預(yù)制超級工程

文/中交第二航務(wù)工程局有限公司　李偉幸

港珠澳大橋主橋

伶仃洋上的港珠澳大橋

港珠澳香港接線段預(yù)制場

刷新世界紀(jì)錄

港珠澳大橋跨越珠江口伶仃洋海域，是連接廣東省珠海市、香港特別行政區(qū)、澳門特別行政區(qū)的大型跨海通道，是國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃中珠江三角洲地區(qū)環(huán)線的組成部分和跨越伶仃洋海域的關(guān)鍵性工程。港珠澳大橋香港接線段高架橋上部結(jié)構(gòu)施工全部采用大型化、工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化、裝配化的短線匹配預(yù)制施工、懸臂安裝施工工藝，以縮短海上作業(yè)時間，提高工效，確保工程質(zhì)量和結(jié)構(gòu)耐久性。其中，主通航孔180米跨變截面連續(xù)剛構(gòu)橋采用短線匹配預(yù)制工藝刷新了該工藝在更大跨度和更高梁段的世界記錄，且其存在小半徑曲線空間扭轉(zhuǎn)問題，預(yù)制難度較大，在國內(nèi)外尚無工程案例可循。

短線法預(yù)制在歐美、日本、東南亞及我國香港等國家和地區(qū)的應(yīng)用較為廣泛，如香港昂船洲大橋、T9號干線等。近年來才在我國大陸地區(qū)逐漸推廣，例如蘇通長江公路大橋、廈門集美大橋、上海祟啟大橋、南京四橋、嘉紹大橋、廈漳跨海大橋等。而在這些項(xiàng)目中，除集美大橋最大跨度為100米外，其余多在75米以內(nèi)，且集美大橋結(jié)構(gòu)線形變化相對簡單，直腹板箱梁結(jié)構(gòu)尺寸變化較小，其平曲線半徑較大，也不存在緩和曲線段，箱梁斷面未有扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象，其預(yù)制難度均小于港珠澳大橋香港接線高架橋。

港珠澳大橋香港段接線180米跨徑變截面連續(xù)剛構(gòu)橋，箱梁從墩頂?shù)娇缰辛焊邽?米至10米,底寬5米至7米，梁寬17米至19米。梁段高差6米，底寬差2米，翼緣變寬2米，且部分變截面梁段還處于超高緩和曲線上，最小半徑曲線達(dá)513米。頂板、底板四角點(diǎn)均處在三維扭曲面內(nèi)，腹板內(nèi)外側(cè)隨高度均有不同程度的扭曲位移變化,預(yù)制難度較大。

港珠澳大橋香港段在世界范圍內(nèi)首次將短線匹配預(yù)制工藝應(yīng)用于大跨徑變截面箱梁橋中。目前，全部1528榀大跨徑變截面梁段已全部預(yù)制完成，產(chǎn)品質(zhì)量良好、梁段尺寸精準(zhǔn)，達(dá)到預(yù)期目的，得到業(yè)主及國內(nèi)外同行的高度認(rèn)可。項(xiàng)目部分研究成果，如無測量塔短線匹配幾何線形量測技術(shù)、墩頂塊殼體預(yù)制技術(shù)、自動化液壓模板系統(tǒng)等技術(shù)，目前已推廣應(yīng)用到在建的多座橋梁，如虎門二橋、秀山大橋等。

與此同時，在未考慮裝配式可調(diào)液壓模板系統(tǒng)的開發(fā)節(jié)約施工場地、提高模板施工功效、縮短箱梁預(yù)制工期等節(jié)約間接成本的情況下，僅考慮各項(xiàng)技術(shù)措施實(shí)施過程中的材料、設(shè)備等直接費(fèi)用節(jié)省超過1000萬元。由此可見，大跨徑變截面短線匹配預(yù)制技術(shù)的應(yīng)用，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

組圖：港珠澳大橋大跨徑變截面曲線梁預(yù)制生產(chǎn)與安裝

短線匹配法預(yù)制拼裝技術(shù)在我國作為一種新型的、先進(jìn)的施工工藝，具有很高的科技含量。該項(xiàng)目中大跨度變截面短線匹配箱梁預(yù)制技術(shù)的研究成果及成功應(yīng)用，標(biāo)志著短線匹配預(yù)制技術(shù)在大跨徑連續(xù)梁橋或連續(xù)剛構(gòu)橋建設(shè)中工藝更加成熟；凸顯出在城市高架、跨江（河、山谷、山澗）橋等建設(shè)中具有的質(zhì)量、速度、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等優(yōu)勢。同時，刷新短線匹配預(yù)制方法在更大跨度，更高梁段的變截面梁橋的應(yīng)用范圍，進(jìn)一步拓寬短線匹配法箱梁預(yù)制工藝在空間曲線梁橋和小半徑曲線橋梁中三維扭曲梁橋的應(yīng)用范疇，為大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁及連續(xù)剛構(gòu)橋施工提供了除掛籃懸澆之外的另一種嶄新施工工藝，為在不同施工環(huán)境的橋梁設(shè)計(jì)與施工提供了新的途徑。為規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工提供了更廣闊的工藝選擇空間，將有助于提升我國建橋水平和建橋地位，同時也為今后其他類似項(xiàng)目在施工方案選擇、施工過程控制及施工管理方面提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù)包括：大跨徑變截面箱梁短線匹配預(yù)制總體工藝；復(fù)雜高大墩頂塊結(jié)構(gòu)形式優(yōu)化及其預(yù)制技術(shù)；大跨徑變截面箱梁短線匹配預(yù)制線形控制技術(shù)；裝配式自動化模板系統(tǒng)研發(fā)；大跨徑變截面箱梁鋼筋骨架成型技術(shù)；大跨徑變截面箱梁匹配預(yù)制成套技術(shù)。

