中国铁建二十一局:凤凰池畔 虹飞临潼
发布时间:2021-02-04   浏览:6372  
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——记中国铁建二十一局集团临潼度假区凤凰池南桥项目经理张戈

凤凰池南雄姿

中国企业新闻网每日经济讯:据国际商报(特约通讯员 尹登明 马文斌)报道: 数万个钢结构焊接的桥梁工程,谁能做到严丝合缝?

1087个桥梁拱肋对接口,368个立柱对接口,2376个横撑对接口以及468个箱梁单元相互的组拼及焊接……数千个精准对接口对接,谁能做到不偏不倚?

临危受命,肩负企业信誉,谁能力挽狂澜?

请问建桥者——张戈!

2012年6月,骄阳下的临潼凤凰池南桥(原名为王坡沟南桥,后更名)工地正在紧张地进行桥面系铺装,看着忙碌火热的施工场面,项目经理张戈眉头舒展,露出了满意的笑容。自2012年1月20日全桥合拢以来,他脸上的笑容越来越多。作为中铁二十一局集团临潼旅游度假区第五项目部经理,他肩上的压力,直到现在才稍稍卸载了一些。要知道,在他接手这个项目之初,没有人认为他能在短短五个月内将这座桥顺利拿下,还能实现提前贯通。但是,张戈却出人意料地给了所有人一个大大的惊喜。

  

新地标上的新挑战

张戈身上承受的巨大压力,来自西安曲江新区与临潼区政府联手打造的“临潼国家旅游休闲度假区”项目。该项目的目标是将度假区建设成为集文化旅游、休闲度假、康体养生、温泉疗养、商贸会展为一体的具有国际影响力的旅游目的地,建成后年新增游客1500万人次,旅游收入将达到40亿元。

项目经理张戈(中)、总工曲登殿(左二)、财务部长靳小刚(左一)、工程部长李兵(右二)、安质部长席武社(右一)在现场研究施工方案。

临潼国家旅游休闲度假区占地28.78平方公里,总投资930亿元。按照“一山一带三湖五区”的空间格局和“文化主导、旅游先导、生态先行”的开发思路,率先启动了景区交通基础设施、凤凰池景区、国际酒店群、大秦帝国影视基地、华清池周边综合改造工程、水泉林园大型生态配套工程等十大项目的建设。在此基础上,中铁二十一局集团与西安市签订了战略合作协议,承建景区的交通基础设施和骊山新家园安置社区及芷阳新苑等房建工程,前期投资达到12.5亿元。

然而,没有人想到,中铁二十一局集团在这里居然险遭一场让人唏嘘不已的滑铁卢。

在所有景区交通基础设施中,凤凰池南桥被誉为临潼国家旅游度假区的地标性建筑。该桥桥面宽度39.3米,双向六车道,是度假区内的景观桥,设计为全景式灯光效果。夜晚,与相距约两公里、形似赵州桥的凤凰池北桥遥相呼应,成为度假区的一道亮丽景观。虽然全桥长度仅218米,但主桥拱肋跨度达132米,是西北地区同类型跨度的上承式钢管混凝土拱桥,投资达2.3亿元,规模十分宏大。但原担负该桥施工的施工队伍因管理等方面的原因,工程进度滞后,屡遭业主质疑,企业信誉受损,中铁二十一局面临被业主清除出场的窘境。为扭转被动局面,展示中铁二十一局建筑铁军的新形象,集团公司董事长孟广顺、总经理王继红果断将大桥上部结构施工交给了第五项目部。

