大橋面子耐70℃高溫
2016-01-12
研究人員正在實(shí)驗(yàn)室做瀝青混合料試驗(yàn)
羊城晚報(bào)記者林桂炎攝
橋面鋪裝材料樣本
羊城晚報(bào)記者林桂炎攝
港珠澳大橋橋面將會(huì)鋪裝
羊城晚報(bào)記者林桂炎攝
港珠澳大橋橋面鋪裝試驗(yàn)段羊城晚報(bào)記者林桂炎攝
羊城晚報(bào)記者呂楠芳
港珠澳大橋在國內(nèi)首次提出GMA澆注式瀝青新技術(shù)，保證橋面鋪裝高效且性能穩(wěn)定
橋面鋪裝，聽起來容易做起來難。
港珠澳大橋橋面鋪裝面積約70萬平方米，相當(dāng)于100個(gè)足球常世界第一跨海大橋的橋面可不是一般的“面子工程”，要用到最好的材料、最先進(jìn)的鋪裝技術(shù)，光前期實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備就花了將近3年時(shí)間。
廣東長大負(fù)責(zé)三分之二的橋面鋪裝任務(wù)，目前已經(jīng)在施工營地完成試驗(yàn)段鋪裝，最近正準(zhǔn)備“看天行動(dòng)”，擇時(shí)進(jìn)行橋上試驗(yàn)段的鋪裝。
從鋪裝材料的選娶加工到現(xiàn)場(chǎng)的施工工藝，港珠澳大橋的橋面鋪裝實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)高精尖的創(chuàng)新。施工單位對(duì)待橋面鋪裝一絲不茍的工匠精神猶如在烹飪一道國宴菜，在不久的將來，相信全世界的味蕾都將為之顫動(dòng)。
準(zhǔn)備“食材”建立專門的集料工廠
對(duì)橋面鋪裝而言，鋪裝材料最為關(guān)鍵。在港珠澳大橋的鋪裝材料陳列室，數(shù)十種石料原料以及集料樣品像糖果一樣裝在透明的試驗(yàn)罐中供人觀摩。CB07標(biāo)界面協(xié)調(diào)及進(jìn)度負(fù)責(zé)人江勝文介紹，這些樣品均是無數(shù)次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，是廣東長大和華南理工大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)合作研發(fā)的。
在鋪裝材料的生產(chǎn)地——中山集料工廠，一塵不染、如同藥廠般的工作界面同樣讓人驚嘆。CB07標(biāo)項(xiàng)目經(jīng)理?xiàng)顤|來告訴記者，中山集料工廠專門為港珠澳大橋建設(shè)，是國內(nèi)首家采用大型化、工廠化、自動(dòng)化對(duì)建筑集料進(jìn)行精深加工的工廠。工廠引入世界一流集料加工設(shè)備，借鑒了精細(xì)化工及食品加工行業(yè)的生產(chǎn)篩分工藝，采用密閉式鋼結(jié)構(gòu)廠房進(jìn)行生產(chǎn)及儲(chǔ)存，配置高效干式除塵設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了建筑用集料無塵化生產(chǎn)。
為什么要為港珠澳大橋的鋪裝專門辦集料工廠？楊東來介紹，港珠澳大橋CB07標(biāo)項(xiàng)目對(duì)橋面鋪裝的細(xì)集料有嚴(yán)格的分檔要求，但國內(nèi)現(xiàn)有集料廠生產(chǎn)的集料均無法滿足這一要求。
為了保證集料質(zhì)量，工廠還開發(fā)了條形碼信息管理系統(tǒng)，為出廠的每一袋集料配置“身份證”，一旦發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問題，可以第一時(shí)間在系統(tǒng)中查詢到材料批號(hào)、組別、相對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品質(zhì)檢資料，在3-5分鐘之內(nèi)查清問題所在，及時(shí)對(duì)庫存的產(chǎn)品進(jìn)行復(fù)檢。
