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中建港务建设有限公司洋山四期自动化码头工程纪实
 发布时间:2018-03-23 浏览:15360
  •     2017年12月10日上午11时,上海洋山四期自动化码头,历时近三年时间的艰苦建设,经过为期18个月的设备及系统调试,开港试生产了。
        蓝图绘就 激扬东海担重任
        2010年至2012年,在国际航运中心建设加速推进的大背景下,上海港进入高速发展期。2010年上海港全年集装箱吞吐量达到2907万标准箱,一举超越新加坡港,成为全球第一;2011年这一数字更是飙升到3174万,这不仅让上海港蝉联全球箱量冠军,而且成为世界上第一个集装箱年吞吐量突破3000万标准箱大关的港口。
        然而与之形成对比的是,面对持续增长的货量,通过增效挖潜,几年来上海港既有集装箱码头交出的吞吐量成绩均已远远超越当初的设计能力,但受制于泊位资源与设备资源的数量,高负荷运转无法从根本上满足未来逐年增高的吞吐量预期。放眼未来,需要一座新的集装箱码头来承载更艰巨的使命,以应对更激烈的挑战。
        在规划未来图景时,智慧港口、绿色港口、科技港口、效率港口,是赋予这个新码头的四个关键特质,把洋山四期打造成一座高科技新型码头的设想成为共识。经过前期精心设计和严谨论证,采用代表当前国际集装箱码头技术最高水平的全自动化集装箱码头建设方案及工程可行性研究报告在2014年4月定稿。同年10月18日,洋山四期建设获得国家发展和改革委员会核准。11月通过交通运输部工程初步设计方案审查。2014年12月23日,经过精心准备,洋山四期全面开工建设。
        总用地面积223万平方米,码头前沿自然水深大部分在11至15米。洋山四期共建设7个集装箱泊位、集装箱码头岸线总长2350米,设计年通过能力初期为400万标准箱,远期为630万标准箱。放眼全球,规模如此之大的自动化码头一次性建成投运是史无前例的。
        中建港务建设有限公司主要建设内容包括:1432米水工码头Ⅱ标段、350米重力沉箱式工作船码头、136.14万平方米地基加固工程、110.3万平方米道路堆场Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ标段,及2.1万平方米综合办公楼房建项目,工程量高达洋山四期全部土建工程总量的75%。
        应对挑战 汲取科技进步力量
        洋山四期自动化程度高,桥吊装卸频率提高对码头前沿承重增加。目前投产的10台桥吊中,3台主要用于中小型支线船舶作业,起升高度为34米,外伸距为45米;另外7台主要用于大型干线船舶作业,起升高度为49米,外伸距可达70米,并支持双吊具作业。10台桥吊的最大载荷均为65吨,都采用双小车+中转平台的设计。中转平台是主小车与门架小车交互衔接的区域,在这里安装机械臂和传送装置后,可以对集装箱锁钮进行全自动拆装。主小车作业时仅在船侧进行取放箱时需要人工介入,其余时段均可自动运行。
        中建港务施工的标段码头结构为17个标准结构段,共1432米,宽37米,排架间距为12米,每榀排架10根桩,4个现浇桩帽节点,其中海侧轨道梁和陆侧轨道梁下的桩帽节点下各设置3根直径1.5米钢管桩,其余2个桩帽节点下各设置2根直径1.3米钢管桩。为提高码头纵向刚度,部分分段增设了纵向叉桩。合计1309根钢管桩(含6根护角桩)、512个现浇桩帽节点。当码头分段采用80吨岸桥荷载设计时,预制轨道梁高2.4米,而采用115吨岸桥荷载设计时,预制轨道梁高2.6米,其余上部结构相同。码头上部结构由现浇桩帽和预制安装预应力横梁、纵梁、轨道梁、前边梁、面板及现浇混凝土面层等分项组成,纵横梁为等高连接……
