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中建港務建設有限公司洋山四期自動化碼頭工程紀實
 發布時間:2018-03-23 浏覽:11399
  •     2017年12月10日上午11时,上海洋山四期自动化码头,历时近三年工夫的艰苦建设,经过为期18个月的设备及零碎调试,开港试生产了。
        蓝图绘就 激扬东海担重担
        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,这不只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打破3000万标准箱大关的港口。
        然而与之构成对比的是,面对持续增长的货量,经过增效挖潜,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将来逐年增高的吞吐量预期。放眼将来,需求一座新的集装箱码头来承载更艰巨的使命,以应对更激烈的应战。
        在规划将来图景时,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,把洋山四期打形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程度的全自动化集装箱码头建设方案及工程可行性研讨报告在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月经过交通运输部工程初步设计方案审查。2014年12月23日,经过精心预备,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,设计年经过能力初期为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次要建设内容包括: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%。
        应对应战 汲取科技进步力量
        洋山四期自动化程度高,桥吊装卸频率进步对码头前沿承重添加。目前投产的10台桥吊中,3台次要用于中小型干线船舶作业,起升高度为34米,外伸距为45米;另外7台次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安装后,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求人工介入,其余时段均可自动运转。
        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。为进步码头纵向刚度,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,其余上部结构相反。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……
    他們承擔了複雜地質大直徑鋼管樁沈樁、A150鋼軌焊接、外海高潮差風險評估等严重技術攻關課題。面對施工難題,組建專業團隊,引入BIM技術,紮根現場進行攻關,將一個個難題踩在了腳下。爲適應自動化碼頭樁基施工需求,投入巨資研制了樁架高達100米的“中建樁7”打樁船,整體功能居于國內前列。在地基加固施工中,成功研發應用地基加固施工三大自動監控系統,洞穿深厚地層隔阻,把本来看不見的地下作業透明化、模糊的施工效果直觀化。
        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。整个装卸过程均完成无人化操作,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筋港区道路堆场中运用等史无前例的施工难题,他们的专业团队逐一攻关。
        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加强筋安设地位必须非常精确;再比如,由于自动化轨道吊运转速度快、精度高,设计采用了可调式轨枕道砟基础,经过调理轨道钢垫板和道砟量,从而调整轨顶标高,确保设备平稳运转。因此,为了使今后运营期有充足的调理余量,需对轨道安装工艺和捣固设备不断改进优化,最大限制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——高挺拔立且极富科技感的中控塔是整个港区的标志性建筑和运转中枢,码头和堆场上一排排采用红白相间涂装的古代化大型港机配备显得非常醒目。中控塔不只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,中控塔的标高也只要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零碎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,经过钢结构设计优化,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,处理了中控塔总体工期成绩;运用BIM技术,经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成绩,并且经过BIM进行三维可视化技术交底,大大进步了施工精度和效率……
        智慧、绿色、科技、效率,蓝图已成理想。作为洋山深水港建设大军的主力,中建港务全力“智造”全球技术程度最高、规模最大的自动化集装箱码头,为洋山四期港区全面完成“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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