图1 宁波舟山港主航道工程鸟瞰图
宁波舟山港主航道工程（简称主航道）位于东海灰龟洋，跨越5条航道，连接5个岛屿，全长约37公里。由周带大桥、府池门大桥和玉山支桥组成，总投资约163亿元。该项目具有工程环境典型、施工边界典型、施工工艺复杂的多重大工程特点。这是继港珠澳大桥之后我国又一大型跨海工程。其项目规模位居在建海上项目之首。体量相当于杭州湾跨海大桥、港珠澳大桥主桥工程。它的建设是浙江积极落实“一带一路”国家战略、融入“长三角一体化”经济圈的重要举措。项目建成后将与现有甬洲高速公路连接，通州山岛项目总里程将达到86.68公里。建成后将成为沪舟甬高速公路的重要组成部分和全球最大的跨海桥梁群。
敢于问路在哪里
面对这个新的外海大型桥梁工程，决策者首先面临的问题是如何控制这个大型工程的建设。众所周知，从东海大桥、杭州湾跨海大桥到港珠澳大桥，我国跨海桥梁建设实现了从无到有、从河流桥梁到海洋桥梁的转变，已从大桥大国迈向桥梁强国。桥梁设计和施工理念不断变化，技术不断进步。如今，港珠澳大桥的成功建设，将中国桥梁建设推向新高度，引领中国跨海大桥建设迈上新征程。同时，港珠澳大桥以其规模宏大、施工技术复杂而闻名。可以说是当今“高端”工程的标杆，开创了中国跨海大桥建设的新模式。至于主航道，与港珠澳大桥相比，无论从工程背景、规模、技术复杂程度来说，恐怕都是遥不可及的。显然，完全照搬港珠澳大桥模式是不可能的。那么主要航道建设往哪里走呢？
是时候春风化雨了
正当我们困惑和思考时，国务院于2015年正式发布《中国制造2025》，拉开了我国推动制造业转型升级、创新发展的序幕。这对于主航道来说无疑是一场及时雨，让我们欣喜地看到工业化发展给桥梁工程带来的新机遇。此时，恰逢浙江省实施“工业强省”战略，浙江建筑工业化步伐不断加快。印发实施关于推动绿色建筑和建筑工业化发展、推动公路、水运钢结构桥梁建设、实施浙江省公路装配式桥梁产业化标准的指导文件，旨在打造节能、环保的绿色交通格局。
更可喜的是，2018年2月，交通运输部实施质量工程研究行动试点计划（2018-2020年）计划，主通道工程被列为浙江省唯一开展桥梁质量提升研究的试点项目预制构件。
在这些外部因素的推动下，我们对桥梁产业化进行关注和思考。然后我们考虑了项目建设的内在需求，包括项目定位、打造精品工程示范项目、建设环境的复杂性、庞大的工程建设量等诸多因素，进一步激发了我们对桥梁产业化的渴望。
由此，主航道开辟了桥梁产业化的探索实践之路。
前进道路上的三大障碍
主通道桥梁工业化之路并非一帆风顺，首先要面对三大障碍。首先，工程规模巨大，要求在相对紧张的工期内完成建设。主航道工程全长36.777公里，是横跨5条水道、连接5个岛屿的桥梁群工程。该工程施工量相当于杭州湾跨海大桥和港珠澳大桥主桥工程，混凝土总用量超过200万立方米，钢材总用量超过80万吨。
其中，玉山大桥工期仅27个月宁波钢结构加工厂，府池门大桥工期33个月，周带大桥工期42个月。二是受工程建设环境所困。地处灰龟洋海域，受海洋性气候影响较大，气候条件恶劣。年平均台风次数多达6次，年平均季风期173天，季风强度高达11级，为海上有效作业提供了充足的时间。 200天。同时，桥区施工环境复杂。桥址海底地形起伏宁波钢结构加工厂，基岩埋深超过100m，最大埋深达140m，海底电缆、管道密布。此外，大桥周边地区是传统水产养殖区，施工环保要求严格。三是项目管理混乱。该项目中途接手，由三个不同的项目整合而成。各自的建设要求和技术标准并不完全一致，项目建设定位较高。对于新组建的管理团队来说，施工管控无疑是一个巨大的挑战。
