到尾進行推演,根據(jù)現(xiàn)場情況,隨時都要重頭計算?,F(xiàn)在,我們只需要輸入特定參數(shù)便可在幾分鐘完成計算?!表椖靠偣こ掏踯幗榻B,BIM數(shù)字孿生的技術(shù)終結(jié)了行業(yè)手動推演的打磨難題。
從傳統(tǒng)繪圖紙到智能云平臺,從經(jīng)驗判斷到數(shù)據(jù)驅(qū)動,這場建造方式的深刻變革,正在周家河樞紐的每一個施工環(huán)節(jié)生動上演。
與極限小半徑較量
52米極限小半徑,這個在橋梁建設中是罕見的參數(shù),成為周家河樞紐建設中最難啃的“硬骨頭”。在如此小的半徑下進行高墩現(xiàn)澆箱梁施工,猶如讓龐然大物在針尖上起舞。
針對小半徑曲線帶來的受力難題,支架體系的選型至關(guān)重要。傳統(tǒng)鋼管立柱+貝雷梁+滿堂支架模式,存在施工成本高、施工風險偏大的弊端?!笆芰刂剖顷P(guān)鍵,特殊結(jié)構(gòu)稍有不慎則會兩邊受力不均勻,導致支架垮塌?!蓖踯幈硎尽?/p>
面對小半徑的特殊結(jié)構(gòu),項目團隊歷經(jīng)20余次模擬迭代優(yōu)化,提出了“托架+鋼管立柱”的組合式支架體系。這一設計巧妙地平衡了曲線內(nèi)外側(cè)的受力差異。經(jīng)過精密計算,該體系成功將偏壓荷載控制在安全范圍內(nèi),破解了小半徑支架體系的受力難題。
在其他100米內(nèi)小半徑架梁施工中,常規(guī)架橋機根本無法適應曲線架梁需求。技術(shù)團隊與廠家一起對現(xiàn)有架橋機進行了全面改造升級,研發(fā)了“自適應多功能自平衡架橋機”:通過優(yōu)化支腿結(jié)構(gòu)、改進導梁系統(tǒng),實現(xiàn)了在小半徑曲線上的靈活轉(zhuǎn)向和穩(wěn)定行走。其獨特的液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng),完美解決了傳統(tǒng)架橋機“轉(zhuǎn)不過彎”的困境。
與此同時,項目還采用了多源激光掃描技術(shù),對架設完成的梁體進行毫米級精度監(jiān)測,確保每片梁體都精準就位。在支架關(guān)鍵部位安裝傳感器,實時監(jiān)測受力狀態(tài),為施工安全提供了雙重保障。
鑄牢生產(chǎn)安全之盾
在周家河樞紐,科技創(chuàng)新不僅體現(xiàn)在工程進度和質(zhì)量上,更體現(xiàn)在對生命安全的極致守護。
周家河樞紐有三處鋼混組合梁上跨既有高速公路。項目團隊現(xiàn)借鑒連續(xù)梁兜底防護原理,在鋼混組合梁兩箱間搭設安全防護平臺,平臺由鋼結(jié)構(gòu)支架+防火棉組成,不僅能有效防止重物沖擊,還能有效阻隔焊接火花和施工碎屑,為施工人員提供了穩(wěn)定的作業(yè)面。
特種設備安全監(jiān)控實現(xiàn)了從“人防”到“技防”的轉(zhuǎn)變。項目在每臺架橋機上都精準安裝了傾角、行程、重量、風速等多種傳感器,這些“數(shù)字神經(jīng)”24小時不間斷采集設備運行數(shù)據(jù),實現(xiàn)對特種設備的遠程實時監(jiān)控。一旦出現(xiàn)異常情況,便立即觸發(fā)預警機制,操作人員立即進行檢查。
項目構(gòu)建的"空中+地面"立體化監(jiān)控網(wǎng)絡,將安全管理提升到全新高度。無人機每日進行日常巡檢,借助高清攝像能及時發(fā)現(xiàn)是否有違規(guī)作業(yè)。項目推行的二維碼打卡系統(tǒng)確保了管理人員履職到位,隱患排查治理APP實現(xiàn)了全流程閉環(huán)管理。這套體系運行以來,已累計發(fā)現(xiàn)并整改安全隱患2000余項,整改完成率達到100%。
此外,項目黨支部采取黨員+安全員+群安員+青安崗+現(xiàn)場作業(yè)人員“1+3+N”安全監(jiān)督保障體系,確保施工生產(chǎn)平穩(wěn)可控?!包h員帶頭發(fā)揮榜樣作用,營造了人人講安全的濃厚氛圍,在周家河樞紐施工中筑起了堅實安全屏障?!表椖奎h支部書記陳靜說。
群山為證,天塹通途。昔日“蜀道難”的慨嘆,已被新時代建設者用創(chuàng)新科技徹底改寫。這座聯(lián)通未來的超級工程,為蜀道暢通的千年夙愿注入了強大動力。(中鐵五局)
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