集团公司下属的子公司董事长、总经理赵春锋首先想到的人选就是张戈。

1996年初,参加工作不到三年,毕业于石家庄铁道学院桥梁系的张戈作为一名年轻技术员,有幸参加了三峡库区重庆忠县移民市政工程——干井口大桥的建设,这是一座上承式薄壁空心墩连续3×100米箱形拱悬索吊装施工桥梁,该桥的施工经历,为他积累了宝贵的拱桥施工经验。技术干部出身张戈,曾在宝中铁路、宝天310国道、重庆忠县干井大桥、四川西岭雪山隧道、浙江金丽温高速公路、诸永S111高速公路为企业无怨无悔地奉献着自己的青春,无论是担任工程师、工程部长、项目总工、副经理、经理等职,他都是一步一个脚印、勤勤恳恳地工作,是领导和员工心目中的实干家。如今,他亲手承建的重庆忠县干井口大桥、浙江金丽温沙湾沿江特大桥、全长6700米的诸永高速公路双峰隧道及深339米通风竖井等标志性重大工程,已载入了公司的建筑史册。

也许是机缘巧合,张戈没有想到的是,16年后他又有机会再建同类型的桥梁,发挥一技之长报答企业的培养。当接到董事长赵春锋的指令时,他心里不仅一点也不憷,反而充满了自信。还未上场,张戈就向赵董事长提交了“凤凰池南桥总体施工组织方案”。

可当张戈拿到图纸进行仔细分析对比后,他发现凤凰池南桥与忠县干井口大桥虽然有相似之处,但更多的则是不同。凤凰池南桥的技术含量、工艺复杂性、施工难度、外界气候环境对施工的影响,尤其是工期要求等难度远远大于干井口大桥。

知己知彼,百 战不殆。吃透图纸后,张戈才发现,原来低估了凤凰池南桥的施工难度,他面对的将是一场十分艰巨的硬仗、恶仗。既然该桥有西北的称号,绝对不会轻易就范,需要他付出十倍、百倍的艰辛努力,释放出全部的激情与智慧。

零缺陷的焊接质量

张戈首先需要面对的,是巨量的焊接作业——凤凰池南桥共享高合金低碳钢钢材6400吨,由数万个零部件组成,而且没有一颗螺栓,全部用焊接连接,这就给焊接工艺提出了新的更高的要求。

张戈告诉记者,拱肋是由直径1米的钢管,分上弦管和下弦管,中间由腹板焊接组合而成。拱肋要经过三次拼接,才能在桥上成形一个完整的拱圈。拱肋拼接是在生产厂家进行,由长度2米左右的卷制管单元焊接成14米左右的运输单元;第二次拼接是在施工现场,由4节运输单元拼焊成长28米左右的双拱肋吊装单元,双拱肋之间由数道4.5米的钢横撑连接;第三次由5节吊装单元在空中悬拼,最后形成完整的拱圈。

为了把这些零部件,组合成长达146米的拱圈,严丝合缝,丝丝入扣,这就需要精细的组织和管理、高超的焊接工艺和技术。

大桥拱肋吊装施工

工程质量大如天。张戈心里十分清楚,在数十万道焊缝中,如果有一道焊缝出现质量问题,都会给大桥留下重大安全隐患。因此,他和项目总工程师曲登殿严把焊接质量关,要求焊工必须具有5年以上工作经验,并经过培训考核,合格后方可持证上岗。

张戈介绍说,大桥的拱圈、立柱、箱梁等对焊接质量要求非常高,绝大部分焊缝为一级熔透焊(焊缝不允许存在根部未焊透,质量要求最高的焊接缝),每道焊缝要焊三遍,且必须填满。对所有焊缝100%作超声波探伤检测,另抽检10%作X射线检测,从而保证了焊接质量零缺陷。在冬季施工中,因桥面距沟底高达70米,寒风劲吹,给焊接施工带来很大的难度。为保证焊接质量,张戈、曲登殿等率工程技术人员成立了QC科技攻关小组,高空焊接采取保温、防风、防雨等措施和二氧化碳保护焊,若温度低于5℃,还要对焊缝及焊缝热影响区进行预热,加温到20℃以上再施焊。焊后立即用石棉布包裹,防止骤冷产生冷脆裂纹影响工程质量。经第三方检测单位复检,大桥所有焊缝合格率达到了100%。这在如此规模的焊接作业中,可以说是相当少见的。

工艺领先 突破瓶颈

  

之前的施工队伍就因为工期原因,对中铁二十一局集团的信誉造成了极大的负面影响,张戈又如何敢不慎重其事?然而,凤凰池南桥的结构如此复杂,每一步的施工都显得举步维艰,又该通过什么办法来优化组织,加快工期?摆在张戈面前的,是一个建桥者最难以处理的问题——极度复杂化的情况下,如何既保障质量又保证工期?