長大公司采用工廠化進(jìn)行集料加工，徹底顛覆了傳統(tǒng)的石料加工行業(yè)模式，這種模式不僅國內(nèi)沒有，國外也很少見，是國內(nèi)工程行業(yè)集料加工的標(biāo)桿，細(xì)集料分檔技術(shù)更是填補(bǔ)了行業(yè)空白。
加配“佐料”大橋不怕70℃高溫
鋼結(jié)構(gòu)在國內(nèi)橋梁建設(shè)中應(yīng)用的比例并不高，像港珠澳大橋這樣大規(guī)模地采用鋼結(jié)構(gòu)更是前所未有。但鋼橋面的鋪裝也一直是行業(yè)性難題。
從技術(shù)層面來說，鋼箱梁是大型薄壁空間結(jié)構(gòu)，在荷載作用下，鋼箱梁會(huì)發(fā)生伸長、縮短、彎曲、扭轉(zhuǎn)等變形，橋面鋪裝要求具有追隨鋼箱梁一起協(xié)同變形的能力；另一方面，橋面鋪裝直接承受車輪荷載碾壓，需要抵抗車輪荷載產(chǎn)生的局部變形，還要保持外觀平整，便于行車。這種互相矛盾的需求就決定了鋼橋面鋪裝工程技術(shù)的復(fù)雜性。
據(jù)了解，港珠澳大橋管理局早在2010年就開始委托華南理工大學(xué)牽頭開展了港珠澳大橋橋梁工程鋼橋面鋪裝方案的預(yù)研究。兩年來，課題組進(jìn)行了廣泛調(diào)研。設(shè)計(jì)單位、施工隊(duì)伍、國際咨詢公司等也加大技術(shù)攻關(guān)，最終提出了采用4cm厚SMA+3cm厚澆注式瀝青混凝土組合鋪裝結(jié)構(gòu)體系的鋼橋面鋪裝設(shè)計(jì)方案，并在國內(nèi)首次提出了GMA澆注式瀝青新技術(shù)。
“目前國際上通用的鋪裝技術(shù)有GA、MA，前者是國內(nèi)以及德國日本普遍采用的技術(shù)，材料拌和效率高但穩(wěn)定性差，后者多為英國采用，性能穩(wěn)定但拌和效率低，GMA則是集合了這兩種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，既能做到高效率，又能保證混合料的性能穩(wěn)定?！睏顤|來說。
按照設(shè)計(jì)要求，港珠澳大橋橋面鋪裝的使用壽命要達(dá)到15年，對(duì)材料耐高溫、抗疲勞的性能提出很高的要求。在廣東地區(qū)，橋梁橋面最高溫度大于70攝氏度，比如虎門大橋達(dá)到過72攝氏度，如何保證橋面在高溫下不變形，也是混合料研究要攻克的重要難題。楊東來表示，通過無數(shù)次混合料配合比的優(yōu)化試驗(yàn)，港珠澳大橋橋面抗70攝氏度高溫是完全沒有問題的。
把控“火候”一年僅150天可施工
楊東來告訴記者，橋面鋪裝受天氣影響大，溫度太低或濕度太高都不利于鋪裝，而且整個(gè)施工過程中絕對(duì)不能出現(xiàn)降水，但偏偏南方沿海的氣候濕潤多水，一年到頭只有10月到次年1月的旱季是最合適的，365天中適合進(jìn)行鋪裝施工的天氣不超過150天，所以按計(jì)劃，近期會(huì)抓緊時(shí)間進(jìn)行橋面的試驗(yàn)鋪裝?！拔覀兒椭楹庀蟛块T深度合作，施工期間，天氣預(yù)報(bào)必須精確到施工的具體區(qū)域以及3小時(shí)以內(nèi)的時(shí)段，無論是組合梁還是鋼箱梁橋面鋪裝，都是希望環(huán)境越干燥越好?！?br />
