6月15日,在安徽滁州,全国首条连通两省的城际铁路——滁宁城际项目二标段正热火朝天地进行着铺轨施工,距离通车的目标越来越近。
新安晚报、安徽网、大皖新闻记者现场采访获悉,在工程全面快速推进的过程中,项目部创造了一项成果——现浇梁贝雷架拆除工装研制,荣获了2021年度中国工程建设质量管理小组活动一等奖,以及安徽省工程建设质量管理小组成果一等奖。这项成果到底是什么?通俗地理解,就是让庞大的贝雷架“坐”上电梯降落,这一新成果对于行业而言也是一个全新的标杆。
贝雷架是什么?现浇梁重要支架体系
贝雷架“坐”电梯,这可不是一时兴起坐着玩儿的。这项新的工装研制对于整个项目的工期、建设进度以及成本控制都起到了重要的作用。
贝雷架,是桥梁现场浇筑过程中重要的支架体系。它在桥梁现浇前,以3米一节的方式,根据桥梁一孔的宽度,纵向排列,像搭积木一样拼接成一个整体,与钢管柱一起,对现浇混凝土梁板起到临时支撑作用。在现浇梁施工中必不可少,等到浇筑完成后,这些临时支架还要再拆除下来,周转至下一孔使用。
贝雷架有着构件长、重量大且强度高的特点,可以很好地保障现场支架的安全,但也正是上述特点,导致其拆解、运输、重新安装起来比较费事,直接影响后续周转的效率。如遇施工场地空间有限等不利因素叠加,更会加剧施工困难,甚至影响整个工期。
在滁宁城际铁路二期项目中,这样的贝雷架仅一组就重达40吨。据了解,滁宁城际铁路二期工程全长13.276公里。其中,中铁四局一公司承建的二标段全长7.58公里,包括高架区间桥梁5座、地面区间路基2段、高架车站4座、无砟轨道和铺轨工程26.63公里,现浇简支梁169孔。
在铁路项目中,如今大多数桥梁施工采用的是预制梁,但城际铁路不像高铁项目远离市区,城际铁路跨现有道路、河道、既有城市构筑物等较多,滁宁城际的洪武路特大桥就位于滁州市区,施工空间狭小,现场没有足够场地去存梁。另外,设计梁型又较多,不具备预制梁的条件,所以二标段全线169孔梁全部采用现场浇筑的方式。浇筑时则采用钢管柱+贝雷架支架体系施工,贝雷架铺设在距地面约9m高的钢管柱上,顺桥向布置3m×9片,长27m;横桥向布置16排,宽10.8m。由144片贝雷片、64个花窗拼装而成,一组重量约40吨。
随着施工的推进,进入桥梁施工时,项目现场开始遇到新的问题……
时间紧任务重,“一号工程”遇难题
滁宁城际铁路是全国首条连通两省的城际铁路,也是应《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》要求,推进滁州至南京交通基础建设互联互通的重要项目,作为推进与南京同城化、深度融入长三角、协同江北新区发展的“一号工程”,其工期的紧张程度可想而知。随着项目推进,对于项目部来说,需要克服的难题还有不少。
对于承建单位中铁四局一公司来说,原本有着丰富的铁路建设经验,但城际铁路有一些新的特点,比如,高铁项目通常远离城市市区,施工作业的空间比较开阔,对于交通影响也不会太大,但是城际铁路则不同,像洪武路特大桥,现场施工空间狭窄,线路又位于城市主干道上方,车流量大,围挡外即为机动车道。
2020年9月份,二标项目顺利推进至桥梁上部结构施工阶段。当年9月底,洪武路特大桥56-57联上跨桥成功完成现场浇筑,这也是全线完成浇筑的第一孔梁。浇筑完成后,作为支架体系的贝雷架要开始拆除了。按照常规的拆除方法,工人需要在钢管柱上方的梁上,也就是约12米高的空中,将贝雷架一块块解体成24组,然后利用倒链平移一点点倒出,再用吊车吊装的方法一块块降到地面。等待下一次周转架设循环使用。
正常情况下,拆除效率大概为3天/孔。当时现场人手不多,大概7、8名工人在现场整整拆了一个星期……对于项目部来说,这样下去耗时费力。经测算,如果继续按照传统拆除方式,预计贝雷架拆除总共需耗费时间507天,拆除作业持续时间长、频率高,影响周转效率。如果想要在既定工期内完成,就只能投入大量的贝雷架和大量的人工,否则就会影响后续施工。
