——石济客专齐济黄河公铁两用桥连续钢桁梁施工管理纪实
●本报记者 欣闻 ●通讯员 刘丽京
什么是顶推法?
记者查阅资料得知,顶推法是一种桥梁施工方法,指的是在一侧桥头设置施工场地,将梁体逐段浇筑或拼装,用千斤顶纵向顶推,使梁体通过各墩顶的临时滑动支座面到达设计位置。
目前,国内采用顶推法架设的连续钢桁梁,最重可达多少吨?
钢结构公司给出了最新的答案。该公司正在用顶推法施工的石(家庄)济(南)铁路客运专线“咽喉工程”——齐济黄河公铁两用桥刚性悬索加劲连续钢桁梁,全长798.3米,造价7.39亿元,总重达3.7万吨。
对于顶推法施工,钢结构公司此前在合肥铁路枢纽南环线跨南淝河和经开区钢桁梁柔性拱特大桥上已经成功应用,并且攻克了多项技术难题。经开区特大桥主跨跨度还在当时世界同类桥梁中位居第一。只是这两座桥的钢桁梁最大顶推重量均为1.1万吨左右。
从顶推1.1万吨带柔性拱钢桁梁,到顶推3.7万吨带加劲弦钢桁梁,这无疑是一步了不起的跨越!
为了感受顶推的力量,追寻中铁四局建设者挑战高技术的智慧和精神,阳春三月,记者前往泉城济南,来到刚性悬索加劲连续钢桁梁施工现场。站在位于黄河北岸滩涂上的主拼场拼装平台旁,记者不禁惊叹于眼前的“庞然大物”。这座占地6300多平方米、高18米的巨型拼装平台是拼装梁体和顶推作业的“根据地”,它正稳稳地支撑着伸向前方的连续钢桁梁。而这连续钢桁梁的下层为双向四线铁路,上层为双向六车道公路,顶上还要安装四组加劲弦。据了解,单是建造这座拼装平台,用钢量就高达1.1万吨。
科技托起钢铁巨龙
齐济黄河公铁两用桥全长1792.42米,其中跨越黄河主槽的部分设计为刚性悬索加劲连续钢桁梁,由钢结构公司组建的局石济客专经理部四分部采用顶推法施工的正是该连续钢桁梁。整座齐济黄河公铁两用桥及其南引桥和部分北引桥工程,被划入石济客专站前9标,由二公司代局指承建,下设四个分部。
齐济黄河公铁两用桥是国内在建桥梁的“高新尖”项目,也是我局首次承建的跨黄河公铁两用桥工程。因其技术难度大,被局列为2014年重大专项科研课题项目。
早在投标前,局就专门召开会议,讨论齐济黄河公铁两用桥项目四局能否干、怎样干?时任局副总经理王砚才,时任局副总经理、现中国中铁航空港局总经理闫子才出席会议,并就相关工作做出部署。会议认为,越是科技含量高、施工难度大,就越要敢于去挑战、去攻克,这样才能不断提高四局桥梁施工水平。齐济黄河公铁两用桥项目,四局一定要干而且必须干好。
工程开工以来,局领导王传霖、汪志成、耿锦、张庭华、伍军、王传越、耿树标都曾到工地检查指导工作。在3月11日至12日召开的局2015年技术工作会议上,局副总经理、总工程师伍军在工作报告中9次提到齐济黄河公铁两用桥。4月2日,局总经理王传霖在齐济黄河公铁两用桥项目检查指导工作时,对该项目各项工作尤其是技术创新给予高度评价。
一个大桥项目为何受到局的如此高度关注和重视,其“高新尖”究竟体现在哪些方面?