应对方法
在研究学习港珠澳大桥、杭州湾大桥等多个跨海工程成功经验的基础上，总结乐清湾大桥建设中积累的先进项目管理经验，面对三大挑战，总部最终构建了基于工业化需求的体系。以工业化问题、工业化关键举措、工业化成果为导向的四层次新一代工业化体系框架。
图2 新一代桥梁产业化总体框架
从环境需求、质量需求、效率需求出发，分析了施工条件面临的适应性、环境友好性、安全性、舒适性七大问题。在此基础上，分别从设计层面和施工组织层面提出了六大工业化措施，其核心是设计标准化、构件制造工厂化、施工装配化和管控信息化手段的推行和实施。最终实现减少海上作业程序、时间和人员的“三减”理念和高质量工程示范目标。
设计标准化
俗话说，设计为先。桥梁的工业化尤其需要设计先行。主航道的建设需要打造精品工程示范工程，而设计质量的保证无疑是前提。为此，在设计阶段，根据施工条件、技术经济、环境和谐、建筑美观和资源布局，以“三减”原则为基础，全面实施桥梁构件标准化设计，提高设计质量。据统计，周带大桥桩基装配率达到67.47%，墩身装配率达到95.41%，上部结构装配率达到99.99%。拼装率指标位居我国跨海桥梁工程前列，可与世界先进桥梁相媲美。
图3 周带大桥跨径设计示意图
周带大桥全长约26.188公里，海上长度约16.335公里，陆地长度约10公里。该海域共有通航桥梁3座。其中，通航主桥为三塔钢箱梁斜拉桥，主跨550m；南通通航桥为双塔钢箱梁斜拉桥，主跨390m；北通通航桥为钢箱梁，主跨260m。 +混凝土混合连续刚构桥。该非通航桥由标准跨径70m、62.5m、50m三种预应力混凝土连续梁桥组成。据统计，全桥预制构件有6种类型，共计10805块。最大的整体预制箱梁构件长70m、宽12.55m、高4.0m，重1854吨；最大的预制桥墩高18.7m，重560吨；最大的预制节段箱梁长4.5m、宽12.55m、高13.3m，重257.8吨。
图4 玉山大桥段梁存放现场
其中，为有效解决预制墩身湿缝易开裂的问题，首次采用金钟式薄壁预制墩身。底部墩身与承台采用竖向主筋套筒+内芯混凝土连接。节段以上多节预制桥墩采用立式钢绞线预应力系统连接；非通航桥梁桩基础全部采用大直径螺旋轧制钢管桩，最大直径2m，最大长度108m，重量120吨。创下了新纪录。陆桥借鉴上海城市高架工业设计的成功经验，从拉杆往上均采用标准化设计。上部结构为预制T型梁，有28m、30m两种标准跨度，下部为矩形双柱+盖板梁门。形状结构。占地内预制柱最大高度为20.1m，重量为117吨。盖梁长11.5m，宽1.9m，重84吨。 T梁长30m，高2.0m，宽2.11m，重78吨。
图5 不通航桥梁预制墩身（左图：外观，右图：内腔）
玉山大桥还全面贯彻基于新一代桥梁工业化的快速建设理念，全长8.815km，海域面积7.782km。整个上部结构采用分段预制连续梁桥，深水区分段梁70m，浅水区分段梁50m。通航桥主跨为260m钢箱梁+预制节段悬臂混合箱梁连续刚构桥，全长1040m。该设计打破了多项世界纪录。
