不久前,中交集团所属中交二航局承建的深中通道关键性控制工程伶仃洋大桥迎来重要节点——东索塔成功封顶。远眺塔柱最顶端,清晰可见矗立着一个高8层、重达400余吨的超级设备,形状宛如一座“宝塔”,这是国内自主研发的首个智能一体化筑塔机。

深中通道项目采用东隧西桥方案,全长24公里,是集“桥、岛、隧、地下互通”为一体的超级跨海集群工程。其中的伶仃洋大桥是目前我国乃至世界上技术难度最大、建造工艺最复杂的桥梁之一,分为东西两个索塔,每个塔高270米,相当于90层楼高,建成后将成为全球最高海中大桥。

想在伶仃洋上建造“超高”桥塔并非易事,单是混凝土浇筑便是大难题。中交二航局技术团队集中精力,找寻突破点,创新提出以“工厂化”理念研发智能筑塔机,将施工全过程的人、机、料、物、法、环等要素全方位实时监测与控制。“塔柱的浇筑和封顶难题能够顺利解决,这座‘宝塔’可是第一功臣。”中交二航局武港院业务总监李拔周自豪地说。

混凝土的问题虽然解决了,但是东索塔塔柱设计为收分结构,整体有近百分之二的倾斜度。如何实现锚固系统等距贴合混凝土塔面,确保体型巨大的筑塔机安全平稳地竖向爬升?中交二航局技术团队意识到,必须在原有概念上进行突破。“就像攀岩一样,如果能够提前设计好攀爬路径,就一定能精确快速到达目的地。”偶然的一次机会,李拔周从一档电视攀岩节目中找到灵感。

施工讨论会上,李拔周向团队分享新想法。按照新思路,技术团队很快制定了实施方案。但在实际操作过程中,另一只“拦路虎”却又跳了出来。原来,按照东索塔设计图纸,塔柱外表并非规整平面,在两个索塔连接桥面的交点处存在一个向内凹陷的拐角,这迫使原本沿着同一方向倾斜的筑塔机在爬升至79米高的位置时不得不转换方向,路径将形成一个横着的“v”字形。“稳定度是保障设备在高空运行的首要条件,现在还要在高空转个弯,对稳定性无疑是巨大挑战。”李拔周坦言。

技术团队没有被“拦路虎”打败,而是继续钻研调整方案,决心攻克难关。经过调整,他们将原本固定的连接方式转化为可以活动的铰接装置,每套铰接由四个“共生”的滑轮组成,分别承担了承重、角度调节、倾斜角检测、精度控制的作用。“这套活动装置相当于给筑塔机安装了四个强壮又灵活的‘关节’,在四个导角爬升系统的上方各设置一个,通过共同控制,‘关节’会在爬升过程中智能感知并调整角度,既能稳定支撑,又能灵活转动,巨型‘宝塔’‘转弯’的问题自然就迎刃而解了。”李拔周生动地介绍。

经过上百次的受力试验,2020年11月,智能一体化筑塔机终于迎来了“转折点”。“开始进行拐角爬升!”在反复检查确认设备校对无误后,对讲机里传来了指令。随着操作师傅按下控制按钮,“位移清零”“同步开关”“伸缸”等指令接连响起,筑塔机4个爬升系统启动。位于第二层的下部箱体首先向上提升了1.5米,接着连接“宝塔”上下箱体的顶升油缸完成第五层上部箱体的托举爬升。在各个系统之间的相互配合下,“宝塔”完成单次1.5米的顶升,经过4次重复动作,顺利完成6米的爬升任务,这也标志着“宝塔”的拐角爬升取得成功,李拔周悬着的心终于放下了。

“这么重的家伙,原来总担心爬升过程会不稳定,没想到它倒是巴适得很呢!”李拔周听到工人师傅们的交谈声,欣慰地笑了。

文章来源:中国交通建设集团有限公司