四分部项目经理张时利介绍,齐济黄河公铁两用桥的梁型结构新颖美观,科技含量极高,技术难度巨大,新材料和新技术的应用面临重大考验。它具有12种承台结构、9种墩柱结构、10余种梁体结构形式,堪称“桥梁工法博物馆”。而刚性悬索加劲连续钢桁梁这部分,就拥有5项“全国之最”:
——刚性悬索加劲连续钢桁梁在国内公铁两用桥上是首次采用;
——刚性悬索加劲连续钢桁梁与主桁结构均采用整体节点连接方式,具有创新性;吊杆采用合金钢拉环,首次应用于公铁两用桥;
——钢梁最大顶推重量达3.7万吨,中桁节点最大支反力达3732吨,顶推最大悬臂长度达154米,目前在国内同行业中均排在首位;
——钢桁梁带加劲弦顶推技术为国内首创;
——BIM技术在公铁两用特大钢桥上的应用尚属首次。
因此,齐济黄河公铁两用桥特别是刚性悬索加劲连续钢桁梁的施工,承载着填补我局跨江跨河公铁两用桥施工业绩空白和国内铁路桥梁工法技术空白,培养锻炼桥梁施工技术人才,整体提升我局桥梁施工水平和推动区域滚动发展的历史重任。
面对重重困难和挑战,如何突破尖端技术,让刚性悬索加劲连续钢桁梁这条钢铁巨龙顺利飞架于黄河之上?四分部总工程师梁崇双告诉记者:“只有坚持以科技为先导,敢于创新,勇于拼搏,才能圆满完成施工任务。一方面,成立科技攻关小组,联合清华大学、合肥工业大学、铁道第三勘察设计院等高校及科研单位,攻克关键技术;一方面,研究制定科学的、可行的实施性施工方案。”
2013年9月6日,工程中标几天后,钢结构公司总工程师方继就带着张时利、梁崇双等几个人,开始进行施工调查,着手制定实施性方案。他们在分析研究中发现,设计方提出的“跨中设临时墩单向顶推、先梁后加劲弦”方案,有多处值得商榷。随后,他们通过多次的桥位勘察、详尽的施工调查和大量的分析计算,结合刚性悬索加劲连续钢桁梁的结构特点,对设计方的方案大胆进行创新,提出取消跨中大型临时支墩,采用梁弦平行架设、改变顶推方向、多点同步顶推的施工方法。又通过科技攻关,多次召开专家论证会,从技术可行、安全可靠、工期可控、经济合理以及对黄河河道影响等五个方面综合比较,最终确定了国内首创的“钢桁梁带加劲弦同步顶推”方案,为桥梁架设施工奠定了坚实的基础。
2013年12月31日,局召开专家评审会,闫子才、伍军等局领导、技术专家充分肯定了“钢桁梁带加劲弦同步顶推”的实施性方案。伍军还表示,要把这个方案作为样板,在全局进行推广。
2014年2月22日,在业主组织召开的专家评审会上,该方案获得一次性通过,与会专家一致给予高度评价。
经过标准化的主拼场、预拼场建设和精心细致的施工准备工作,2014年11月10日,齐济黄河公铁两用桥首榀钢桁梁成功顶推架设,由此拉开了刚性悬索加劲连续钢桁梁顶推施工的帷幕。
2015年3月28日,13个节间整体带加劲弦钢桁梁顶推成功,重达980吨的导梁安全顺利跨上618号水中墩。这次顶推意义重大,因为这次是带加劲弦顶推,标志着国内首创的“钢桁梁带加劲弦同步顶推”方案切实可行、初见成效。
截至记者发稿,现场主梁已顶推了19个节间,架设了17个节间(总共62个节间)。
细节之处彰显功夫
刚性悬索加劲连续钢桁梁集“五最”于一身,决定着顶推施工不仅技术风险高,而且安全、质量风险也不可小视。同时,工期又十分紧张,责任成本也需合理控制。为此,现场管理便成为项目管理的重中之重。
归纳起来,四分部的现场管理具有五个亮点,即工厂化作业、标准化施工、自动化控制、信息化监控和精细化管理。
在四分部领导班子看来,现场管理的效果好不好,关键是要看对细节的关注和处理,毕竟细节决定成败。
因为顶推施工的特性,可以实行工厂化作业。钢构件先在位于合肥的钢结构公司制造分公司加工好,然后用卡车将构件运送到施工现场的预拼场进行初步拼装,再用龙门吊将预拼过的构件吊运到主拼场进行最后的拼装成型。拼装成型后,再进行顶推作业。
