南沙大橋 大灣區(qū)的大通道

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1839年，林則徐在廣東虎門(mén)當(dāng)眾下令銷(xiāo)煙，“若鴉片一日未絕，本大臣一日不回，誓與此事相始終”，彰顯著中華民族自強(qiáng)不息的偉大精神。2019年4月2日，一座世界級(jí)橋梁屹立在珠江口岸?；仡櫮仙炒髽颍ㄔ盎㈤T(mén)二橋”）S3標(biāo)段建設(shè)的實(shí)錄，感受這條粵港澳大灣區(qū)嶄新大動(dòng)脈的脈動(dòng)。

2017年6月，南沙大橋錨碇整體場(chǎng)景。

珠三角是我國(guó)人口聚集最多、創(chuàng)新能力最強(qiáng)、綜合實(shí)力最強(qiáng)的三大區(qū)域之一，有全球影響力的先進(jìn)制造業(yè)基地和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)基地。但是在南沙大橋建成之前，珠江口的交通格局并未與此形成呼應(yīng)，虎門(mén)大橋運(yùn)輸流量已經(jīng)高度飽和，同時(shí)廣深高速公路高峰車(chē)流量達(dá)到了12萬(wàn)輛，大大超過(guò)了設(shè)定流量。

南沙大橋的建成則有力改善了廣州南部跨越珠江的交通狀況，有效緩解虎門(mén)大橋通行壓力。南沙大橋是世界上跨徑最長(zhǎng)的鋼箱梁懸索橋。作為珠三角核心區(qū)內(nèi)重要的過(guò)江通道，南沙大橋?yàn)橹榻趦砂对僭鲆灰恚蔀榕c粵港澳大灣區(qū)的又一個(gè)嶄新大動(dòng)脈。

用“積木塊”拼起世界級(jí)工程

箱梁拼裝區(qū)域橫跨廣州市番禺區(qū)海鷗島，分布三地，包括騮東互通主線橋、西引橋、中引橋、海鷗島互通主線橋、東引橋共5個(gè)部分。如果采用傳統(tǒng)的移動(dòng)模架現(xiàn)澆工藝進(jìn)行節(jié)段梁施工，勢(shì)必會(huì)對(duì)珠江航道現(xiàn)有交通造成極大影響，同時(shí)點(diǎn)多面廣的特點(diǎn)也將難以保證混凝土質(zhì)量。

經(jīng)過(guò)多方對(duì)比，建設(shè)團(tuán)隊(duì)最終決定采用裝配化工藝中的“短線匹配法”進(jìn)行節(jié)段梁施工。該工藝最先由法國(guó)工程師提出，并在20世紀(jì)應(yīng)用于歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家。中交二航局在國(guó)內(nèi)首次將這項(xiàng)技術(shù)大規(guī)模引入蘇通大橋建設(shè)，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。在2012年，“短線匹配法”節(jié)段拼裝橋梁技術(shù)一舉奪得國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。這一次，建設(shè)者們將這一打破國(guó)外技術(shù)壟斷的成功經(jīng)驗(yàn)引進(jìn)南沙大橋工程，他們常把這項(xiàng)工藝稱(chēng)為“搭積木”法——將整孔節(jié)段箱梁設(shè)計(jì)成如同“巨型積木塊”的若干個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段，在預(yù)制廠的預(yù)制臺(tái)座上，利用循環(huán)使用的模板系統(tǒng)對(duì)“巨型積木塊”進(jìn)行匹配、流水預(yù)制，再利用船舶或車(chē)輛等運(yùn)輸工具將它們運(yùn)送至安裝橋位，最后用架橋機(jī)、橋面吊機(jī)設(shè)備像“搭積木”一樣逐塊拼接成橋。

2017年6月，建設(shè)中的南沙大橋，穿梭在海鷗島上。

雖然都是“搭積木”，但每個(gè)工程都有新情況、新難題，施工方案得量身定制。建設(shè)伊始，為確定最合理的箱梁構(gòu)件劃分，建橋團(tuán)隊(duì)便開(kāi)始對(duì)節(jié)段箱梁預(yù)制方案展開(kāi)研究。從混凝土配制、鋼筋流水線綁扎到每一個(gè)構(gòu)件尺寸的確定，都需要做好詳細(xì)的規(guī)劃。就在此刻，一個(gè)難題出現(xiàn)了。墩頂節(jié)段梁包含橫隔梁，如果整個(gè)箱梁構(gòu)件采用一體式的方法預(yù)制，其重量將超過(guò)300噸，而陸地區(qū)域需用汽車(chē)吊進(jìn)行墩頂梁的吊裝，如此大體量的箱梁吊裝施工安全風(fēng)險(xiǎn)極高，絕不敢冒這個(gè)險(xiǎn)。

