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| 發(fā)布時間：2022-08-25 |
朝霞漫天，海風徐徐，清晨6點的東海大橋早已川流不息。而在橋下，亦忙得熱火朝天，中交三航局東海大橋防護項目團隊正展開一場精妙的“修復手術”，護住洋山港與陸地相連的唯一命脈。
中交三航局承建的東海大橋防護工程，是國內(nèi)首個真正意義上的跨海大橋樁基沖刷防護工程，主要承擔205個橋墩下部群樁區(qū)海床沖刷防護任務。完成后，對保障東海大橋安全運營具有重要意義。
今年1月，全新的“補牙神器”——“三航砼26（28）”順利下水。一經(jīng)投入，功效立馬提升近一半，拋填精度更高，且做到漲落潮不間斷施工。
“你們最新研制的這套‘補牙神器’真是讓人大開眼界，不愧是首創(chuàng)！”業(yè)主代表不禁稱贊。
“三航砼26（28）”是中交三航局為東海大橋橋墩“排險治病”，而自行研制的集砂石水泥料存放、混凝土攪拌、袋裝混凝土打包、運輸、拋填為一體的新型拋石溜筒攪拌船，是目前國內(nèi)唯一適用于樁群內(nèi)沖刷坑回填材料拋填的專用設備，屬中交三航局的獨家專利。
受大橋海域泥沙輸送大環(huán)境改變，加之區(qū)域水流速快的雙重影響，大橋的205個橋墩下部出現(xiàn)了沖刷坑，平均深度在4～7米之間，最深的沖刷坑接近20米，導致樁基入土深度減少，已經(jīng)影響到了橋體結構安全。“這就像人的牙齒被蟲蛀了一樣，出現(xiàn)了蟲洞，危及到了整顆牙的健康、穩(wěn)固，急需‘補牙’。”項目總工程師楊磊形象地解釋道。
據(jù)檢測，東海大橋有近二百顆“牙齒”出現(xiàn)“牙齦萎縮”，已經(jīng)影響到了橋體健康，“補牙”勢在必行。項目經(jīng)理毛娟說，“久而久之，牙齒會松動脫落，而大橋則有可能坍塌。”
按照設計方案，項目團隊主要通過向水下沖刷坑精準拋填袋裝塊石、混凝土等填充物的方式來完成“蛀洞”的修補。看上去很容易，但實際挑戰(zhàn)巨大。
該防護工程是國內(nèi)首創(chuàng)，沒有任何技術文獻和施工先例可供借鑒。并且東海大橋的樁基都是群樁，每個墩臺至少有16根直樁、斜樁相互交錯在一起，常規(guī)的直溜筒水下拋石工藝無法完成樁群內(nèi)部沖刷坑的回填，研發(fā)新的“補牙”工藝勢在必行。
團隊在之前長江口航道整治項目裝備研發(fā)的技術積累上，提出把直溜筒改為斜溜筒的思路。斜溜筒尋找角度更方便，可以像“探針”一樣穿過樁與樁的空隙，斜向深入樁群內(nèi)部的沖刷坑，屆時，借助監(jiān)控設備以及技術操作，即可實現(xiàn)精確拋石。通過組織專家進行三維模擬、模型演示、陸上1:1模型試驗，團隊整整用了3個月時間終于確定了斜向溜筒拋石可行。
“那段時間，人人都跟著了魔似的，吃飯睡覺都帶著橋墩模型。”楊磊笑著說，“幸好功夫不負有心人，最終證明了我們的思路是對的，結果也是好的。”
確定了工藝，接下來的難題便是如何搭建一個趁手的“手術臺”。因為斜向溜筒拋石是新研發(fā)工藝，市場上還沒有匹配的拋石船。團隊必須自力更生。說干就干，楊磊立即聯(lián)合船舶改造、操控軟件研發(fā)等方面的技術人員進入“鉆研模式”，選取適應性較高的方駁來改造成“手術臺”。從斜溜筒結構系統(tǒng)，到中央控制臺操控系統(tǒng)，再到多臺精密儀器組成的定位監(jiān)測系統(tǒng)，半年時間內(nèi)，大家經(jīng)過了上百次的實驗優(yōu)化改進，首個斜向溜筒拋石船終問世。