不仅如此,由于洪武路位于市区主干道,长时间吊装作业安全隐患也很大。
在意识到这个问题后,项目部迅速成立了QC领导小组,由项目总工程师韩波带队,针对这些新问题,开始专门研究新的现浇梁贝雷架拆除方法。
为解决新问题,QC小组锁定“电梯”原理
明确了需要攻克的难题,QC小组首先在中国知网、万方数据等渠道上进行查询,但均未发现相关资料。
“如果把贝雷架降到地面再分解,风险系数肯定大大减少,就像我们平常乘电梯一样,贝雷架如果用上电梯,是不是就可以规避其中繁琐又危险的过程?”在一次“头脑风暴”中,这个方向的提出,让小组成员们为之振奋。
韩波向记者解释,原先是在空中把一整块贝雷架分解开,再降落到地面上,如果把整块贝雷架先降到地面上再行分解,安全隐患自然减少很多,拆解难度也会大大降低,各环节施工进度再协调好,拆除下来的贝雷架甚至可以不用再拆解,直接用吊车转运到下一孔现浇梁施工中去使用,省去大量拆解、重新安装所需的时间和人力,周转率也得到最大限度的提升。
于是,借鉴箱式电梯下落的原理,让贝雷架“坐”上电梯,成为大家的目标。接下来,就是围绕着这一全新的整体式落架的拆除方法展开深入研究、编制专项方案。
QC小组借鉴施工现场预制梁的吊装点位,吊具的选择,通过简算确定梁体上设置吊点的数量和位置,在一孔梁上设置6个吊点。然后就是确定合适的牵引装置让笨重的贝雷架安全平稳地“坐电梯”降到地面。通过多种方案比选,最终确定贝雷架整体拆除装置的牵引装置为40t穿心式油顶、控制装置确定为“一拖六”集中油泵控制、连接装置确定为Φ32精轧螺纹钢锚固。通过智能化的牵引装置,只需一个人在梁上操作油顶即可同步控制6台穿心式油顶,而且单个油顶的牵引重量即可达到30-60吨,可以说是操作简单且安全高效。
时间上来看,吊装次数由原来的24次缩减为1次,可节省大量时间,提高贝雷架拆除效率。从稳定性来看,QC小组利用MIDAS/CIVIL软件建立支架空间体系有限元模型,对应力、弯矩、挠度及整体稳定性进行认真分析,计算结果可以满足整体下落。
新方法显成效,拆除时间缩至148天
2020年10月中旬,洪武路特大桥第二联现浇梁完成浇筑,全新的贝雷架整体拆除方案开始付诸实践了。通过工装取代吊车作业,洪武路特大桥7孔现浇梁贝雷架的平均拆除花费时间为7小时,其中4小时整体下落、3小时地面解体,拆除效率提高了3.4倍,顺利完成既定目标。
韩波告诉记者,整个方案研究制定加完善,大约用了两个星期,QC小组争分夺秒攻坚的同时,正好是下一联箱梁正式浇筑前的一系列准备作业时期。因此回过头来看,几乎没有耽误时间。
在尝试了这种新的拆除方法后,现场施工人员的负担大大减少,后续全线的贝雷架拆除全部采用了这一全新的方式。整个二标段169孔贝雷架拆除时间由原来的507天缩短为148天。
原本需要十几个人的拆除工作,现在最多只需要3个人在梁上即可安全高效地完成。一个主操作手,另外两个人配合检查,耗时也比以前大大减少。完美替代传统拆除方案的同时,本次研发的贝雷架整体拆除装置,还带来了明显的经济效益。经测算,因最大程度提高贝雷架周转使用率,共节约成本约200万元。据韩波介绍,整个二标段贝雷架的拆除工作在2021年底全部完成,为现场后续其他施工打下坚实的基础,目前现场已进入全面铺轨阶段,距离通车也越来越近。
据了解,此次QC小组的“新型现浇梁贝雷架整体式拆除工装研制”成果荣获2021年安徽省工程建设质量管理小组成果一等奖和中国施工管理协会工程建设质量管理小组活动一等奖。得到了滁州市轨道站、业主、监理等其他单位的高度评价和一致认可,为滁宁城际铁路二期工程创“黄山杯”打下了坚实基础。目前,在中铁四局一公司其它在建项目中,这种全新的贝雷架拆除方式已经在现浇梁工程中全面推广运用。
周晓丹许无疾新安晚报安徽网大皖新闻记者伍静