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国内统一刊号:CN34-0038
2023年01月04日
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第3版:经营发展
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江淮牵手 润泽皖豫

——写在引江济淮工程通水通航之际

  2022年12月30日,历时6年多建设的引江济淮工程实现全线通水通航,长江和淮河两大水系顺利“牵手”。其中,中铁四局钢结构建筑公司承建的世界最大跨度通水通航钢结构渡槽——引江济淮淠河总干渠渡槽为重要节点工程之一。

  引江济淮工程是辐射长江、润泽安徽、造福淮河、惠及河南的水资源配置战略工程,自南向北分为引江济巢、江淮沟通、江水北送三段,输水线路总长723公里(皖境输水线路总长587.4公里),供水范围涵盖安徽省13市和河南省2市共55个区县,涉及面积约7万平方公里。

  引江济淮淠河总干渠钢渡槽位于江淮分水岭北侧,淠河总干渠作为合肥和六安两座城市的重要供水渠道,比引江济淮航道高出30多米,渠水只能通过架设传统的渡槽过流,从引江济淮运河上凌空而过,如同合肥五里墩立交“桥上有桥”,在这里就形成了一座“河上有河”可通水行船的“水桥”。

  淠河总干渠渡槽总长350米,分左右两幅,其中钢渡槽全长246米,总用钢量达2.1万吨。钢渡槽采用(68米+110米+68米)的三跨钢结构桁架式梁拱组合设计,主跨跨度达到110米,比目前世界著名的德国马格德堡水桥还要长3.8米,是目前世界上跨度最大的通水通航钢结构渡槽。

  由于桥梁桁架整体结构刚度大、杆件之间空间位置关系复杂,因此钢梁制造及安装过程中的焊接质量控制、钢梁的制造及安装精度控制便成为亟须解决的难题,为保证钢渡槽建设有序进行、质量可控,钢结构建筑公司引江济淮工程淠河总干渠项目部的建设者们摸索出一套“金点子”。

  优化焊接工艺 严格控制焊接质量

  “引江济淮淠河总干渠钢渡槽采用的是全焊接变桁高桁架式梁拱组合结构,桁架整体结构刚度大,全位置焊接量大,焊接变形控制难度大。如何做好现场焊接变形及质量控制,是本工程的重难点。”该项目部项目经理姬明辉介绍道。

  为此,项目部先后组织近10次专家研讨会,经过两个多月的分析论证,最终确定了多方面的工艺措施。

  首先,制定专门的胎架对试拼装精度进行控制。项目部制作弦杆支撑和腹杆两类胎架,利用全站仪进行胎架标高测量,采用不同板厚的薄钢板组合进行胎架抄平,杆件采用匹配件配合冲钉定位,用普通螺栓紧固,从而确保杆件试拼整体线形符合设计要求。

  其次,采用一系列工艺措施控制焊接变形。通过制定合理的焊接顺序有效地减小焊接变形,大量采用机器人自动焊。通过做好焊前、焊时、焊后的热输入控制减小焊接变形,释放焊接残余应力。通过采用刚性固定焊接胎架或刚性码板对杆件进行刚性约束,适度采用超声波锤击等方式,达到控制焊接变形的目的。最后,通过进行火焰矫正对焊后已经产生焊接变形的部位或杆件进行焊接变形矫正。

  “由于桥梁桁架整体结构刚度大、杆件空间位置复杂,我们首次采用不锈钢复合波折钢腹板,攻克了不同钢材焊接后同步应对热胀冷缩的技术难题。”项目部总工程师杜伸云说,“此外,还通过焊缝无损检测保证焊缝质量,通过自检、二检、三检层层把关,确保焊缝质量100%合格。”

  精心组织施工 抢抓工期保进度

  钢渡槽施工工期紧,如何有效提升施工效率是施工单位现场管理能力的重要体现。为了抢抓工期,项目部通过科学统筹,合理规划,将临时加工厂划分为4块试拼装区,可供8片主桁同时拼装。同时,设计使用焊接防风雨棚,避免雨天停工对工期造成的不利影响。

  “2020年,新冠肺炎疫情爆发后,项目部第一时间成立疫情防控领导小组,想尽一切办法购置充足的防疫物资,同时为确保工程原材料进场充足,满足施工要求,我们积极联系当地政府,协助农民工返岗复工,在复工复产的过程中,做好核酸检测、建档、测温、消毒、分餐等一系列防疫措施。”项目部党支部书记张校汶回忆道。

  针对雨季施工,项目部设计定制一种防风防雨棚,利用型钢做骨架,防火布做围挡,在确保安全的条件下,焊工在雨棚里施焊,避免了雨季停工对施工工期产生的不利影响。

  运输过程中,由于钢渡槽多为大、异形构件,且履带吊在槽内吊装架设时受空间所限,无法进行构件翻身,因此构件吊运成为本工程安全控制的重点。为节省时间、保障施工安全,项目部采取立体装运的方案,制定专用的构件翻身工装和专用的构件装车支撑胎架,同时采取大型构件翻身领导带班制、并加强构件装车后的检查,通过这些举措,将吊运安全风险降到最低。

  引江济淮淠河总干渠渡槽于2018年12月开工建设,2020年11月5日整体合龙,2021年3月28日开始充水试验,2021年5月1日正式通水。“在疫情期间,我们优质完成了建设单位安徽省引江济淮集团有限公司下达的节点工期,2020年连续两个季度获得‘进度管理先进单位’称号。”姬明辉介绍道。

  优选安装方案 精确合龙彰显实力

  “由于钢渡槽的主桁梁、水槽底板、壁板等大小杆件共计624件,其中主桁梁构件112个,最大重量72吨。桥梁桁架整体结构刚度大、杆件之间空间位置关系复杂,因此钢梁安装过程中的安装精度控制、焊接质量控制便成为本工程的重难点。”杜伸云说道。

  为此,项目部经过技术、质量、安全等多方面比较,进行了几轮的方案比选论证,最终确定跨中合龙的安装方案,即安装工程采用从两侧过渡墩开始,在跨中位置合龙的方案。渡槽的合龙离不开核心元素的控制:杆件的加工尺寸、高空对接口的安装精度控制、大型构件吊装安全控制等。

  为准确控制渡槽的安装线形,技术人员精确计算安装坐标,在支架上预设安装控制点及定位构件,安放三向千斤顶进行钢桁梁的细微调整,确保构件按照设计要求精准安装到位。全周期开展运用BIM技术,在渡槽安装建设中深化设计、工程建设数字化、虚拟建造、施工进度管理和安全监控等方面,将材料进场、试验检测、现场施工等环节有序推进,实现淠河总干渠渡槽建设过程数字化、信息化管理。在施工过程中,探索实践渡槽钢桁梁安装施工工法、钢结构安装焊接线形控制工法等一系列工艺技术,以期将本桥建成为一座安全、耐久、美观的世界级“水桥”。 (赵杨 李永)

  图为引江济淮淠河总干渠渡槽航拍

(刘玉才 摄)

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