府池门大桥主跨为340m双塔组合梁斜拉桥，引桥为50m连续预应力混凝土箱梁。在施工方法选择方面，积极采用顶进法、对称悬臂法等相对成熟的桥梁产业化技术，并取得成功。其中，叠合梁湿接缝混凝土首次在跨海大桥上采用UHPC材料，施工效率和质量大幅提高。
此外，我们还积极推进临时工程标准化设计和施工。其中，玉山大桥采用全线设置连续栈桥的方案，采用模块化设计和施工技术。仅用了3个月就完成了7.8公里的架设；周带大桥主通航孔面积近5000平方米，也采用主墩平台。由于采用模块化设计和建造，三个主码头平台的建设仅用了3个月，其中有效运营时间仅50天。对于非通航桥帽箱的设计，两家施工公司竭尽全力，采用模块化生产、整体安装的方式。其中，首次成功拆除钢底板，不仅节省了施工成本，而且有效解决了钢底板引起的钢管桩电位差腐蚀问题。
图6 玉山大桥栈桥鸟瞰图
零部件制造工厂
鉴于施工工期紧、预制工程量大（约67.3万吨）、预制数量大、工程质量要求高，在设计施工组织时首先要考虑的是如何高效地组织预制、运输、安装。对此，指挥部提出了钢筋集中加工、混凝土集中搅拌、构件集中预制的“三个集中”原则。为充分保证资源配置，充分发挥预制厂效率，采用大单节段模式，实现工业化生产。周带大桥分为5大标段，全线部署4个预制厂、2个配套专业加工厂、10个项目工地、1个指挥部和1个分公司。
图7 DSSG01标准及玉山大桥节段梁预制场鸟瞰图
同时，装配式工厂积极推广引进先进的钢材加工机械设备。招标文件中明确了三大主机的最低配置要求。对于合格的钢骨架，采用机器人自动焊接代替手工焊接。
对于总体积达32万吨的钢结构，我们将在港珠澳大桥钢结构技术的基础上，积极引进先进的新工艺和设备，提高从板材下料、下料、焊接、涂装到缺陷检测等方面。为提高工艺水平，编制了特种钢结构自动化焊接验收标准。在通航主桥和南通通航钢箱梁上引入U型肋内焊技术，提高U型肋和顶板焊缝的抗疲劳性能。钢箱梁拼装自动化覆盖率要求达到85%；在钢箱梁节段制造中，首次引入吊车式喷砂机器人、移动壁挂式喷砂机器人、喷漆机器人、AGV往复式喷涂机器人等。通过计算机控制，可完成钢梁外表面喷砂、喷涂智能作业，减少人工作业。喷涂作业提高工作效率和涂装质量，外表面涂装智能化率要求达到95%以上。钢套管按加工要求生产，焊接自动化覆盖率要求达到70%。钢管桩生产增加激光跟踪系统，保证自动焊接质量，自动焊接率达到100%。钢护栏的加工生产需要使用机器人自动化焊接。
图8 钢筋加工厂引进机器人自动焊接设备
施工组装
桥梁工业化的第三种方法是建造和装配。为了最大限度地减少施工过程中对土地资源的占用、环境污染和对居民生活的干扰，现场采用新型一体化架桥机，在3至4天内交替架设预制柱、盖梁和T梁。 /孔单宽安装速度。对于海上非通航孔区，桩基全部采用钢管桩打桩，动用8艘国内最先进的打桩船进行作业。其中，我国自主研发的雄城2号打桩船拥有最先进的打桩控制系统，具备在复杂海洋环境下正常作业的能力（8级风力可正常作业，可抵御13级台风）。该船桩架高度为118m。起重能力600t，打桩直径可达7m。据了解，其打桩能力位居世界第一。
图9 陆上一体化架桥机
预制墩身和全孔预制箱梁采用大型浮吊安装架设，节段梁采用海上架桥机组装。特别值得一提的是，由于玉山大桥双曲花瓶形桥墩钢骨架现场绑扎难度大，指挥部提出了采用车间整体绑扎的现场安装新工艺。桥墩钢筋安装时间由传统的15天缩短至0.5天，下部结构施工时间明显缩短。