方案再?gòu)?fù)雜，也阻擋不了建設(shè)者們智慧的力量。中交二航局技術(shù)中心與管理團(tuán)隊(duì)通力合作，對(duì)多種方案進(jìn)行優(yōu)劣勢(shì)對(duì)比，逐個(gè)篩選，最終確定采用“空心式墩頂塊”方案。這個(gè)方案采用的是分階段成形的方式，首先在預(yù)制工廠完成這塊“特殊積木”的外殼預(yù)制，將其“拼”上墩頂后再填充部分混凝土。為了確定“積木塊”外殼的最佳厚度，技術(shù)人員采用1厘米的迭代步驟，計(jì)算了從50厘米到20厘米共幾十種厚度方案，從中選擇最優(yōu)化的結(jié)果作為實(shí)施準(zhǔn)則，保證結(jié)構(gòu)安全的同時(shí)也方便了墩頂節(jié)段梁起吊。

S3標(biāo)在初期的方案制定上就選擇了“高位起步”，盡最大努力窮盡問(wèn)題、考慮周全，一個(gè)個(gè)“匠心獨(dú)運(yùn)”的施工方案為施工提供了堅(jiān)實(shí)的保障，有力掌握了后續(xù)施工的主動(dòng)權(quán)。

扛起重任的“鐵臂之師”

放眼望去，一橋跨江，氣勢(shì)磅礴，浩氣凜然。在珠江口獅子洋上，水陸交接之處，根植地面的橋墩之上，混凝土橋面由3533榀箱梁拼裝而成，架橋機(jī)班組承擔(dān)了這一“混凝土藝術(shù)品”安裝工作。

2015年，節(jié)段箱梁施工拉開(kāi)帷幕，布設(shè)了被譽(yù)為中國(guó)內(nèi)地最大規(guī)模的節(jié)段箱梁架設(shè)體系，5臺(tái)大型架橋機(jī)如鋼鐵巨臂橫亙大江之上，同時(shí)進(jìn)行交叉施工作業(yè)，采用了被比喻為“拼積木”的“短線匹配法”等創(chuàng)新工藝，順利攻克箱梁數(shù)量多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安裝位置多等難題，于2018年11月20日成功完成最后一榀節(jié)段箱梁架設(shè)。

如何保障這些1300噸重的龐然大物安全順利運(yùn)轉(zhuǎn)成為一個(gè)巨大難題，人力在它面前就如同螞蟻去推動(dòng)大象。每臺(tái)架橋機(jī)是由許多小節(jié)段組裝而成，架橋機(jī)班組首先采用兩臺(tái)180噸履帶吊將這些組件吊到40多米高橋面上，每一節(jié)段都需要精密對(duì)接，對(duì)接完成后采用組件上的固定系統(tǒng)、焊接等完成架橋機(jī)組裝。在跨過(guò)海鷗島互通主線橋匝道區(qū)的現(xiàn)澆箱梁時(shí)，班組人員僅采用架橋機(jī)中支腿放置單側(cè)現(xiàn)澆箱梁的一個(gè)創(chuàng)新，就使架橋機(jī)過(guò)跨工效提高了7天。

2017年6月8日，南沙大橋架橋機(jī)拼裝施工場(chǎng)景。（攝影：王滔）

2017年7月20日，南沙大橋架橋機(jī)施工作業(yè)場(chǎng)景。（攝影：王滔）

南沙大橋東引橋、中引橋、主線橋、西引橋?yàn)閱蜗潆p室混凝土箱梁結(jié)構(gòu)，架橋機(jī)班組的職責(zé)就是將這3533塊“積木”一個(gè)個(gè)搭起來(lái)。但這些積木非同一般，一個(gè)普通的“積木”重量可達(dá)140噸左右，最重的達(dá)170噸。建設(shè)者們需要操縱著“大鐵臂”架橋機(jī)先將幾個(gè)“小積木”提吊起來(lái)進(jìn)行無(wú)縫拼接，再通過(guò)臨時(shí)錨固、張拉等工序?qū)讉€(gè)“小積木”組成一塊“大積木”，最后用環(huán)氧外索對(duì)“大積木”進(jìn)行穿索、預(yù)緊、張拉等步驟，讓它完全變成一個(gè)整體。

