装配式行业|推广工业化智能建造技术引领交通行业高质量发展

2022年12月30日上午，由中交一公局集团参与投资建设的德州至上饶国家高速公路合肥至枞阳段（简称合枞高速）在沿线人民热切期盼中建成通车，为安徽交通路网再添一条“新动脉”。它北接济南至祁门高速淮南至合肥段，南连池州长江公路大桥，犹如一条巨龙腾飞在冬日的皖南大地上。

【技术引领】为“交通强国”建设贡献力量

合枞高速全长134.158公里，总投资104.5亿元，是国家高速公路网中德州至上饶高速公路的重要组成部分，也是安徽省高速公路规划网“五纵十横”中“纵三”的重要一段。

项目特点可概括为“一高、二新、三示范”。

一高：即工业化程度高。“全面工业化建造技术”是合枞高速建设一个显著特征，其中钢板桥面连续简支轻型T梁、装配式钢板组合梁、窄钢箱组合梁、桩板式路基、桥梁管桩基础、预制墩柱、装配式涵洞通道等标准化预制、装配化施工技术在该项目得到广泛推广应用，装配化率达85%。

二新：即结构新、工艺新。项目规模化应用装配式钢板组合梁、装配式窄钢箱组合梁等新型结构桥梁；桩板式无土路基新结构、新工艺应用于新建高速公路，为全国首例。

三示范：即部级“三大示范”项目。合枞高速是交通运输部第一批公路BIM技术应用示范项目、“高速公路工业化智能建造”科技示范工程、“平安百年品质工程”示范创建项目。

合枞高速致力于“标准化装配式结构体系”建设及“智能化预制生产安装技术”BIM+智慧工地数字化建造技术”研究，全力打造“公路桥涵工程工业化建造技术”品牌，研究成果被中国公路学会鉴定为国际领先水平。

【装配式施工】建桥修路犹如“搭积木”

合枞高速在践行绿色公路理念，提倡公路建设大型、工厂化、标准化施工的大背景下，通过标准化设计、工厂化生产、一体化安装，形成了装配式通道、桩板式路基、轻型T梁、钢板组合梁、窄钢箱组合梁等系列产品，涵盖了各个跨径的工业化建造技术。工业化理念让高速公路上的每一道涵洞、每一根墩柱、每一个盖梁、每一片梁板都变成了在工厂加工的“积木”，使得修建高速像搭“积木”一样，干净、快捷、方便。

“工业化理念下的绿色高速公路建设，作业环境好、作业强度低，工人满意；施工进度快、产品质量好，施工单位满意；设计标准化程度高、工作量小，设计单位满意；工地扬尘少、污水排放少，附近居民满意。”说到高速公路工业化建造的好处，项目总承包部副总工袁义军滔滔不绝。

装配化结构体系的体现形式有很多：

装配化涵洞通道：提出管型通道3R断面和箱型通道三折线断面型式，较传统现浇通道，工期可缩短2/3，综合造价可降低15%~30%，降低碳排放25%~32%。

桩板式路基：项目全幅应用桩板式路基设计为全国首次，通过钢套筒和填芯钢筋将高强度预制管桩与预制面板连接形成透空的框架式承载结构，提出了不落地一体化架设装备及架设工艺，较填方路基，具有承载力强、工后沉降小等特点，可节约土地约50%，建设周期可缩短13%以上。

轻型T梁：采用等截面设计，模块化配筋，钢横梁连接，简支钢桥面连续。等截面设计方便液压式侧模的开合，适于流水线预制的工业化生产方式；模块化配筋便利钢筋的组拼；钢横梁连接和钢桥面连续替代了混凝土后浇带连接方式，提高了组拼安装效率。

钢板组合梁桥：构建少主梁体系钢板组合梁设计理论，采用双钢主梁+桥面板结构，具有结构合理、质量易控制、运输施工便利、绿色环保、景观性和耐久性好等特点。钢材较多梁式结构可节约15%~20%，全宽预制桥面板可降低混凝土用量10%~15%，可降低碳排放25%~30%，具有显著的绿色建造示范效果。

【数字化赋能】全国率先示范“公路BIM技术应用”

合枞高速紧紧围绕交通运输部对BIM技术应用示范项目的建设要求，运用先进信息技术和新型科技手段，实现进度、质量、安全、计量支付等工作之间的数据联动，使项目管理更为精细化、高效化、智能化。

