6月28日，在距南京長江大橋上游約13公里處，由南京市公共工程建設(shè)中心建設(shè)、中交二航局施工的世界首座鋼混組合索塔斜拉橋——南京長江五橋勝利合龍，離通車再進一步。

　　從半個世紀前舉國之力建大橋，到如今的五橋貫通，新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備、新材料以及裝配化、智能化等“新基建”的運用，讓橋梁建設(shè)發(fā)生了顛覆式改變。

　　50層樓高的主塔半空“搭積木”

　　30個人完成了100人的工作量

　　南京五橋是205國道和312國道的過江通道，同時也是南京“高快速路系統(tǒng)”中繞城公路的重要組成部分。大橋主橋長4.134公里，通車后從河西到江北只需10分鐘，將推動長江經(jīng)濟帶發(fā)展，完善國家干線公路和長江下游地區(qū)過江通道布局，支持南京江北新區(qū)建設(shè)，緩解過江交通壓力。

　　“這么大的工地，怎么干活的工人這么少？”在南京五橋項目施工現(xiàn)場，前來參觀的“一帶一路”政策與敘利亞重建研修班的客人提出了疑問。

　　“這主要得益于我們裝配化的施工工藝。”中交二航局南京五橋項目負責人種愛秀向客人們給出了答案。

　　原來，在建設(shè)初期，除了如何將大橋高質(zhì)量、高標準的建成。如何在建設(shè)中減少對原有通航的影響？如何在繁忙的主航道施工快速又安全？也是項目部考慮的問題。

　　根據(jù)設(shè)計要求，南京五橋索塔是外鋼殼內(nèi)混凝土的新型組合結(jié)構(gòu)，針對這一特點，項目部經(jīng)過反復研究，聯(lián)想到房屋的裝配化施工，便決定將鋼殼及鋼殼內(nèi)附筋采用工廠化預制，再水路運到橋位，在現(xiàn)場進行鋼殼起吊精確調(diào)位、焊接以及豎向主筋連接，實現(xiàn)橋梁索塔的裝配化的施工作業(yè)，最后進行混凝土澆筑及蓄水養(yǎng)護。這種施工工藝，在世界屬于首次。

　　南京五橋為中央雙索面三塔組合梁斜拉橋，最高主塔高達175.4米，相當于50層樓的高度。如果采用傳統(tǒng)施工工藝，則需要模板工、鋼筋工、混凝土工等多工種作業(yè)人員約100人高強度作業(yè)10個月左右才能完成。

　　而索塔采用裝配化施工工藝，鋼殼可兼作混凝土模板，省去了大型爬模設(shè)備。“我們30多個不同工種的作業(yè)工人在同樣的時間內(nèi)，就完成了北塔和中塔兩座索塔的施工任務(wù)。”項目負責人種愛秀介紹說。

　　不僅是索塔，南京五橋主橋和引橋也均采用了預制拼裝結(jié)構(gòu)，裝配化施工比例接近80%。不僅組合梁和節(jié)段梁是在工廠內(nèi)預制生產(chǎn)，包括索塔的鋼殼也是由工廠生產(chǎn)，施工現(xiàn)場只需進行模塊化安裝。這樣不僅能提高施工效率、節(jié)省了勞動力，還能有效減少現(xiàn)場作業(yè)時間和航道的占用時間，保障了航運能力，減小了安全風險。

　　每根鋼筋精準定位先得“庖丁解牛”

　　“BIM”為模板定規(guī)矩

　　新工藝、新技術(shù)的研發(fā)，永遠都不是一蹴而就的。這次五橋的裝配化施工也一樣，需要克服種種難題。

　　“索塔鋼殼內(nèi)這么多鋼筋，平面圖紙上難以直觀地反映鋼筋的空間關(guān)系，怎樣才能實現(xiàn)與預埋鋼筋的精準定位？”中交二航局南京五橋項目總工康學云反復思索著首節(jié)索塔鋼殼安裝的問題。

　　根據(jù)設(shè)計，南京五橋首節(jié)索塔鋼殼重達180.8噸，是整座索塔最重也是最關(guān)鍵的一個節(jié)段，鋼殼內(nèi)光豎向主筋就有1036根，其預留預埋及吊裝精度是保證整個塔柱安裝精度的基礎(chǔ)。如何將這個龐然大物精準吊裝，是項目技術(shù)團隊亟需解決的難題。