一系列看起來(lái)簡(jiǎn)單的步驟，真正實(shí)操起來(lái)卻不容易，整個(gè)箱梁拼裝任務(wù)是全橋上部施工中的重中之重。對(duì)施工隊(duì)伍而言，新工藝、新設(shè)備的創(chuàng)新，意味著重新磨合與學(xué)習(xí)，必須從零開(kāi)始探索。工期要求則是合同約定的硬目標(biāo)，他們必須在2018年12月31日前完成所有節(jié)段預(yù)制梁安裝工作。在超級(jí)工程高要求、高難度的前提下，如何能同時(shí)保證質(zhì)量、安全與進(jìn)度，這對(duì)施工管理而言是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)。

架橋機(jī)班組連續(xù)四年摘獲南沙大橋全線年度綜合評(píng)比第一，實(shí)現(xiàn)了箱梁拼裝毫米級(jí)精度，施工零傷亡、零事故、零失誤的戰(zhàn)績(jī)。

一個(gè)信息化工廠的誕生

如何將一塊塊“巨型積木”孕育成精品？它的“產(chǎn)房”大有來(lái)頭。

2018年9月13日，南沙大橋匝道橋施工場(chǎng)景。（攝影：王滔）

為推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化制作，S3標(biāo)管理團(tuán)隊(duì)打造了一個(gè)分區(qū)科學(xué)、硬件設(shè)施齊全的預(yù)制工廠，包含了鋼筋綁扎區(qū)、液壓模板區(qū)、預(yù)制構(gòu)件養(yǎng)護(hù)區(qū)、構(gòu)件存放區(qū)等劃分，各區(qū)緊密有機(jī)銜接，保證預(yù)制構(gòu)件的流水化生產(chǎn)。

除此之外，這個(gè)“產(chǎn)房”還有一個(gè)秘密武器——基于BIM技術(shù)的節(jié)段梁預(yù)制廠生產(chǎn)管理系統(tǒng)，可對(duì)箱梁“孕育”的全過(guò)程實(shí)施嚴(yán)格管理，通過(guò)智能化系統(tǒng)對(duì)每一個(gè)構(gòu)件進(jìn)行編號(hào)、定位，每一個(gè)細(xì)節(jié)都逃不過(guò)它的“法眼”。這一系統(tǒng)的投入使用，與傳統(tǒng)的管理方式相比可以說(shuō)是跨越式的升級(jí)。以往，對(duì)鋼筋混凝土、箱梁等材料與構(gòu)件的檢查都是采用手寫(xiě)填表方式進(jìn)行記錄，經(jīng)常會(huì)因記錄不清而找不到負(fù)責(zé)人、驗(yàn)收人或經(jīng)辦人。有了“BIM+智能平臺(tái)”手機(jī)App，只需一臺(tái)手機(jī)就可以準(zhǔn)確溯源，涉及該構(gòu)件的每道工序是誰(shuí)負(fù)責(zé)的、誰(shuí)做的、誰(shuí)驗(yàn)收的，過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)什么問(wèn)題、如何解決的，都一清二楚，形成一套完整的閉合程序。這樣一來(lái)，團(tuán)隊(duì)成員可以隨時(shí)隨地、反復(fù)查看各構(gòu)件的情況，不但能對(duì)施工人員進(jìn)行實(shí)名制監(jiān)督，降低反復(fù)出現(xiàn)同類(lèi)錯(cuò)誤的可能性，更便于管理者對(duì)生產(chǎn)情況進(jìn)行科學(xué)分析，為后續(xù)生產(chǎn)優(yōu)化的判斷與決策提供足夠的依據(jù)，實(shí)現(xiàn)工程的深度管理，大大提升了管理的效率與科學(xué)性。

中交二航局南沙大橋項(xiàng)目常務(wù)副總工夏熙談到：據(jù)說(shuō)朱元璋建設(shè)明長(zhǎng)城時(shí)，磚的用量很大，產(chǎn)地來(lái)自四面八方，為防止各地官員和磚窯匠人偷工減料，便令每塊磚的各環(huán)節(jié)經(jīng)手人都在磚上留下名字，以便驗(yàn)收時(shí)進(jìn)行追責(zé)，如果幾十年甚至幾千年后這塊磚都沒(méi)問(wèn)題，也算是制磚人的一個(gè)功績(jī)。BIM平臺(tái)也是類(lèi)似，上面清清楚楚地寫(xiě)著各環(huán)節(jié)負(fù)責(zé)人名字，做得好不好都是一個(gè)證明，這樣沒(méi)人會(huì)想鉆空子。這個(gè)系統(tǒng)很大的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，就在于它切切實(shí)實(shí)地作用于每個(gè)環(huán)節(jié)、每一個(gè)人，用信息化和科技化的手段對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)進(jìn)行了嚴(yán)格地監(jiān)控。