“结合项目装配化程度高的特点，通过BIM技术应用，将全线工程拆分成近25万个建筑信息模型。构件的几何信息、物料信息、质量管理信息、进度管控信息、风险管控信息、计量支付信息等全部集成在每个模型中，实现信息模块化、标准化、集成化管理。”项目总承包部副总工袁义军介绍道。建立BIM协同管理平台，实现了质检资料线上填报、进度计划自动纠偏、安全风险在线巡查消除、计量支付资料自动编制、内业资料自动组卷归档等功能，大大提高了项目管理效率。

基于BIM模型信息，实现了在前期成本估算时获得更准确的工程量统计数据；在BIM技术的基础上结合GIS软件，帮助项目在规划阶段评估场地的使用条件和特点，做出最理想的场地规划、交通流线组织关系、建筑布局等关键性决策等；结合BIM模型，采用三维动画模拟施工方案进行技术安全交底，提升项目可视化交底覆盖率，帮助作业工人更好地理解新技术、新工艺，提高技术交底实效。在项目建设过程中，BIM技术已经由方案变成了一项项的成果，并在项目前期方案策划阶段、施工阶段实践中取得了显著效果。

【智能化生产】打造行业“智造”标杆

作为交通运输部工业化智能建造科技示范项目，合枞高速致力于引进物联网系统、智能施工设备等先进的信息技术与工地生产管理深度融合，旨在打造公路行业“智造”标杆，真正实现由管理“人”到管理“数据”的转变，由“人”生产数据到“机器和软件”生产数据的转变，由“人”驱动管理流程到“数据”驱动管理流程的转变，实现项目管理水平的提升。

智慧检测：项目大量采用预制管桩+预制墩柱设计，在进行安装施工时应用智能桩基（墩柱）质量控制系统，通过高度集成卫星定位传感器、倾角传感器、电流传感器等设备，实现对桩基平面位置、垂直度、贯入度、标高、锤击数等信息的采集及质量评价，提高成桩效率与质量；应用路基智能压实系统，通过北斗定位系统、压实传感器、数据采集盒等设施，实时显示压实度、碾压遍数、运行速度、行驶轨迹等信息，引导工人更好地把控路基压实质量；应用3D智能摊铺控制系统，通过机载电脑+油缸控制器+标靶接收器+高程信号发射器，无需打桩放样即可实现水稳/沥青路面摊铺机作业过程中毫米级自动控制找平，精确控制高程、坡度及平整度；引进三维激光扫描混凝土构件自动检测系统，实现预制构件几何尺寸与模板变形的快速精准检测，并自动出具检测报告。

智慧梁场：项目轻型T梁预制采用全自动生产线，通过拌合站智能监控系统实现每槽、每车真实生产配合比数据的实时采集，获取水泥剂量、水灰比、混凝土级配、外加剂等质量关键信息，对混凝土生产质量进行及时评价；通过混凝土平面运输系统、自行式移动台座系统、液压固定侧模系统，实现混凝土全自动高效率浇筑振捣作业；通过智能张拉压浆系统，可以精确控制张拉预应力值大小，实时准确测量预应力钢筋伸长量，将人为干扰和环境因素影响降到最低，有效解决传统张拉工艺存在的过程不规范、误差过大、张拉数据不精确等问题；项目每一片T梁在出厂前，都埋设了可追溯的RFID芯片“身份证”，可追溯该构件所有管理数据和质量数据，便于桥梁运营后的长期维护，实现从原材料控制到预制T梁安装的全过程智能管理。

“工业化、信息化建造施工顺应国家大力发展装配式建筑趋势，符合交通运输部提出的绿色公路建造理念。流水线式的标准施工流程以及优越的作业环境，使得工程质量、安全稳定性控制得到保障。与此同时，它也实现了公路建设逐步向工厂化的转型，以及筑路工人逐步向产业工人的转型。”项目办主任王伯全说道。

合枞高速以“绿色集约、工业智造、技术示范、安全环保、品质争先”为建设理念，深耕装配式公路建造技术研究，不断总结施工经验，实现了工程质量和生产效率的大幅提升，为国家高速公路高品质建设率先作出了示范，同时也为加快“交通强国”的建设贡献力量。

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