既然是工厂化作业,就要对流程进行优化。这样,既可以缩短工期、提高工效、降低成本,也有利于标准化施工、安全文明施工。四分部一班人对主拼场和预拼场的设置,可费了一番心思。光是场地如何合理布局问题,就研讨过十几次。以预拼场为例,他们把每个部分、每个细节都反复考虑到了,比如该怎么分区,如何布线,龙门吊安在哪里,哪里设立电线杆,消防系统怎样安排,给排水系统该怎么设计,甚至绿化带长宽多少,场区围栏做成什么样的结构,等等。目的只有一个,尽可能使作业流程最优化。
主拼场和预拼场的建设,是严格按照标准化进行的。虽然它是临建工程,等大桥完工后,还要被拆除,但分部将其当作正式工程对待。“大桥是高科技工程、高风险工程,大临建设一点也马虎不得。”张时利强调说。
记者注意到,主拼场的一台100吨龙门吊和预拼场的一台60吨龙门吊在布局上呈垂直交叉。张时利解释,这样布局的好处是,预拼场的龙门吊可以直接把构件传给主拼场的龙门吊,中间省去了汽车倒运构件的环节。工效提高了,成本自然就降低了。
顶推施工是自动化控制的,但钢桁梁太重,起顶重量大,多点顶推时能否保持同步?这个过程要分析。工况不同,受力也不同;抄垫高度不一致,力度就会有差别。所以在制定方案时,只有把所有细节研究透彻、考虑清楚,才能有效规避技术风险。
施工现场的视频监控系统十分完备。这是确保安全、质量的利器。
整个施工区域共设置了15个高清摄像头,其中有2个是360度无死角云台摄像头,还有1个摄像头安装在一座30米高的铁塔上,用来监控全桥和顶推过程,进行定点摄像,并可以留下三年的影像资料。
四分部安全总监李博给记者演示了视频监控系统,从显示屏上可以看到施工现场的任何地方,包括每个施工人员在干什么,画面放大后连身上工号都看得清楚,还可以跟踪走动中的施工人员。李博说,一旦发现违章作业苗头或其他问题,立即通知和提醒,予以纠正,责令整改。
记者在监控室看到,各个作业区的施工人员正在紧张地忙碌着,显得有条不紊。
主拼场的拼装平台是拼装构件和顶推施工的重地,在通往平台的楼梯入口处,安装了门禁系统。每个施工人员都发放了门禁卡,刷卡才能上去。这个门禁系统能自动留下出入记录,包括人员姓名和出入时间。这不仅方便对施工人员进行规范管理,还可阻止闲杂人员上到平台,避免意外事故发生。
施工现场有很多高空作业。分部在重视加强安全教育的同时,特别注重施工人员安全习惯的培养。现在,施工人员的习惯挺好,比方有的施工人员想站到某个位置,安全带却不够长时,不会冒险蛮干,而是主动先把安全带加长。但习惯养成了,也容易麻痹和松懈。所以,每天早点名,带班人员都要讲话十几分钟,告诫大家牢记安全。
钢桁梁表面是要涂上油漆的,一是防止锈蚀,二是为了美观。对涂装质量的检查与构件焊接、高强螺栓的检查不一样。焊接质量好不好,除了看外观,还可以用仪器探伤检查。螺栓拧得是否到位、强度是否一样,只要机械扳手没有问题一般就不会有误差。而油漆涂装是人工操作的,虽然厚度可以用仪器检测,但是否有漏涂,涂的是否均匀细致,就只能用眼睛来查看了。所以,检查人员的专心、细致必不可少。
在四分部,对细节关注是无处不在。例如,小板的摆放、杆件的堆码,都有严格要求。钢丝绳要进行编号,全面检查后,对合格的钢丝绳挂绿牌;对有缺陷但还能用的,做上标记,挂黄牌;不合格的,就干脆割掉。施工人员安全帽、服装的颜色不同,表示不同的工种、不同的班组等。衣服上、帽子上都有编号。挂篮也做编号,登记造册,重点监控。冬期施工时,桥梁构件焊接、高强螺栓拧紧,对温度、湿度要求高。为了保证焊接质量,他们先将焊接区域进行预热,再进行焊接作业;还制作防风棚,施工人员“躲”在棚里进行焊接作业,以免风大影响焊接质量。