2015年12月，港珠澳大橋CB07標(biāo)已經(jīng)完成營地內(nèi)試驗(yàn)段鋪裝施工。100米不到的試驗(yàn)段，鋪裝厚度8cm，外行人看到的只是清一色的瀝青表面，但實(shí)際上試驗(yàn)段分成多塊試驗(yàn)“田”，每塊“田”對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)內(nèi)容不同，使用的集料配比和施工工藝的組合方案都有所區(qū)別，相應(yīng)的檢驗(yàn)參數(shù)都要交由專家組討論。經(jīng)歷了兩個(gè)多月的檢驗(yàn)和比較，目前已經(jīng)基本確定上橋方案。
@橋博士
1問
橋面鋪裝最大的挑戰(zhàn)是什么？
楊東來（廣東長大三公司總工程師）：最大的挑戰(zhàn)是高溫挑戰(zhàn)。鋼橋面鋪裝比普通瀝青路面應(yīng)具有更高的熱穩(wěn)定性，因?yàn)殇撓淞簳?huì)吸熱，箱體溫度在夏季會(huì)達(dá)到50-60攝氏度，表面會(huì)達(dá)到70攝氏度。
2問
跨海大橋是一節(jié)節(jié)拼起來的，會(huì)不會(huì)出現(xiàn)兩節(jié)連接時(shí)，發(fā)現(xiàn)橋面有偏差，接不到位的情況？
港珠澳大橋管理局：不會(huì)。港珠澳大橋鋼箱梁和組合梁安裝都有施工監(jiān)控單位，專門在設(shè)計(jì)、制造、安裝等環(huán)節(jié)進(jìn)行全過程控制，確保梁的接頭線形、內(nèi)力等滿足設(shè)計(jì)要求，盡量避免出現(xiàn)偏差。
3問
跨海大橋?yàn)槭裁词乔€設(shè)計(jì)的，路面還有起伏？
港珠澳大橋管理局：大橋珠海、澳門側(cè)的登陸點(diǎn)在拱北，香港側(cè)的登陸點(diǎn)在機(jī)場(chǎng)附近，決定了大橋?yàn)槲髂系綎|北整體走向。由于香港機(jī)場(chǎng)對(duì)附近建筑有航空限高要求，橋位設(shè)計(jì)盡量遠(yuǎn)離機(jī)場(chǎng)跑道的方向。伶仃洋上航道交錯(cuò)，通航繁忙，橋梁平面走向主要考慮通航要求，盡量與各航道保持垂直，才能最大限度地確保船舶的通航安全，因此連在一起，港珠澳大橋平面設(shè)計(jì)整體呈曲線。
至于路面起伏，也就是縱面曲線，主要也是因?yàn)闃蛄捍┻^的各主要航道的通航等級(jí)要求不同。如九洲航道的通航凈空要求為40米，江海直達(dá)船航道橋約為24米，青州航道橋約為42米，所以為滿足各航道的通航需要，大橋路面會(huì)有起伏。
解密
橋面鋪裝“牛”在哪？
港珠澳大橋的橋面鋪裝“牛”在哪？施工單位總結(jié)了七個(gè)要點(diǎn)：
1中山集料工廠粗、細(xì)集料生產(chǎn)線，是目前國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)最高，并實(shí)現(xiàn)無塵化生產(chǎn)鋼橋面鋪裝集料的生產(chǎn)線；
2澆注式瀝青混凝土施工技術(shù)，在高溫下具有較好的流動(dòng)性和施工和易性，不需碾壓即能達(dá)到規(guī)定的密實(shí)度和平整度，成型后不透水、耐凍融、耐油、抗老化，同時(shí)變形能力強(qiáng)，具有優(yōu)良的抗低溫開裂與抗疲勞開裂性能；
3降水臨近預(yù)報(bào)系統(tǒng)，提前預(yù)報(bào)，確保在整個(gè)鋼橋面鋪裝施工過程中不會(huì)出現(xiàn)任何降水；
4雙系統(tǒng)瀝青拌和站，實(shí)現(xiàn)SMA混合料和RA混合料的同站生產(chǎn)，避免重復(fù)建站；
5集料標(biāo)準(zhǔn)化加工技術(shù)，建立集料加工的規(guī)格分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)以及質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，形成成套集料加工標(biāo)準(zhǔn)體系，該技術(shù)已作為《廣東省集料加工地方規(guī)程》推廣應(yīng)用；