图10 玉山大桥桥墩本体整体绑扎现场安装
管控信息化
今天，桥梁技术随着工业化的发展而不断进步，世界正处于信息技术、生物技术和工业技术融合带来的新一轮工业革命浪潮中。主航道的建设恰逢其时。如何充分利用基于信息技术的新一代桥梁工业化技术，成为工程建设水平能否进一步提升的关键问题。对此，总部根据乐清湾大桥建设的信息化经验，进一步开发和完善了BIM平台，实现了BIM与工程管理的融合，大幅提升了工程管控水平。施工过程中采用信息技术，建立预制件产品信息数据库，记录原材料、施工工艺、质量检验、各环节负责人等信息。产品质量可追溯，实现桥梁预制构件的信息化、精准化。管理。初步建立了施工期结构单元信息数据库，为后续运行维护积累原始信息，存储结构原始密码，留下宝贵的数据财富。
图11 沙箱实际进度模型
同时，对项目管控体系进行了顶层设计。一方面，形成了以乐清湾大桥为基础的升级版项目管理体系；另一方面，探索建立了以杭州湾跨海大桥、港珠澳大桥为依托的工程技术管控体系。两个系统相辅相成，共同构建主通道建设项目管控体系，确保桥梁建设始终处于受控状态。
百花齐放梅花香
开工两年来，主航道工程总体进展顺利。截至目前，投资进度和形象进展均略超预期。其中，玉山大桥采用基于新一代工业化的快速施工技术，实现了27个月完成施工的目标，并于2018年12月26日顺利通过验收；府池门大桥采用传统桥梁产业化技术，计划年内竣工，主桥合龙；周带大桥也受益于新一代桥梁产业化技术的应用，提前完成了年度生产目标。开工以来，安全生产稳定有序。项目建设屡获好评，2018年在浙江省质监局执法检查中荣获第一名。
项目实施过程中，依托主通道成功举办了2018年国际桥梁工业化施工及快速施工关键技术研讨会，推动了美国ABC技术中心与中国的首次合作。据不完全统计，2018年主频道共接待交流学习团体近200个，学生实习活动超过50场。曾在多项国内外重大学术活动中做过主题报告。主通道桥梁产业化受到国际国内同行的广泛认可和关注。大桥的建设也引起了新闻媒体的高度关注，并在中央、省市等各大主流媒体进行了宣传报道。
路还很长很长。
随着桥梁建设技术的快速发展，跨海桥梁的设计和施工理念也发生了深刻的变化。传统的设计主导建设，演变为杭州湾跨海大桥提出的建设决定设计，进而演变为港珠澳大桥。桥梁的需求指导了设计。在此基础上，主航道积极倡导精品工程带动精品设计的新理念，杭州湾跨海大桥提出的“预制化、工厂化、规模化”的施工理念由海上施工转向陆地施工并演变为港口建设。珠澳大桥产业化理念提出“规模化、工厂化、标准化、装配化”。现在，主通道进一步探索了基于“设计标准化、构件预制化、施工装配化、管控信息化”体系的新一代桥梁工业化理念。经过两年多的探索和实践，主航道本着“减少海上作业程序、减少海上作业时间、减少海上工人数量”的指导思想，积极践行新一代桥梁工业化理念。主航道建设取得阶段性成果。我们对新一代桥梁产业化技术也有一些认识和收获。同时，我们也深刻感受到桥梁设计标准图纸、桥梁预制构件技术标准等一些基础性问题亟待解决。中国桥梁工业化之路还很漫长，需要业界同仁共同努力推进。我们坚信，中国桥梁工业化前景光明。
图12 夕阳映照玉山大桥
本文发表/《桥梁》杂志
2019年第1期，共87期
作者/方明山
作者单位/浙江交通投资集团有限公司
编辑/周洋
艺术编辑/赵文
