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【杰青来了】中建安装集团宫瑾:装配式混凝土桥梁工业化智能制造与安装关键技术

宫瑾,第三届工程建设行业杰出科技青年,中建安装集团南京公司科技与质量管理部部门经理,高级工程师,一级注册结构工程师,QC活动中级推进者。获得中国安装协会科学技术进步一等奖1项,省部级工法1项,发明专利1项,实用新型专利10余项,省部级及以上QC成果3项。在省市级协会及刊物发表论文20余篇,参与建设及管理的工程获得国家级优质工程奖项4项。

【编者按】随着我国交通事业的快速发展,公路建设规模不断扩大,桥梁作为公路的重要工程,其建设任务更加艰巨。城市桥梁传统施工多采用现浇混凝土方式,存在施工周期长、占用场地大、安全管控难等问题。本期【杰青来了】邀请第三届工程建设行业杰出科技青年、中建安装集团南京公司科技与质量管理部部门经理宫瑾,与我们分享G312NJ-SG5标段装配式混凝土桥梁工业化智能制造与安装关键技术

宫总您好!G312NJ-SG5标段主线高架桥采用全预制装配化建造技术,是江苏省首个公路工程全预制装配式桥梁。请您简单介绍一下该项目的基本情况。

G312NJ-SG5标段项目位于南京市312国道南京绕越高速公路至仙隐北路段,地处南京市内,交通车行流量较大,周边住宅、办公等建筑较为密集。

该项目建设等级为一级公路。主线高架桥全长4.97km,采用6车道标准,是江苏省首个公路工程全预制装配式桥梁,也是目前国内城市桥梁桥面最宽(53m),单体预制构件最重(342t)的装配式桥梁。

G312NJ-SG5标段项目采用地上全装配式方式建设,预制构件的生产、加工、安装过程中采用的关键技术有哪些?请您具体阐述一下。

G312NJ-SG5标段项目构件均在预制厂批量加工,工业化程度高,构件加工质量容易控制,现场安装避免采用大量架体,缓解了巨大的交通压力,减少了现场噪音、扬尘等污染。关键技术主要体现在以下3个方面。

1、构件生产全预制化

首先,打造一座15万㎡的智能化预制基地,共设4条生产线,用以进行预制装配式桥梁工程建设项目中钢筋加工、混凝土生产、构件预制和存放,从原材料到成品都在这里完美出品。其次,利用BIM技术进行平面、空间、使用功能的元素模拟预制场建设。

图1预制场BIM模型

图2 预制场实拍

2、精准高效构件加工

BIM技术辅助生产模拟,搭建实体模型,优化工艺。

图3BIM技术模拟工艺

本项目钢筋加工数量庞大,墩柱主筋采用φ40钢筋,加工精准度极难控制。预制场钢筋加工采用进口MEP设备,全自动下料、加工,尺寸精确到毫米级。

图4 MEP钢筋弯曲剪切一体机

预制场设置钢筋模块化绑扎胎架,6名工人只需5h即可完成一片7.4t箱梁钢筋笼的标准化生产,钢筋保护层合格率达95%以上。

图5钢筋笼胎架

全自动化液压钢模板通过竖向和横向液压系统,自动完成整体脱模,并可自动沿钢轨移至下一个台座,无需人工和大型龙门起重机辅助拆装,人工和设备投入减少50%。

图6移动式液压模板

桥梁在建造使用过程中,除了要承受车辆荷载外,还要经受气象条件、化学腐蚀、人为损坏、地质灾害等不利条件影响,复杂环境对桥梁混凝土耐久性以及表面呈现清水混凝土外观效果提出了很高的要求。

本项目采用掺加粉煤灰及外加剂等技术来提高混凝土耐久性,胶凝体系中掺入粉煤灰后,混凝土用水量略有下降,工作性较好。同时采用“外病内治”的思路,通过掺入功能型外加剂、大型定制钢模板、严格控制拆模时间等措施确保了项目混凝土耐久性及外观效果。

图7构件现场养护

图8 构件表观效果

3、高精度快速安装

由于现场施工工期紧张,需要满足2021年“七一献礼通车项目采用BIM技术预先模拟施工,优化施工工艺,做到了施工方案与现场相匹配。

图9 BIM技术模拟现场施工

图10钢结构虚拟拼装

由于本项目安装精度要求极高,预制构件的预留、预埋需控制在±2mm以内,因预制构件重量大,根据工期倒排的预制构件安装时间短,如何在确保工期的情况下保质保量完成工程任务成了首要解决的一大难题。

项目组研制了一套定型化定位工装设备,在加工阶段即可精确控制灌浆套筒和锚固波纹管定位及钢筋预埋精度,安装效率提升约30%。

图11墩柱钢筋绑扎定位和灌浆套筒

本项目主线预制盖梁节段锚固波纹管长为165cm,盖梁构造高度为190cm。通过项目部QC小组进行BIM演示及现场盖梁压浆作业时,发现此类锚固波纹管在后续拼装压浆时存在压浆堵管的现象,而节点连接的质量恰恰又是工程质量控制的重中之重。为解决该问题,经与设计沟通后将锚固波纹管进行优化,将部分(背墙位置除外)锚固波纹管的长度进行调整,上部锚固波纹管伸出混凝土表面,实现部分锚固波纹管直接灌浆,同时将背墙部分的锚固波纹管的注浆孔调整至盖梁底部,既解决了压浆堵管问题,又有效确保了波纹管灌浆的质量。

G312NJ-SG5标段项目施工技术取得了哪些成果?

以项目为依托发表论文10余篇,申报发明专利3项、实用新型专利10项,预制厂建设方案获得江苏省建筑业优秀施工方案三等奖,形成《装配式构件高性能混凝土防裂成套关键技术应用指南》《装配式桥梁连接部位材料性能提升关键技术应用指南》《装配式混凝土桥梁“两区三厂”施工安全标准化指南》三本指南(评审均已完成);同时形成《装配式混凝土桥梁专用质量检验评定标准(试行稿)》(评审已完成)。

合申报的成套成果评价,被中国公路协会鉴定为国际领先。

项目被江苏省交通厅纳入《江苏交通品质工程样板2020年亮点攻关任务》,南京市建筑产业现代化推进领导小组专项引导资金补助项目,2020年江苏省干线公路工程“十佳项目”;获得省级标准化示范工地。获得2019、2020年度江苏省公路水运工程平安工地建设省级“示范工地”,获得2020年江苏省建筑施工标准化三星级工地。

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本文责编:王涵

转自:施工技术-公众号

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