除了追根溯源，BIM平臺(tái)同時(shí)也是智能地圖。S3標(biāo)箱梁制造任務(wù)眾多，標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)下，每榀箱梁“長(zhǎng)相”都無(wú)大異，要準(zhǔn)確辨認(rèn)和尋找是非常困難的。但只要有一臺(tái)安裝BIM平臺(tái)的手機(jī)在手，一切都變得容易起來(lái)。儲(chǔ)梁區(qū)的每榀梁都關(guān)聯(lián)上了“身份名牌”，在存放前系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)按照構(gòu)件所處的工序和屬性推薦最合適的存放區(qū)，存放后每次需要尋找時(shí)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行定位。

毫米精度的世界工程

“左幅高了3毫米”，對(duì)講機(jī)里測(cè)量隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)盧衛(wèi)東的調(diào)控指令剛下達(dá)，另一側(cè)就傳來(lái)“收到，現(xiàn)在左幅準(zhǔn)備下降3毫米?！边@是2018年11月20日南沙大橋S3標(biāo)正在進(jìn)行最后一塊節(jié)段箱梁拼裝的場(chǎng)景。一上午，現(xiàn)場(chǎng)的對(duì)講機(jī)呼聲幾乎就沒(méi)停過(guò)，前場(chǎng)的工友們都繃緊了神經(jīng)，為即將到來(lái)的節(jié)點(diǎn)奮戰(zhàn)到底。這一天，大橋全線節(jié)段箱梁成功合龍，至此全橋貫通?！爱?dāng)代中國(guó)奇跡之旅”欄目組在走進(jìn)南沙大橋時(shí)，曾用硬幣厚度衡量了兩塊梁之間的高差，同行的記者們感慨：“這需要經(jīng)過(guò)多么精密的調(diào)整才能達(dá)到這樣的精度，毫米精度將大橋鑄造成了精品工程。”

2019年4月2日，南沙大橋正式通車(chē)。圖為通車(chē)儀式現(xiàn)場(chǎng)，虎門(mén)二橋S3標(biāo)段承建單位中交二航局的建設(shè)者慶祝大橋通車(chē)的場(chǎng)景。（攝影：杜才良）

從南沙大橋S3標(biāo)項(xiàng)目成立之初，建設(shè)團(tuán)隊(duì)就開(kāi)始緊張投入到工作中，從方案編制、路基開(kāi)挖、主塔超長(zhǎng)大直徑樁基施工、塔柱監(jiān)控、錨碇大體積混凝土澆筑的每道工序都進(jìn)行嚴(yán)密檢查，攻克了一個(gè)個(gè)重大難題，取得許多驕人成績(jī)。在發(fā)明創(chuàng)新方面取得了專(zhuān)利2項(xiàng)，國(guó)家級(jí)QC成果3項(xiàng)，省部級(jí)QC成果6項(xiàng)；創(chuàng)造了東錨碇施工18.6萬(wàn)噸單次混凝土澆筑方量的國(guó)內(nèi)紀(jì)錄；錨碇錨固系統(tǒng)中大規(guī)模采用成品索、節(jié)段梁應(yīng)用環(huán)氧體外索，為廣東首次；海鷗互通主線橋中完成1300噸架橋機(jī)縱移過(guò)現(xiàn)澆梁等，為國(guó)內(nèi)首次；完成珠三角軟土地區(qū)最大規(guī)模高墩現(xiàn)澆箱梁施工；連續(xù)四年獲得全線綜合評(píng)比第一名；相繼獲得廣東省水運(yùn)工程“平安工地”示范項(xiàng)目、“重慶市工人先鋒號(hào)”等多項(xiàng)榮譽(yù)。

通車(chē)當(dāng)天，一輛輛汽車(chē)通過(guò)南沙大橋順暢地往返于珠江兩岸。從高空俯瞰，大橋恍若一條涌動(dòng)著生命活力的大動(dòng)脈。在佛山工作的陳先生因?yàn)闃I(yè)務(wù)經(jīng)常要過(guò)江到東莞，大橋開(kāi)通首日，他選擇從這里通行?！绊槙?、舒適、高效，時(shí)間節(jié)省了半個(gè)多小時(shí)?！睅е赂惺艿乃诤统汕先f(wàn)的人們，通過(guò)大橋奔向更加美好的生活。

2019年4月2日，正式通車(chē)后的南沙大橋大沙水道橋整體景象。（攝影：王滔）