五大創(chuàng)新點(diǎn)

1. 首次提出適用大跨度變截面梁段預(yù)制的分區(qū)段短線匹配預(yù)制理念，并系統(tǒng)形成了大跨度變截面成套預(yù)制技術(shù)。

2. 針對雙肢薄壁墩，墩梁固結(jié)體系，提出一種新型的大跨度復(fù)雜殼體墩頂塊設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，研發(fā)了適應(yīng)大跨度殼體多墩頂塊夾心預(yù)制工藝，有效解決了大跨墩頂塊重量大，吊裝難度大，預(yù)制困難的問題。

3. 自主研發(fā)了無測量塔短線匹配幾何線形測量控制技術(shù)及專用控制軟件，進(jìn)一步提高了線形控制精度，有效解決了大跨高大箱梁短線匹配精度控制難題。

4. 研發(fā)了分離式可調(diào)鋼筋綁扎胎架，系統(tǒng)解決了變截面箱梁尺寸變化適應(yīng)性工效低、安全風(fēng)險(xiǎn)高的難題，提高了變截面箱梁鋼筋綁扎效率和保護(hù)層控制精度。

5. 研發(fā)了自動化液壓模板系統(tǒng)，適應(yīng)了變截面箱梁尺寸變化及小半徑曲線扭轉(zhuǎn)要求，提高了施工工效，降低了高大模板施工安全風(fēng)險(xiǎn)。

該項(xiàng)目申請發(fā)明專利4項(xiàng)、實(shí)用新型專利1項(xiàng)，獲軟件著作權(quán)1項(xiàng)。經(jīng)湖北省科技廳組織鑒定，“大跨徑變截面曲線梁工廠化預(yù)制技術(shù)研究”總體達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

港珠澳大橋全景

俯瞰港珠澳大橋接線

行者無疆　百年二航

中交第二航務(wù)工程局有限公司（簡稱“二航局”）創(chuàng)建于1950年，是原交通部直屬四大航務(wù)工程建設(shè)一級施工企業(yè)之一，于2006年成為世界500強(qiáng)企業(yè)——中國交通建設(shè)股份有限公司全資子公司。二航局經(jīng)過60多年的發(fā)展，現(xiàn)已成為一家集設(shè)計(jì)、施工、科研、資本運(yùn)作于一體，以路橋、港航、鐵路、城市軌道交通、市政工程施工為主業(yè)，“大土木”、多元化經(jīng)營的大型工程建設(shè)企業(yè)，市場遍布全國29個?。ㄊ?、自治區(qū)），以及東南亞、南亞、中東、歐洲、非洲、南美洲的24個國家和地區(qū)。

二航局下轄12家子公司、13家分公司、3家參股公司、30余家投資及房地產(chǎn)項(xiàng)目公司，以及30余家經(jīng)營性分公司和海外經(jīng)營辦事處。二航局具有公路工程施工設(shè)計(jì)—總承包特級、港口與航道工程設(shè)計(jì)—施工總承包特級、市政公用工程施工總承包一級和城市軌道交通工程專業(yè)承包等資質(zhì)，現(xiàn)有員工9000多人，其中經(jīng)營管理和專業(yè)技術(shù)人員7000多人，擁有各類大型工程船舶近百艘。

在60多年的發(fā)展歷程中，二航局培育了“誠信共贏，拼搏奉獻(xiàn)，持續(xù)改進(jìn)，超越自我”的核心價值觀，確立了“誠信服務(wù)，優(yōu)質(zhì)回報(bào)”的經(jīng)營理念，以“爭科技領(lǐng)先，創(chuàng)管理一流”的企業(yè)精神，踐行著“港航連四海，路橋通五洲”的企業(yè)使命?！靶姓邿o疆，百年二航”這一愿景，引領(lǐng)著二航人不斷追求更強(qiáng)、更大、更卓越。

截至2017年，二航局共獲得國家和省部級優(yōu)質(zhì)工程獎206項(xiàng)，包括“詹天佑土木工程大獎”19項(xiàng)，“魯班獎”14項(xiàng)，國家優(yōu)秀工程金獎9項(xiàng)、銀質(zhì)獎18項(xiàng)、中國市政工程金杯獎5項(xiàng)。此外，二航局先后7次獲國際橋梁協(xié)會大獎（包括“亞瑟﹒海頓獎”“喬治﹒理查德森獎”“古斯塔夫斯﹒林德恩斯獎”“尤金﹒菲戈獎”），10次獲得“菲迪克”工程項(xiàng)目獎。同時，還獲得了國際橋協(xié)“杰出結(jié)構(gòu)工程獎”、英國“卓越結(jié)構(gòu)工程大獎”、國際道路聯(lián)盟全球道路成就獎。

二航局還先后獲得“全國五一勞動獎狀”“全國企業(yè)文化建設(shè)工作先進(jìn)單位”“全國守合同重信用單位”“中國優(yōu)秀誠信企業(yè)”“中國最具影響力企業(yè)”“中國交通建設(shè)十大橋梁英雄團(tuán)隊(duì)”等榮譽(yù)。2015年，二航局被授予“全國文明單位”稱號。