Китайские подрядчики предпринимают решительные технологические действия для создания сети дорог, соединяющей острова

Расположенный в Восточно-Китайском море к юго-востоку от Шанхая, архипелаг Чжоушань состоит из тысяч небольших островов, около 100 из которых населены. До недавнего времени единственный доступ был по морю или по воздуху. Но в 2010 году Китай завершил строительство пяти морских мостов, соединяющих материк с туристической меккой – островом Чжоушань, который также служит важным рыболовным и промышленным центром.

Многочисленные подрядчики, в том числе Road&Bridge, работают одновременно по отдельным контрактам, чтобы продлить скоростную автомагистраль еще на 30 километров, чтобы достичь острова Дайшань с ответвлением до острова Чанбай. Тем временем строится 8,8-километровый мост Yushan Bridge, соединяющий острова Юйшань и Дайшань. Вместе с мостами 2010 года проезжая часть дороги протянется на 86,68 км, большая часть которой будет проходить над водой. Будущие участки завершат гигантский круговой маршрут через район дельты реки Янцзы, создав экономическую и физическую кольцевую дорогу, соединяющую Шанхай, Нинбо и Чжоушань.

Сваебойные корабли устанавливают предварительно изготовленные стальные свайные основания длиной 109 метров, работая при глубине моря до 36 метров. Фото предоставлено компанией ROAD & BRIDGE EAST CHINA ENGINEERING CO.

Многочисленные строительные площадки на суше и в море

В рамках контракта стоимостью 239 миллионов долларов компании Guangdong Changda Highway Engineering Co. и CCCC Second Harbour Engineering Co. строят мост Fuchimen Bridge, который соединяет мост 2010 года с новым маршрутом. Он пойдет по направлению на север на острове Чжоушань. И несмотря на то, что соединительный мост длиной 1493 метра «может показаться немного маленьким» по сравнению с экстремальными пролетами в других местах в Китае, «он по-прежнему инновационен в дизайне», – говорит представитель проекта. Главные башни в форме перевернутого Y-образного алмаза поддерживают сталебетонную композитную мостовую площадку, впервые использованную в этом районе.

Когда строительные работы завершатся в этом году, мост Fuchimen Bridge будет соединен с магистральной дорогой порта Нинбо-Чжоушань стоимостью 2,74 млрд долларов, которая началась в 2016 году и должна быть завершена к 2022 году. Почти 28-километровый проект состоит из трех мостов, двух наземных тоннелей и пяти развязок, и разделен на четыре контракта. Самая юго-западная часть, которая начинается там, где заканчивается мост Fuchimen Bridge, строится компанией Zhejiang Communications Construction Group Co. Маршрут проходит через горный район острова и включает в себя два наземных туннеля, половину вантового моста и его самый южную башню высотой 152 м.

Дорога магистрального канала Нинбо-Чжоушань стоимостью 2,74 миллиарда долларов разделена на четыре основных контракта: (1) Zhejiang Communications Construction Group Co., (2) China State Construction Bridge Corp., (3) Road & Bridge East China Engineering Co. и (4) CCCC Second Navigation Engineering Bureau Co. Мост Fuchimen Bridge и мост Yushan Bridge являются отдельными контрактами. Карта предоставлена компанией CCCC SECOND HARBOUR/GUANGDONG CHANGDA

С той точки компания China State Construction Bridge Corp. начинает работу со своим участком, используя десятки кораблей и временных платформ для строительства самого длинного надводного участка дороги. Он включает в себя 5,3 км главной дороги и 4,5-километровую развязку и подъездную дорогу, которая соединит небольшой, но важный портовый остров Чанбай. «Конструкция этого участка сложна по форме и структуре, включая вантовый мост и морскую развязку с самой высокой степенью сложности сборки», – говорит Цао Хайцин (Cao Haiqing), руководитель проекта компании China State.

Bureau Co. Мост Fuchimen Bridge и мост Yushan Bridge являются отдельными контрактами. Карта: GOOGLE MAPS © 2019 SK TELECOM

Чтобы еще больше усложнить то, что и так уже является необычным вантовым инженерным сооружением, команда Haiqing построит северную половину вантового моста и башни и будет отвечать за установку последней секции палубы, чтобы соединить ее половину с половиной, построенной компанией Zhejiang. «Это очень необычно [когда два разных подрядчика строят каждый свою половину], но у нас есть система мониторинга между подрядчиками, и проект выполнен очень подробно», – говорит Хайцин.