6粘層油灑布機(jī)，取代以往人工涂刷的方式，避免人工涂刷中易出現(xiàn)的漏涂現(xiàn)象，提高涂刷效率，減少施工人員過多帶來的交叉污染；
7橋面碎石撒布機(jī)，降低了碎石撒布工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了施工效率及碎石撒布的均勻性。
工程師日記
橋梁界翹楚云集港珠澳
入行多年數(shù)這回最興奮
江勝文（CB07標(biāo)界面協(xié)調(diào)及進(jìn)度負(fù)責(zé)人）
2015年9月10日，位于人工島上的港珠澳大橋CB07標(biāo)項(xiàng)目部施工營地正式開工建設(shè)，經(jīng)過3個(gè)多月的努力，營地已經(jīng)順利完成了辦公樓、試驗(yàn)樓、宿舍、食堂以及湖瀝青庫房、水穩(wěn)拌合樓的施工建設(shè)，集料堆料場(chǎng)鋼構(gòu)和瀝青拌和樓的安裝也接近尾聲。
在整個(gè)港珠澳大橋施工體系中，橋面鋪裝是收尾工程之一，這就意味著我們會(huì)堅(jiān)守到最后，能看到大橋落成的盛況，對(duì)我們來說是非常幸運(yùn)的一件事。但與此同時(shí)，我們的施工也受到很多前置因素的影響，前面的橋梁基礎(chǔ)工程進(jìn)展是否順利，直接關(guān)系到我們的開工時(shí)間。
這座人工島距離珠海陸地不到1000米，但手機(jī)信號(hào)微弱，仿佛一陣海風(fēng)就能把信號(hào)吹走。明明用著珠海的手機(jī)卡，搜索到的信號(hào)卻來自澳門。好在營地里有WIFI，不然就徹底和陸地失聯(lián)了。
我在橋梁行業(yè)摸爬了七八年，去過的施工項(xiàng)目很多，港珠澳大橋是最令我興奮的項(xiàng)目。在這里見識(shí)到的都是中國橋梁界的頂尖人才，無論是設(shè)計(jì)、施工還是管理，他們都是值得我學(xué)習(xí)的行業(yè)翹楚。年底我的孩子就要出生了，今年對(duì)我來說實(shí)在是非常特別的一年。
記者手記
中山“御膳房”功成身價(jià)高
和動(dòng)輒呈現(xiàn)大場(chǎng)面、大機(jī)器的海上吊裝等作業(yè)相比，港珠澳大橋的橋面鋪裝看似簡單，其中卻暗藏著外人意想不到的諸多玄機(jī)。
就像在烹飪一道“國宴菜”，港珠澳大橋管理局對(duì)待橋面鋪裝用何種“食材”、加多少“佐料”、取多大的“火候”等均有細(xì)致入微的要求。多種生產(chǎn)工藝及鋪裝技術(shù)的創(chuàng)新更是為國內(nèi)后續(xù)的橋梁橋面鋪裝工程開拓了新的領(lǐng)域，進(jìn)而推動(dòng)行業(yè)進(jìn)步，利在千秋。
無論是鋪裝集料的生產(chǎn)工廠，還是鋪裝項(xiàng)目的施工營地，整齊、干凈是第一印象，在深入了解之后繼而感受到高端、高效，能夠刷新所有來訪者對(duì)鋼橋面鋪裝施工的認(rèn)知——絕對(duì)不僅僅是鋪混凝土、刷瀝青那么簡單。
在記者看來，經(jīng)港珠澳大橋這一“國宴”洗禮，因大橋而生的中山集料工廠會(huì)是一大贏家。它就好比皇家宮廷“御膳房”，“鍋爐瓢盤”都已經(jīng)是頂級(jí)的，食物的烹飪流程也是最嚴(yán)格的，往后向民間開放，必能令普通食客大快朵頤。中山集料工廠本身的目標(biāo)也是希望能在供應(yīng)港珠澳大橋之余，輻射到整個(gè)南中國區(qū)特別是精益求精的港澳地區(qū)的專用集料供應(yīng)，為國內(nèi)高端集料的加工生產(chǎn)提供示范效應(yīng)。
總指揮：劉紅兵劉海陵策劃：林海利許志權(quán)蔡惠中統(tǒng)籌：曾璇蘇碧青冷爽
呂楠芳本文來源：金羊網(wǎng)-羊城晚報(bào)