由于下部结构完工时间一再延后,而业主要求的节点工期不变,每一天每一小时对张戈来说都显得十分金贵。在5个月内要把6400吨钢材组合到大桥上,时间有限且存在各种因素对工期的影响。搞技术出身的张戈十分清楚,必须用优化施工方案,创新施工工艺,吊装零失误、零事故来抢工期。

就拱桥而言,一般中承式、下承式较多,上承式比较少见。凤凰池南桥除了它的交通功能外,它还是一座景观桥。上部设计为钢拱肋吊装施工比较独特,钢拱吊装拼接是全桥施工的重点,也是制约工期的关键因素之一。

片拱肋合龙

要加快施工进度,就必须进行技术创新。而张戈和总工曲登殿经过反复思考,坚持变单拱肋吊装为双拱肋吊装。其理由有三:双拱肋吊装更加安全稳定;第二,一圈拱肋之间的连接横撑多达33道,全桥共有198道,如果单拱肋吊装,这些横撑全部要在空中焊接,施工效率低。采用双拱肋吊装,让高空焊接作业变成在地面操作,使高空作业量减少三分之二,进度加快,投入减少;第三,双拱肋吊装,稳定性高,侧向风缆绳数量和调整频次减少,可一次性将拱段控制到位,减少空中横撑安装对接难度,降低施工安全风险和隐患。

为满足起吊98吨的重量,张戈还组织对整套缆索系统反复进行模拟、验算并加固,对操作人员制定了更高的标准。为使方案万无一失,在正式吊装前,进行了试吊,一次性获得圆满成功。

双拱肋吊装,缩短吊装工期两个月是张戈技术创新的结果。后来曲登殿总工在熟悉新规范时,查阅到2012年的国家《桥梁工程施工工艺标准》关于对钢拱肋吊装作了特别说明:“钢拱肋吊装在条件允许的情况下,尽量采用双拱肋吊装。”这也印证了张戈坚持双拱肋吊装是正确的选择。

混凝土施工,也是影响工期的一大拦路虎!由于设计单位和施工单位在经验上的差异,双方对施工工艺的确定产生根本性的分歧——是一次性灌注好呢?还是分作两次灌注好?

拱肋分为上弦管和下弦管,管径为1米,上下弦管由两层腹板焊接封闭相连。上下弦管为圆形,是一个很稳定的形状,混凝土灌注压力不会导致爆管。而灌注腹板就不同了,因为它的形状为长方形,高度和宽度均为0.5米,弧长146米,拱矢高达22米,由于腹板焊接点多,焊缝薄弱点也相对较多,如果一次灌注到顶,腹板焊缝容易爆裂。有类似施工经验的人员曾多次亲眼见过腹板爆裂,设计院通过模拟计算,证明了腹板难以承受一次灌注到顶的强大压力。因此,设计院建议分两次灌注。次从拱脚灌注到矢跨比13.5米处,再从这里开口往上灌注到顶端。

张戈十分清楚,如果不能一次性从拱脚灌注到顶端,就要浪费数倍的时间。主要麻烦是,要把输送泵的管子接到距地面40米的高空,需要上百吨脚手架,并且全桥要搭四次脚手架,而沟底全是虚土,需要花大量时间处理基础,投入巨额资金,无形中增加工程成本。这样施工,对争分夺秒的大桥建设来说,无异于是南辕北辙,业主不把中铁二十一局撵出去才怪,何谈展示企业形象,赢回企业信誉?