    他们承担了复杂地质大直径钢管桩沉桩、A150钢轨焊接、外海高潮差风险评估等重大技术攻关课题。面对施工难题,组建专业团队,引入BIM技术,扎根现场进行攻关,将一个个难题踩在了脚下。为适应自动化码头桩基施工需要,投入巨资研制了桩架高达100米的“中建桩7”打桩船,整体性能居于国内前列。在地基加固施工中,成功研发应用地基加固施工三大自动监控系统,洞穿深厚地层隔阻,把原本看不见的地下作业透明化、模糊的施工效果直观化。
        智慧施工 精细攻克全新课题
        集装箱船靠岸后,自动化装卸桥吊将集装箱吊运至中转平台,再由另一台岸侧小车吊至自动导引车上,随导引车后车靠地面埋设的磁钉感应,沿预设线路行驶至指定箱区,然后将集装箱顶升至导引车支架上,最后再由自动化轨道吊将集装箱吊至箱区内。整个装卸过程均实现无人化操作,管理者可以在中控塔内监控全过程。
        洋山四期自动化码头与以往传统集装箱码头相比,最大的区别就在于装卸工艺的革新,由此给土建施工也带来了新的课题。面对全自动化港区运作对道路堆场可调式基座轨枕预制安装、MRS87A型钢轨铝热焊接安装、GFRP筋港区道路堆场中应用等前所未有的施工难题,他们的专业团队逐个攻关。
        例如,自动导引车的自动行驶完全靠地面埋设的6万多颗磁钉感应,行驶时对路面标高、坡度精度要求毫米级,同时为了防止钢筋对其的电磁干扰,对密布在面层内的玻璃纤维增强筋安设位置必须非常精确;再比如,由于自动化轨道吊运行速度快、精度高,设计采用了可调式轨枕道砟基础,通过调节轨道钢垫板和道砟量,从而调整轨顶标高,确保设备平稳运行。因此,为了使今后运营期有充足的调节余量,需对轨道安装工艺和捣固设备不断改进优化,最大限度地减少施工期不均匀沉降带来的不利影响。
         “水军登陆” 建造“CPU”安居房
        驶上东海大桥,驱车15分钟左右就可远远望见洋山四期码头。由于工程紧靠大桥建设,在桥上就可以领略它的英姿——高高耸立且极富科技感的中控塔是整个港区的标志性建筑和运行中枢,码头和堆场上一排排采用红白相间涂装的现代化大型港机装备显得十分醒目。中控塔不仅仅是这座自动化码头的标志性建筑,更是整个码头的中枢,如果把洋山四期码头比作一台电脑,那么中控塔就是“CPU”。
        洋山四期房建工程总建筑面积36233.54平方米,包括中控塔、办公楼、候工楼等办公管理类建筑,及机修车间、工作船码头综合楼、公安消防楼等生产辅助配套建筑。这些对众多的房建企业而言不足挂齿,中控塔的标高也只有83.30米,然而,对于以水工见长的中建港务而言,囊括洋山四期工程所有房建项目不能不说是打造“水陆两栖部队”的一次绝佳“展演”,因此倾注全力。
        针对洋山四期房建工程特点及气候特点,在项目过程中重点克服自动化系统联动调试总体工作目标对项目管理要求高,装修与机电安装深化设计协调量大,洋山地区风压大、铝合金窗施工质量控制难度大,中控塔的变径段层间窗逐层向外悬挑,施工质量要求高等难点。把中控塔上部悬挑钢筋混凝土结构优化为钢结构,通过钢结构设计优化,大大降低了施工工作量大、作业面狭小、质量控制难、安全风险高等难点,解决了中控塔总体工期问题;应用BIM技术,通过建筑信息模型与设计图纸比对和碰撞,有效避免了二次敲凿等问题,并且通过BIM进行三维可视化技术交底,大大提高了施工精度和效率……
        智慧、绿色、科技、效率,蓝图已成现实。作为洋山深水港建设大军的主力,中建港务全力“智造”全球技术水平最高、规模最大的自动化集装箱码头,为洋山四期港区全面实现“智能装卸”、“零排放”和“无人码头”奠定了坚实的土建基础。
    (梁惠成/文)
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