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“变形金刚”解海上吊装难题
“今天是中航道最后一榀钢箱梁吊装了,大桥建设即将进入新阶段。”想到这里,中交二航厦门市第二东通道(又称“翔安大桥”)a2标项目负责人柴海峰掏出手机,点开了6个月前在海上吊装首榀钢箱梁的照片。
翔安大桥为单幅变高变截面连续梁桥,设计为双向八车道。大桥跨海桥梁墩台和钢箱梁全部为预制装配化施工,这种“拼积木”式的预制安装工艺,是继港珠澳大桥后,国内第二次在跨海大桥上应用。通俗来说,预制安装工艺就是将预制厂内建造好的桥梁构件运到海上,再像搭积木一样吊装搭建起整座桥梁。
a2标承建翔安大桥24节钢箱梁和56件墩台。由于大桥构件大小不一,对吊装工具要求极为严格,如何在节约成本的基础上,高效完成预制构件吊装,成为项目团队面临的首要问题。
大桥海中钢箱梁节段平均重量达2600吨,其中最重的钢箱梁达3133吨,相当于414头成年大象的总重,此外钢箱梁最大高度达7米,且形状并不规则,对吊装的平衡性、安全性提出了更高要求。经分析,项目团队发现国内尚无能够吊装此类钢箱梁的吊具。
当时正是2020年初,新冠疫情肆虐,但吊具研发却刻不容缓。柴海峰找来吊具设计专家,与项目团队共同组成吊具研发小组,开始技术攻关。一连几天,研发成员几乎住在了会议室,但研发结果却始终不尽人意。
“钢箱梁就好比一把急需打开的锁,吊具就是开锁的钥匙,这把‘钥匙’要同时兼顾实用和通用两大性能,相当于我们要研制的是一把能适用于多数锁的‘万能钥匙’。”柴海峰介绍。而单纯的“万能钥匙”,却还不是柴海峰心中追求的最佳选择。一方面“开锁”的流程要简单,不能太繁琐,“钥匙”的大小要适中,便于携带;另一方面,“万能钥匙”要经济实用,在节约成本基础上,还要考虑耐久性。就这样团队成员有针对性地在吊具结构尺寸、兼容性等方面展开深入研究。
最终,他们基于港珠澳大桥大吨位预制构件吊装技术经验,结合风浪影响、安全风险及适应性等因素,自主研发制造出适用于变宽曲线整幅大节段钢箱梁吊装的专用吊具。吊具重达560吨,是国内同类型桥梁中采用的最大吊具。
吊具横梁采用液压可调方法,适用于多种类型钢箱梁的截面变化,由于它面对特殊建设条件可以多般变化,工友们亲切地称它为“海上变形金刚”。它经过模块化设计,在每个横梁上增减嵌补段,通过3个液压油缸和导向装置横向开合,可以像“金箍棒”一样伸缩自如,无论钢箱梁横向宽度如何变化,都能游刃有余地适应。
为提升项目建设速度,柴海峰联合技术团队,在兼顾起重设备容许吊装极限、减少临时支架投入的前提下,合理分配钢箱梁单元节长度,将原来规划的三节合龙段优化为两节,减少了钢箱梁配切次数,降低了安装难度,又将原设计的三套支架优化为一套,并对支架结构进一步优化,有效降低了大量吊装对支架带来的不利影响。
4月8日,翔安大桥中航道成功合龙,全桥钢箱梁架设持续高效推进。(何鸿鹏 邓玉鑫)