怎么办?张戈在现场冷静思考后,展现了一名工程技术人员卓越的科技攻关才能,以及一名项目管理者的组织指挥才能。腹板不是容易爆裂吗?那何不给它加固呢?他和总工曲登殿立即制定了四点优化施工方案:一、加固腹板。二、控制泵压。三、不间断输送混凝土。四是混凝土即将灌到顶时,采用单边轮流压注。张戈将方案分别送西安市政设计院、西安建筑设计研究院审核,得到了专家的认可。腹板经过加固后,一次性灌注到顶,没有发生爆裂现象。在这一次的工艺创新中,张戈的成功实践,为中国桥梁建筑,积累了宝贵的经验!

完美对接 堪比神九

2012年6月18日,世界瞩目的天宫一号与神州九号载人飞船首次成功对接,这是我国载人航天工程的重大突破,使中国人真正入住天宫的梦想变成了现实。然而,普通人却想不到,凤凰池南桥拱肋对接,其难度可以说一点也不亚于神九与天宫对接……

工程部长李兵说:“天宫与神九的对接口只有一个,而凤凰池南桥拱肋对接口多达1087个,立柱对接口368个,横撑对接口2376个,数千个对接口必须做到个个精准对接,难如上青天。”

钢拱管壁的厚度只有16毫米,尤其是钢结构桥本身精度要求就高。按技术规范,它对接的极限误差值必须控制在3毫米以内,否则,对接有错缝,不符合技术要求,还要防止每一节的误差积累。拱肋每节长度为28米左右,宽6.5米,高2.5米,重量达98吨,要求这个庞然大物的四个口在空中必须做到精确对接,因每个节段之间的四个口已经焊接固定,假如有一个口对不上,那么其它的口就会都对不上。在吊装时,拱肋要借助缆风绳固定,当拱肋的四个口在高空对准时,测量工用仪器控制好轴线和水平高度,焊工迅速将拱肋牢牢地焊接在一起。

为了使拱肋在空中圆满对接,这就给在地面加工拱肋提出了极高的要求,首先要解决的是焊接变形。当横撑(一种横向分散压力,起到支撑,固定作用的钢结构设施)焊接与拱肋连接时,会产生收缩变形,拱的轴线就会发生变化。张戈为了让记者听得更明白,他作了详细讲解:连接两片拱肋的横撑长度4.5米,当它与两拱肋焊接在一起时,立即引起拱肋轴线变化,收缩达到5毫米。拱肋的钢板厚度本身只有16毫米,而吊装误差一旦超过3毫米,就不符合对接要求。更重要的是,如果下一节的焊接变形量不是偏小,而是偏大的话,就更对接不上。为此,张戈和曲登殿没有少费脑筋。他们的解决办法是,统一横撑焊接顺序,即每一个吊装段的横撑由中间对称地往两端焊,并预留焊接变形量;在吊装之前,用千斤顶校正拱肋的四个对接口,即把管口的矢圆度校正好,从而减小空中对接误差。

立柱对接也是如此。为了保证全桥368根立柱准确地安装到平面位置上,使其竖直度、轴线偏差符合设计要求,在拱肋二拼时,将立柱底座事先焊接到拱肋上。而拱肋始终是一个斜面,要保证立柱不差分毫地对接,其精度控制就成为攻关的重点。因为其安装的倾斜度与桥位处截然不同,一个是倾角,一个为水平,还要考虑拱肋预拱度回归带来的影响。为此,张戈进行了多次电脑模拟试验,带领科技攻关小组实地测设比较,提出相关控制数据,用以指导施工。他既是项目经理,又是科技攻关的带头人。有时,为了计算一个技术参数,他常常夜不能寐,为了找到灵感,烟一根一根地没有息灭过,以致第二天早晨烟灰缸里装满了烟头。有时,为了一个难解的方程序,半夜了他还把总工曲登殿、工程部长李兵从被窝里叫起来共同研究。他说,不把问题解决了睡不着觉。张戈是一个对工作极端负责的人,自从接手了这项工程,他几乎为桥痴狂。其中,不仅有工期的压力,还有技术、成本控制的压力,作为项目管理责任人,哪一样都需要他去面对。