Фундамент моста для опор и башен представляет собой одни из самых длинных стальных трубных свай, используемых в мире, согласно данным China State. 1384 наклонно установленных стальных труб диаметром 2 м протягиваются на 109 м сквозь 36 м океана и толстого слоя ила на морском дне до того, как достигают твердого основания.

Несмотря на то, что технологические подходы варьируются от сегмента к сегменту, каждая контрактная команда следует аналогичной последовательности. (1) Сваебойные корабли устанавливают стальные сваи глубоко на дне океана. (2) Кран на судне поднимает на место сборную стальную противоударную коробку. (3) Затем рабочие устанавливают предварительно собранную арматурную клетку в стальную коробку. Модель BIM помогает рабочим точно устанавливать клетку в требуемое положение. (4) После устройства бетонного оголовка основания рабочие начинают возводить опору. (5) Башенный кран крепится к опоре, и гидравлическая подъемная опалубка начинает формировать вертикальный объем. (6) Изгибы опоры достигаются с помощью регулируемых изогнутых шаблонов. (7) Верхняя стальная балка коробчатого сечения устанавливается на опоре с помощью плавучего крана. (8) Последующие стальные балки устанавливаются с помощью консольных подъемников. (9) Окончательное завершение работ будет достигнуто путем подъема последнего среднего пролета секции. Фото предоставлено компанией CHINA STATE CONSTRUCTION BRIDGE CORP.

China State заключила контракт с консультантом Tianjin Tianhe-Cloud Building Engineering Technology Co., чтобы обеспечить моделирование и анализ работ. «Объединяя модели рельефа морского дна и данные измерений в скважине с BIM-моделью свай и фундаментов, Tianjin Tianhe оптимизировал последовательность установки многочисленных стальных труб, необходимых для каждого фундамента, чтобы предотвратить повреждение или деформации каждой последующей установленной сваи предыдущими сваями», – говорит Джин Яншо (Jin Yangshuo), старший BIM-инженер.

Враждебная среда

Третий сегмент (1643 м) (см. карту), возводимый компанией Road&Bridge East China Engineering Co. над основным судоходным каналом, станет визуальной центральной частью портовой дороги. Два основных вантовых пролета – каждый длиной 550 м – позволят 100 000-тонным нефтяным танкерам перемещаться в любом направлении во время прилива. Двойные 187-метровые вспомогательные пролеты и 78-метровые боковые пролеты образуют подъезды, соединяющие два других сегмента.

Законченная магистральная дорога порта Нинбо-Чжоушань будет включать два моста с возможностью проезда для судов и транспортную развязку в середине океана. Модель предоставлена компанией ROAD & BRIDGE EAST CHINA ENGINEERING CO.

В настоящее время рабочие устанавливают семь опор, необходимых для фундамента моста. Из-за слишком затратных на время перемещений на лодках, с помощью которых строители добираются до участков в середине океана, подрядчик построил жилые помещения на временных рабочих платформах на каждом пирсе, где рабочие живут и работают в течение двухнедельных смен. Когда условия небезопасны, например, во время шести тайфунов, обрушившихся на этот район в прошлом году, персонал и техника эвакуируются со строительной площадки в назначенное безопасное место. Из-за неблагоприятных условий эффективное время работы проекта очень ограничено. Например, только 13 дней в январе 2017 года могли быть использованы для работы. Только около 190 дней в году предлагают достаточно ясную погоду для работы. Кроме того, приливы достигают 3,67 м, а высота волн может достигать 4,5 м. Течения сильные, достигающие скорости до 2,8 м в секунду.

На сегодняшний день, по словам и представителей Road&Bridge и China State, на надводных участках дороги не было зарегистрировано ни одного инцидента или травмы.

Заводская сборка

Опасные условия привели к тому, что подрядчики совместно построили обширные фабрики по производству сборных конструкций, которые производят большую часть элементов. Элементы затем отправляются на рабочие платформы для окончательной сборки.

