平南三桥位于广西平南县西江大桥上游6km处,是荔玉高速平南北互通连接线上跨越浔江的一座特大桥,由广西交通投资集团有限公司投资,广西北部湾投资集团有限公司直属企业广西路桥工程集团有限公司承建。大桥全长1035m,主桥跨径575m,建成后将是世界最大跨径的中承式钢管混凝土拱桥,是拱桥发展史上的又一里程碑,也将成为中国桥梁新名片。平南三桥的建设,开创了在不良地质条件下修建大跨径钢管混凝土拱桥的先河,进一步探讨了跨径700m级钢管混凝土拱桥的设计建造技术,大幅提升大跨径钢管混凝土拱桥的建造适用范围,引领钢管混凝土拱桥发展新趋势。
科研攻关,实现多项关键技术创新
平南三桥建设难度大,北岸地质条件复杂、超大跨径缆索吊装系统升级改造等一系列问题需要在建设过程中进行技术攻关。经过以中国工程院院士郑皆连为首的科研团队及项目技术团队的共同努力,项目实现了多项关键技术创新。
主要技术创新有:一是国内首次把“圆形地连墙+卵石层注浆加固”方案成功运用到拱桥领域中,为不良地质条件下修建大跨径拱桥提供了典型的工程案例;二是国内首创具备300t吊装能力的缆索起重机系统,且搭建200m高装配式塔架,实现电气化自动控制;三是运用北斗卫星定位系统与智能张拉技术,以力主动控制代替刚度被动控制,实现了200m高塔顶纵向位移智能调载纠偏,为精准吊装拱肋及格子梁提供坚实保障;四是首创了基于影响矩阵原理的“过程最优,结果可控”扣索一次张拉计算理论,实现了大跨径拱桥主拱圈线形控制技术的新突破。经过一系列的技术攻关,平南三桥于2020年5月12日完成全桥主拱肋管内混凝土真空灌注。至此,大桥核心技术难点攻关完成。在此期间,项目积极依托技术攻关开展专利申报,现共申报62项国家专利。
信息化管理,建设智慧工地新模式
平南三桥开工建设以来,主动将建设行业的新兴技术融合项目特色,形成“BIM+”概念融入施工管理的各个细节,借助模型的三维仿真动态演示功能助力设计优化和专项施工方案模拟,提前掌握工程建设重点难点,增强施工风险管控的针对性。项目现已成为广西公路水运工程BIM技术应用示范项目、广西建筑信息模型(BIM)技术应用试点项目。现阶段还实现多平台建模、基于模型的进度质量安全管理、施工图纸深化、AR三维交底、无人机应用、施工工艺全真模拟、鹰眼系统监控指挥中心等信息技术的全面应用,构建起安全监管、生产调度、智慧办公、智慧展厅四位一体的格局。
项目配备全过程信息数控管理的混凝土集控中心,实现了智慧调度、数据签核、磅房管理、原料管理、试验质检、车辆管理、设备管理、财务管理等,把混凝土生产的各种上下游管理业务全部架构在集控系统上运行,实现混凝土生产的智能化,大幅提高生产效率。达到沟通高效化、平台集中化、数据集成化、管理区域化的目的。
品质路桥,打造百年经典传世工程
平南三桥首条管理目标是“管理一流,效益一流,品质一流”。在施工过程,平南三桥始终秉承“品质”的追求,踏浪前行。實践证明,项目各项分项工程质量优质,获得各界一致认可。
一是北岸拱座地连墙+卵石层注浆加固施工,经第三方检测,地连墙成槽垂直度均在1/400以内,浇筑前槽底几乎零沉渣,超声波检测结果均为I类桩。
二是北岸拱座基础14042m3混凝土一次性浇筑施工,在不设置冷却管的情况下,有效控制大体积混凝土开裂风险。且经过16个月的加载考验,拱座沉降量仅为5mm,取得了实际上的成功与突破。
三是全桥44节段拱肋焊接一次合格率均在99.5%以上,射线探伤全部合格,无一返修,加工精度控制在2mm以内。仅用90d的时间实现全桥主拱肋575m跨度的高精度合龙,合龙口弦管对接误差小于3mm,拱轴线横向偏位小于10mm,拱肋线形与目标线形偏差小于30mm。
四是全桥8根主弦管,采用C70无收缩自密实混凝土和真空辅助四级连续泵送工艺,合计灌注管内混凝土7408m,单根主弦管灌注平均用时仅13h,7d龄期超声波检测波速达到4700m/s以上,混凝土密实度高。
五是大桥桥面37节段格子梁安装过程中,应用了基于吊杆影响矩阵的一次张拉计算理论,实现了节段安装就位后吊杆无须张拉调整或少调整的目标,全桥线形可控,节段间错台高差仅在2mm内。