科学有险阻,苦战能过关。张戈付出了辛劳,收获了硕果,他顺利攻克了在拱肋上安装底座的难题,确保了桥位处368根立柱对接的轴线平面位置、竖直度误差控制在设计允许范围内。

天道酬勤 扭转乾坤

大桥拱肋吊装科技含量高,是一项细致而又繁重的工作,各个环节绝对不容出现任何差错。由于业主前期对中铁二十一局的表现感到失望,因此,对桥梁吊装施工设置了十分苛刻的条件,规定了三个节点工期:2011年11月25日起吊节拱肋;2012年1月25日全桥拱肋合龙;5月1日全桥双幅铺通。业主要求集团公司副总经理张超民表态,到底能不能完成?否则,让中铁二十一局趁早撤场。

这已经是一场关系企业信誉的战役,建设者已经没有了退路。看着集团公司领导期待的目光,张戈把心一横,就是刀山火海也要闯一闯,绝不能再让中铁二十一局丢面子了!他对张总说:“虽然有很大的难度,但我有决心和信心完成任务。”有了张戈这句话,集团公司副总经理张超民郑重地向业主立下“军令状”:如果不能完成各节点目标,中铁二十一局自动撤场走人,任凭业主处罚。

为了给中铁二十一局争这口气,张戈决心背水一战,置之死地而后生。

为了实现业主的节点工期,张戈细排工期,将任务分解到每天、每小时。在组织管理和施工操控上反复强调零失误、零事故,对接精准,奉行航天精神,做到环环相扣,过程可控。

张戈说:“集团公司各级领导对大桥建设倾注了大量心血,董事长赵春锋只要在咸阳,每天都会来工地督战,给我们加油鼓劲,使我们信心倍增。”在施工最紧张的时候,张戈每天晚上半夜了还在工地,除总结当天的工作外,他还要布置安排好第二天的工作,同时每天还要以短信的形式给上级领导、业主指挥长王崇浩、临潼曲江管委会副主任许静文、王战武等汇报完成任务情况和施工中出现的各种问题。

天道酬勤。张戈不负众望,他以坚忍不拔的毅力,带领员工攻坚克难,取得了辉煌的战果。2011年11月21日,项目部提前5天吊装片拱肋,2012年1月20日,同样提前5天实现了全桥拱肋合龙,彻底扭转了中铁二十一局在业主心目中的形象。谈到大桥拱肋合龙时的情景,张戈动情地对记者说:“也许是老天对我们的眷顾,大桥刚一合龙,天空就飘起了2012年的场雪,我们的心情十分激动,有一种如释负重的感觉。”

“我终于看到了中铁二十一局的雄风。”临潼曲江管委会副主任许静文专程赶来祝贺时则如此说道。

2012年4月28日,张戈再接再厉,带领项目部职工提前3天完成了全桥双幅铺通。至此,业主要求的三个节点工期全部提前完成,凤凰池畔飞起了一道美丽的彩虹。至此,中铁二十一局集团终于在一场险遭滑铁卢的战役中,打胜了一场漂亮的翻身仗!

如今,大桥巍然贯通于风景秀丽的临潼旅游景区,可以算得上大功告成了,按理张戈应该让自己紧绷了几个月的神经舒展一下,但他依然十分繁忙,冒着高温酷暑在桥上来回指挥桥面铺装及其附属结构的施工。他说:“我们的目标不仅是完成任务,而是要为业主建造优质工程,所以还不能松劲 特约通讯员 尹登明 马文斌)责编:许顺喜



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