　　為了這個，康學云與團隊進行了大量的技術(shù)攻關(guān)，決定利用BIM技術(shù)對鋼殼進行“庖丁解牛”。為了精準定位，他們將現(xiàn)有高精度的索塔首節(jié)鋼殼BIM模型從不同標高處刨開，得到不同標高處的鋼筋空間位置，再與承臺預埋鋼筋進行比對，制作定位框，由定位框的高精度來保證承臺內(nèi)預埋的首節(jié)鋼殼鋼筋的安裝精度。

　　“定位框就像給預埋鋼筋定的規(guī)矩、設(shè)的范圍。”康學云說。

　　與此同時，項目部還利用BIM對索塔起始節(jié)段定位預埋件與承臺、塔座及塔柱預埋鋼筋進行碰撞分析，最終實現(xiàn)首節(jié)鋼殼的順利安裝。

　　經(jīng)檢測中交二航局南京五橋項目已完工程質(zhì)量全部合格，索塔成塔垂直度達1/12000，遠高于設(shè)計圖紙和規(guī)范規(guī)定的1/3000的要求。

　　除了利用BIM實現(xiàn)預制拼裝施工方案的預判，解決構(gòu)件在現(xiàn)場施工過程中的精確安裝與連接等難題。BIM技術(shù)還為項目信息化建設(shè)起到了關(guān)鍵作用。

　　在施工中，南京五橋項目研發(fā)了基于BIM技術(shù)的建養(yǎng)全過程信息管理平臺，讓施工組織、開工報告、工序報驗到工程驗收全過程資料檔案實現(xiàn)數(shù)字化管理，提升了工程程序管理效率。

　　同時，還依托BIM信息技術(shù)，在組合梁懸臂端安裝了GPS+氣象站綜合監(jiān)測系統(tǒng)，實時監(jiān)測橋區(qū)風力、風速、溫度、以及大橋懸臂端擺幅、擺動頻率等信息，給橋梁工程師提供數(shù)據(jù)參考，確保橋梁結(jié)構(gòu)安全。并利用BIM信息技術(shù)，實現(xiàn)安全生產(chǎn)常態(tài)化監(jiān)管，保障項目安全生產(chǎn)。

　　像發(fā)饅頭一樣“發(fā)”混凝土

　　新工藝讓鋼混更緊密

　　解決了一個難題，新的難題又接踵而至——如何讓鋼殼與混凝土嚴絲合縫地貼合，成了中交二航局建設(shè)者最重要的考驗。

　　工欲善其事，必先利其器。中交二航局南京五橋項目部在索塔正式施工之前，先搭設(shè)了“試驗臺”。在與設(shè)計單位、鋼殼制造單位充分溝通和協(xié)調(diào)后，選取了邊塔BT22、BT23兩個節(jié)段，開展索塔施工足尺模型試驗研究，探索混凝土澆筑新工藝的道路。

　　一般而言，澆筑后的混凝土在凝固階段會因脫水等原因，造成一定程度的收縮，收縮會導致鋼殼與混凝土之間形成一定的間隙，從而影響工程品質(zhì)。

　　為此，項目部通過足尺模型試驗，在混凝土中加入凝膠、硫鋁酸鈣-氧化鈣膨脹劑等材料，讓混凝土有了微膨脹的性能，補償收縮的部分。“就像發(fā)饅頭一樣。”項目總工康學云說。

　　當然，配合比的調(diào)控只是第一步，每節(jié)鋼殼內(nèi)鋼筋、預埋件密密麻麻，復雜異常的鋼殼結(jié)構(gòu)給混凝土澆筑和養(yǎng)護提出了很高的要求。索塔混凝土澆筑采用7 m³的吊罐布料，人工振搗，鋼殼內(nèi)外壁板水平拉筋豎向布置，給人工振搗預留空間富裕的上下通道，可有效保證索塔混凝土振搗密實。鋼殼內(nèi)還裝有溫度、應變兩種電子檢測裝置，便于實時監(jiān)控混凝土溫度和主塔形變量。此外，混凝土養(yǎng)護采用頂端蓄水與側(cè)面保溫相結(jié)合的工藝，確保大體積混凝土養(yǎng)護效果。

　　2019年7月10日，中國公路學會在南京主持召開了“鋼殼-混凝土組合索塔關(guān)鍵技術(shù)”項目成果評價會，與會專家一致認為“該項目創(chuàng)新研究成果達到國際領(lǐng)先水平”。“鋼殼-混凝土組合索塔關(guān)鍵技術(shù)”也榮獲2019年度中國公路學會科學技術(shù)進步特等獎。通訊員田本燦 趙振宇 揚子晚報/紫牛新聞記者石小磊