萬事俱備，團隊立刻展開施工。整個動力系統(tǒng)正常、運行良好、操控系統(tǒng)完善，能夠按照既定的操作完成拋填作業(yè)，但大伙兒發(fā)現(xiàn)“補牙”還有提升空間。一番診斷后，大家一致決定重點就斜向溜筒實施提質(zhì)增效計劃，提升工作性能和拋填工效，以更好地“補牙”。
大橋海域流速快，開始采用的鋼絲繩牽引行走臺車旋轉(zhuǎn)方案適應性差，溜筒伸入樁群后左右晃動嚴重，項目部集中開展技術攻關，采用液壓油缸推動，通過三個后背插銷，臺車再也不任性地晃動了，溜筒晃動精度控制在“厘米級”。
最早設計的斜向溜筒是一節(jié)二十多米長的鋼圓筒，無法適應不同的水深。研發(fā)員從夜市地攤上的玩具單筒望遠鏡得到啟發(fā)，把溜筒改成了三節(jié)嵌套可伸縮的設計。通過鋼絲繩牽引溜筒外套筒的定滑輪，完成溜筒下放和回縮的動作，一下子簡化了操作，提高了工效，而且水深適用范圍增大到10至25米。后續(xù)大家又對斜向溜筒旋轉(zhuǎn)、變幅機構、溜筒截面、喂料系統(tǒng)等進行優(yōu)化，并陸續(xù)改造了三艘斜向溜筒拋石船，性能愈發(fā)優(yōu)越，“補牙”愈加嫻熟。
由于國內(nèi)現(xiàn)有的專業(yè)混凝土攪拌船船體高度均超過橋面以下凈高，拋填袋裝混凝土時，只能采用小型攪拌船一旁供料，效率跟不上。
“我們能否將兩船合二為一呢？”毛娟龍大膽提出研制袋裝混凝土制備、拋填一體化施工船想法，打造拋填方量大、又適應橋面以下作業(yè)的“豪華版補牙工具”。團隊立即著手實施，結合之前斜向溜筒拋石船的技術積累，經(jīng)過一輪又一輪的技術攻關后，設計思路逐漸清晰：船身設計采用適應性較高的方駁，沿用原來的斜向溜筒拋填系統(tǒng)、皮帶機供料系統(tǒng)，同時在甲板上布置攪拌系統(tǒng)及自動袋裝縫制流水線，實現(xiàn)設備全程自動化。
團隊并沒有止步于此，結合施工現(xiàn)場情況，陸續(xù)又將溜筒圓形截面改為上方下圓，防止水下作業(yè)時，受水流力和自重的影響出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)咬死現(xiàn)象，變門式起重機喂料為皮帶機連續(xù)喂料，使工效大幅提升。團隊還開發(fā)了智慧運維管理平臺、三維監(jiān)控和電氣化控制軟件，能使施工管理控制系統(tǒng)的“智商”大為提高。“像三維監(jiān)控軟件可實時計算溜筒在水下和橋墩的最短距離，進行碰撞預警，電氣化控制軟件則能精確控制斜向溜筒在插樁作業(yè)時的動作，防止‘磕牙’。”項目總工楊磊解釋說。
經(jīng)過不斷地摸索，團隊從無到有，形成了一整套適用于外海群樁區(qū)沖刷坑防護施工斜向溜筒拋填施工工藝，獲11項實用新型專利授權。“經(jīng)中國水運建設行業(yè)協(xié)會綜合評價，該成果達到國際先進水平，經(jīng)濟和社會效益顯著，推廣應用前景廣闊。”項目經(jīng)理毛娟龍言語間滿是驕傲。
作者：陳元坤