中国建材报：将世界级工程搬上“流水线”——中交二航局伶仃洋大桥东主塔建设记略
强国号发布内容 中国建材报 2021-08-08
作者：阎友华 张政 陈斌
一艘艘巨型货轮穿梭而过，巨大的塔柱在海上形成狭长的倒影。8月7日，中交二航局深中通道项目伶仃洋大桥施工现场一片繁忙。
作为超级工程深（圳）中（山）通道的控制性工程，伶仃洋大桥是世界上最大跨径的海中悬索桥。该桥全长2826米，主跨达1666米，东西引桥墩柱和主塔、锚碇在海上串联成一条美丽的弧线。该桥270米高的东索塔，是全球最高海中桥塔。
伶仃洋大桥工程紧邻繁忙的伶仃洋航道，建设者们面临着高温、台风、浪涌等复杂施工条件。面对上述一系列挑战，巍然矗立的东索塔是如何建成的呢？借助视频和图片资料，中交二航局深中通道项目负责人向记者详细介绍了伶仃洋大桥东主塔的建造全过程。
智能化组装“大块头”钢筋部品
“看准了，下放！”在东索塔最后一节钢筋笼吊装现场，一个长14.7米、宽7米、高6米的钢筋弯折网片，在吊车操控下慢慢在空中旋转、翻身，平稳地“站立”在存放区……它正等待着与其它三个“同胞兄弟”组成一个重达63吨的八边形钢筋部品，随后“大块头”钢筋组合体将在伶仃洋大桥最后一节塔柱上“安家”。这是今年6月初东主塔施工时，项目部拍摄的一段小视频。
时间回溯到2018年，伶仃洋大桥刚刚开建，东索塔共划分为48个节段，上细下粗，截面呈八边宝石形，每节段断面尺寸均不相同。在传统作业中，桥塔钢筋施工一般需要工人爬到高空将一根根钢筋进行绑扎。而在伶仃洋大桥，若采用传统方式，则高空作业安全风险、精度控制以及施工进度将会充满挑战。这让大家心中愁云密布。
“现在国内外混凝土工业化生产技术应用已经很成熟了，但钢筋部品的工业化建造技术一直还是空白。”2018年末，中交二航局大新型装备研发与智能化学科首席专家杨秀礼提出一个技术难题，同时也提出初步解决思路：“要是能有一种钢筋自动机械化成型流水线，实现工业流水线生产，效率必然大幅提高。就像制作桩基钢筋笼一样，将塔柱钢筋通过工业化制作成部品，然后整体吊装。我觉得这个方案可行！”
经调研发现，国内外在空间钢筋网片机械化生产方面无案例可寻，一切都要从头开始。经过大大小小几十次试验，一套集钢筋机械化无人下料、三向机械卡位寻点焊接、空间立体弯折于一体的钢筋网片柔性制作生产线呈现在大家面前。
伴随着“滴滴”声，td6000-30钢筋网片柔性制作生产线正式启动。该生产线采用了中交二航局自主研发的国内首台超高混凝土桥塔钢筋部品柔性制造成型专用装备。这些粗细不同的钢筋经过六大工序：箍筋无损耗下料、主筋无人布料、一次平面弯折、网片自动焊接、二次立体弯折、网片翻身立起，变成空间网片，形成钢筋部品基础。钢筋网片被运输到水上平台，在钢筋部品成型胎架内进行组拼，穿插拉钩筋并连接钢筋网片，最终成型的钢筋部品由塔吊整体吊上桥塔并快速对接，所有工序一气呵成。
经过两个月奋战，生产线终于稳定生产。一根根钢筋在流水线中“乖乖排列”，成为一张张井然有序的钢筋网片。平面钢筋网片尺寸长约20米、宽6米，立体弯折成型后单张最大尺寸长14.7米、宽7米、高6米，重量近11吨，是名副其实的“大块头”。
“大块头”的超高混凝土桥塔钢筋部品附带的智能柔性制造技术与装备给项目施工带来巨大变化——塔柱建造突破性地实现4天完成6米节段，相比传统工艺塔柱建造速度提升40%至50%，塔柱钢筋建造高空作业人员减少了近七成。
在200米高空建“移动工厂”
伶仃洋大桥施工区域属南亚热带海洋性季风气候区，每年侵袭珠江口水域的台风数量约4到6个。面临复杂环境，在索塔采用混凝土现浇工艺的大前提下，传统设备在效率、品质、劳动强度和安全风险管控方面都难以与建设目标相匹配。
针对传统施工设备存在的效率低的问题，中交二航局项目团队从自动造楼机上找到了灵感。研发人员多次出差实地考察，结合桥梁混凝土高塔建设中的施工需求，在2018年10月正式提出使用一体化智能筑塔机的建设方案。
“我们要将高空现场打造为‘竖向移动工厂’，就是研发一种集钢筋部品加工与安装、混凝土布料、振捣、养护、智能监控等于一体的可移动设备。”项目部现场技术总负责人肖文福说。
那么，如何将“竖向移动工厂”理念付诸实施呢？
“我们和20多个技术中心的小伙子通宵达旦干了两个月，初步方案图纸就有30多页。”随着对各项功能、部件的优化调试，一体化智能筑塔机设计方案经历一次次大改。肖文福印象最深的一次是通过对很多工人和技术员调研后发现，建设这种超高主塔上下一次耗时久，很多人为减少上下次数，干脆就不喝水、不上厕所，休息时也是悬在高空中，很没有安全感。
肖文福认为，一体化智能筑塔机拥有较大的操作平台，像这种问题是可以想办法解决的，但平台上设备众多，增设新的功能区可谓“牵一发而动全身”。
“能考虑到的问题就尽量全部解决。”肖文福下定决心，在筑塔机上增设了卫生间、临时休息区和紧急逃生通道，并安装一个可伸缩平台，供工人遮风挡雨。
从研发、加工制造到拼装成型，一体化智能筑塔设备及成套建造技术的完成历时一年零五个月。2020年1月8日，筑塔机在伶仃洋大桥完成多工况下的工艺试验并成功投入使用。深中通道东索塔也成为全球首次采用此项技术的混凝土桥塔。
筑塔机主要由爬升系统、架体结构、布料系统、养护系统、模板系统等八部分组成，整体由4组架体组成，高26.7米，沿架体高度方向分别设置作业、养护及修复平台共8层。其爬升作业由大行程液压油缸提供动力，单个油缸顶升能力达100吨且可在各方向调节角度，能够适应塔肢在不同高度上的线形变化。
中交二航局深中通道项目部常务副总工刘建波说：“这套设备将人、机、料、物、法、环等要素进行了全方位统筹，使塔柱每天爬升速度相比传统工艺提高1.5倍。智能养护系统还使混凝土达到工厂内标准化养护条件，且无收缩裂纹，塔柱外观质量比传统施工更好。”
为控制桥塔混凝土质量，中交二航局项目团队还采用水泥专用库、为混凝土加冰、给拌合站混凝土罐穿“遮光防晒服”、给罐车穿保温罩等多种措施，有效控制了混凝土入模质量。
据悉，目前深中通道建设正在全力加快进度，伶仃洋大桥锚体施工正在加紧步伐，上部结构猫道铺设、主缆架设也已着手前期准备工作。
责任编辑：张玲玲 张文斋 张健 张亚楠 王怡洁