平南三橋位于廣西平南縣西江大橋上游6km處,是荔玉高速平南北互通連接線上跨越潯江的一座特大橋,由廣西交通投資集團有限公司投資,廣西北部灣投資集團有限公司直屬企業(yè)廣西路橋工程集團有限公司承建。大橋全長1035m,主橋跨徑575m,建成后將是世界最大跨徑的中承式鋼管混凝土拱橋,是拱橋發(fā)展史上的又一里程碑,也將成為中國橋梁新名片。平南三橋的建設(shè),開創(chuàng)了在不良地質(zhì)條件下修建大跨徑鋼管混凝土拱橋的先河,進一步探討了跨徑700m級鋼管混凝土拱橋的設(shè)計建造技術(shù),大幅提升大跨徑鋼管混凝土拱橋的建造適用范圍,引領(lǐng)鋼管混凝土拱橋發(fā)展新趨勢。
科研攻關(guān),實現(xiàn)多項關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新
平南三橋建設(shè)難度大,北岸地質(zhì)條件復(fù)雜、超大跨徑纜索吊裝系統(tǒng)升級改造等一系列問題需要在建設(shè)過程中進行技術(shù)攻關(guān)。經(jīng)過以中國工程院院士鄭皆連為首的科研團隊及項目技術(shù)團隊的共同努力,項目實現(xiàn)了多項關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新。
主要技術(shù)創(chuàng)新有:一是國內(nèi)首次把“圓形地連墻+卵石層注漿加固”方案成功運用到拱橋領(lǐng)域中,為不良地質(zhì)條件下修建大跨徑拱橋提供了典型的工程案例;二是國內(nèi)首創(chuàng)具備300t吊裝能力的纜索起重機系統(tǒng),且搭建200m高裝配式塔架,實現(xiàn)電氣化自動控制;三是運用北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)與智能張拉技術(shù),以力主動控制代替剛度被動控制,實現(xiàn)了200m高塔頂縱向位移智能調(diào)載糾偏,為精準吊裝拱肋及格子梁提供堅實保障;四是首創(chuàng)了基于影響矩陣原理的“過程最優(yōu),結(jié)果可控”扣索一次張拉計算理論,實現(xiàn)了大跨徑拱橋主拱圈線形控制技術(shù)的新突破。經(jīng)過一系列的技術(shù)攻關(guān),平南三橋于2020年5月12日完成全橋主拱肋管內(nèi)混凝土真空灌注。至此,大橋核心技術(shù)難點攻關(guān)完成。在此期間,項目積極依托技術(shù)攻關(guān)開展專利申報,現(xiàn)共申報62項國家專利。
信息化管理,建設(shè)智慧工地新模式
平南三橋開工建設(shè)以來,主動將建設(shè)行業(yè)的新興技術(shù)融合項目特色,形成“BIM+”概念融入施工管理的各個細節(jié),借助模型的三維仿真動態(tài)演示功能助力設(shè)計優(yōu)化和專項施工方案模擬,提前掌握工程建設(shè)重點難點,增強施工風(fēng)險管控的針對性。項目現(xiàn)已成為廣西公路水運工程BIM技術(shù)應(yīng)用示范項目、廣西建筑信息模型(BIM)技術(shù)應(yīng)用試點項目?,F(xiàn)階段還實現(xiàn)多平臺建模、基于模型的進度質(zhì)量安全管理、施工圖紙深化、AR三維交底、無人機應(yīng)用、施工工藝全真模擬、鷹眼系統(tǒng)監(jiān)控指揮中心等信息技術(shù)的全面應(yīng)用,構(gòu)建起安全監(jiān)管、生產(chǎn)調(diào)度、智慧辦公、智慧展廳四位一體的格局。
項目配備全過程信息數(shù)控管理的混凝土集控中心,實現(xiàn)了智慧調(diào)度、數(shù)據(jù)簽核、磅房管理、原料管理、試驗質(zhì)檢、車輛管理、設(shè)備管理、財務(wù)管理等,把混凝土生產(chǎn)的各種上下游管理業(yè)務(wù)全部架構(gòu)在集控系統(tǒng)上運行,實現(xiàn)混凝土生產(chǎn)的智能化,大幅提高生產(chǎn)效率。達到溝通高效化、平臺集中化、數(shù)據(jù)集成化、管理區(qū)域化的目的。
品質(zhì)路橋,打造百年經(jīng)典傳世工程
平南三橋首條管理目標是“管理一流,效益一流,品質(zhì)一流”。在施工過程,平南三橋始終秉承“品質(zhì)”的追求,踏浪前行。實踐證明,項目各項分項工程質(zhì)量優(yōu)質(zhì),獲得各界一致認可。
一是北岸拱座地連墻+卵石層注漿加固施工,經(jīng)第三方檢測,地連墻成槽垂直度均在1/400以內(nèi),澆筑前槽底幾乎零沉渣,超聲波檢測結(jié)果均為I類樁。
二是北岸拱座基礎(chǔ)14042m3混凝土一次性澆筑施工,在不設(shè)置冷卻管的情況下,有效控制大體積混凝土開裂風(fēng)險。且經(jīng)過16個月的加載考驗,拱座沉降量僅為5mm,取得了實際上的成功與突破。
三是全橋44節(jié)段拱肋焊接一次合格率均在99.5%以上,射線探傷全部合格,無一返修,加工精度控制在2mm以內(nèi)。僅用90d的時間實現(xiàn)全橋主拱肋575m跨度的高精度合龍,合龍口弦管對接誤差小于3mm,拱軸線橫向偏位小于10mm,拱肋線形與目標線形偏差小于30mm。
四是全橋8根主弦管,采用C70無收縮自密實混凝土和真空輔助四級連續(xù)泵送工藝,合計灌注管內(nèi)混凝土7408m,單根主弦管灌注平均用時僅13h,7d齡期超聲波檢測波速達到4700m/s以上,混凝土密實度高。
五是大橋橋面37節(jié)段格子梁安裝過程中,應(yīng)用了基于吊桿影響矩陣的一次張拉計算理論,實現(xiàn)了節(jié)段安裝就位后吊桿無須張拉調(diào)整或少調(diào)整的目標,全橋線形可控,節(jié)段間錯臺高差僅在2mm內(nèi)。