Рабочие изготовили сборные стальные ящики с противоударным покрытием толщиной 10 м и длиной 42 м для создания каркасов для монолитных платформ опор моста. Каждая коробка весит 2200 тонн и имеет два кольца. Полностью предварительно собранные внутренние кольца доставляются на рабочую площадку на лодке и поднимаются на место с помощью 2600-тонного плавучего крана. После того, как внешнее кольцо коробки собрано, рабочие устанавливают полностью собранную арматурную клетку, которая располагается вокруг верхней части фундаментных свай. Чтобы проверить возможность такой точной установки, специалисты BIM из Tianjin Tianhe создали модель стержня из высококачественной стали и обнаружили 21 точку столкновения. В результате анализа BIM-команда смогла исправить 120 ошибок проектирования и 624 точки столкновения, которые, по словам Яншо из Tianjin Tianhe, сократили на 50 дней работы по возведению свай.

Мост Fuchimen Bridge, строительство которого планируется завершить в этом году, имеет центральный пролет длиной 340 м, достаточно высокий, чтобы обеспечить проход судов под ним. Фото предоставлено Скоттом Блэром для ENR

Рабочие помещают 6 135 кубометров бетона в каждую коробку вокруг арматурной клетки, чтобы создать оголовок. Расположение датчиков температуры, встроенных в бетон, синхронизируется с BIM-моделью, и, когда температура поднимается слишком высоко, оповещения отправляются на мобильные телефоны менеджеров. Компьютерное управление также может автоматически открывать клапаны системы конденсации для охлаждения внутренней части бетона.

Поскольку строительные площадки в открытом море попадают под удары тайфунов, подрядчики должны обеспечивать безопасность рабочих. Фото предоставлено компанией COURTESY ROAD & BRIDGE EAST CHINA ENGINEERING CO.

QR-коды помогают отслеживать собираемые компоненты. Рабочие также могут использовать свои мобильные телефоны для сканирования QR-кодов через WeChat (популярное в Китае приложение для социальных сетей) и просматривать анимацию о том, как выполнять работу дня.

Масштаб

Масштаб выполняемой работы поражает воображение. На своем участке экипажи Road&Bridge проводят бурение бетонных свай диаметром до 3,5 м и глубиной 134,5 м для фундаментов трех башен. Собранные арматурные каркасы опускаются в отверстия, и каждая свая заполняется 1200 кубометрами бетона. После установки оголовка и стальных коробок с защитой от столкновений начнутся работы с элегантно изогнутыми опорами высотой 180 м, предназначенных для имитации двух рук, скрепленных ладонями в честь буддийской истории региона. Гидравлическая альпинистская опалубка создает изгиб благодаря запатентованному «встроенному шаблону регулируемой криволинейной поверхности».

В комнате симуляции с движущейся платформой, мощными вентиляторами, туманом, стробоскопами и 3D-проектором показан тайфун наиболее тяжелого характера, чтобы дать работникам почувствовать, что может произойти, если они не будут соблюдать технику безопасности. Фото предоставлено Скоттом Блэром для ENR

Там, где заканчивается основная дорога канала, Zhejiang Communications Construction Group Co. имеет отдельный контракт на проект острова Юшань по строительству 8-километрового ответвления до острова Юшань. Подрядчик говорит, что этот проект является первым в мире, в котором используется сегментный монтаж на железобетонных гибридных фермах и используются сверхразмерные композитные сваи из стальной трубы диаметром 5 м и длиной 148 м вместо группирования из нескольких свай. Это делается для того, чтобы сократить время строительства на 40% и стоимость на 30%. Рабочие потратили три месяца на создание модульной системы непрерывных эстакад длиной 7,8 км, чтобы упростить перевозку строительного оборудования, персонала и материалов в суровых морских условиях и увеличить количество пригодных рабочих дней. Вместе эти шаги сократили график строительства почти на 27 месяцев.

Многочисленные заводы предварительной сборки позволяют работникам заранее изготовить большую часть элементов моста. Фото предоставлено Скоттом Блэр для ENR

Благодаря тому, что порт Нинбо-Чжоушань в настоящее время является самым загруженным в мире с точки зрения тоннажа грузов, быстрые усилия по созданию сети мостов и планируемое объединение автомагистрали на север с Шанхаем, образуют важное основание для экономического роста в регионе.