四分部副经理代天兵向记者透露,为了保证工程质量,分部坚持开展专项活动,已经开展了包括钢丝绳、挂篮、操作平台、油漆治理、施工用电在内的多个专项活动。还成立了6个包保小组。今年3月份起,围绕拼装、安装、涂装质量,分部开始开展“五个一”、“一个专”活动,这些活动将贯穿施工始终。
创新力量从何而来
采访期间,记者时常感叹,把3.7万吨的钢桁梁从黄河主槽北岸顶推到南岸,这是多么令人震撼的力量!而在顶推的力量背后,记者更是感受到了创新的力量、和谐的力量。
钢结构公司向来以“敢为天下先”著称。从“初生牛犊不怕虎”承建世界领先的烟大轮渡栈桥工程,到先人一步抢占国内绝大部分无站台柱雨棚市场,再到进军桥梁施工领域承建高难度的合肥铁路枢纽南环线两座柔性拱钢桁梁,如今又敢于挑战技术新高度承建齐济黄河公铁两用桥刚性悬索加劲连续钢桁梁,钢结构公司总是在技术创新中不断发展。创新的基因已经渗入钢结构公司的企业文化。
根植于钢结构公司的创新文化,局石济客专经理部四分部创新意识强、劲头足,不论是施工方案的优化,还是两个拼装场的工艺布局,甚至是施工现场管控,无不沉淀着创新的结晶。正如四分部党工委书记李子宏所说:“如果没有创新,施工将很难推进。”
创新的主体是人,必须以人为本。因而,通过刚性悬索加劲连续钢桁梁项目的施工,打造优秀的管理团队,为企业培养桥梁技术人才,成为钢结构公司和项目班子孜孜以求的目标。
尽管四分部承建的是高科技、高难度项目,可员工的平均年龄不到30岁。经理张时利、副经理代天兵、总工梁崇双都是八零后;党工委书记李子宏是七零后,算是“老大哥”了。
来石济之前,李子宏已经在钢结构公司制造分公司当了六年党委书记,深知一个团结协作、执行力强的项目班子对于施工生产的极端重要性。四分部这支队伍很年轻,作为党工委书记,李子宏感到肩上沉甸甸的责任。2013年10月就任后,他在抓好党务工作的同时,把抓班子、带队伍作为重要任务,以身作则做表率,当好“一班之长”。他还努力协调好、维持好与地方政府、业主、监理、河务局等单位的关系以及协作队伍之间的关系,营造良好的内外部环境。
张时利毕业于合肥工业大学道路与桥梁专业,可谓科班出身。他之前在合肥铁路枢纽南环线项目先后担任工程部长、总工程师,经历了两座柔性拱钢桁梁的顶推施工,对顶推法施工很有见地。尽管到石济是第一次担任项目经理,但他编计划、定施组、抓管理,已然轻车熟路。
工作中,他们遇到问题协商解决,相互补台,做到分工不分家;同时,带头廉洁自律,把氛围营造好。谈到成绩时,他俩都说,四分部施工进展顺利、安全质量可控,得益于局和公司的大力支持,得益于项目班子的团结和谐,得益于全体员工的勤奋努力。
分部年轻人多,年轻人缺乏经验,但是有朝气,想干事,以展示自己的才华,为此,分部党工委对他们正确引导、严格要求。要求严才能进步快。去年已有4人成为入党积极分子。同时,努力为优秀员工打通晋升通道。目前,分部已有4人被公司提拔到兄弟项目担任安全总监、副总工、工程副部长等职务。
分部党工委还致力于提高员工幸福指数,让员工心情舒畅地工作。班子成员始终与员工一同吃住和娱乐。工地食堂聘请手艺好的厨师,向员工提供可口的饭菜。驻地活动室有跑步机、乒乓球桌和卡拉OK等,全面向员工开放。业余时间还经常组织员工开展活动,比如篮球比赛、自己动手做烧烤、到项目周边游玩等等。尽管分部的办公用房紧张,他们还是腾出一间作为探亲房,配齐生活用品。这间“温馨小屋”给前来探亲的员工家属以家的温暖。若有家属来探亲,必有一名项目班子成员出面请员工及家属吃顿饭。在不影响工作的前提下,给这名员工放假两天,让他陪家属到附近转转。
李子宏表示:“工程要干好,队伍也要带好。这是他们的使命和责任。”
顶推作业现场。 (梓宏 摄)