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中国大桥穿越“东方百慕大”
发布时间:2019/9/26 18:24:44    来源:新华网    点击量:229

 “世界在建难度最大”的平潭海峡公铁大桥贯通

  图为9月21日,平潭海峡公铁大桥鼓屿门航道桥的钢桁梁在吊装中。新华社记者林善传摄

  这里的惊涛骇浪与百慕大、好望角齐名,是世界三大风暴海域之一,6级大风天一年中超过300天;

  这里无风也起浪,水流速度相当于长江中下游洪峰,潮差最高超过7米;

  这里小岛棋布、地质复杂,坚硬如铁的光板岩石是打桩建墩者的噩梦……

  9月25日,被桥梁专家称为“世界在建难度最大”的平潭海峡公铁大桥成功贯通。它是世界上最长的跨海公铁两用大桥,中国建设者在世界桥梁史上再次书写传奇。

  坚守、创新、突破,中国人第一次建造跨越海峡的公铁两用大桥。六年磨一剑,最终让“不可能”变成了人们眼前的超级工程。

  突破“禁区”的超级大桥

  在建设平潭海峡公铁大桥之前,王东辉做了充分准备,查资料、看现场、钻探海底,前前后后筹备了好几年。但到2013年真正开始施工时,他发现,在平潭海峡建桥的难度还是大大超过预料。

  “海底有很多直径2米到10多米的孤石,前期钻探根本发现不了。这些孤石很硬且成堆密布,钢护筒底口一接触到孤石,就会卷边凹陷失稳,钻头一放就滑,就像人站在一堆鹅卵石上一样。”王东辉说。

  王东辉是中铁大桥局的桥梁工程师,1992年大学毕业后便一直和铁路桥打交道,也是较早参与平潭桥的建设者之一。目前,他担任这座大桥的项目部总工程师。

  平潭海峡公铁大桥是福州至平潭铁路的控制性工程,也是“十三五”规划中北京至台湾高铁的先期工程。大桥起于福州长乐区松下镇,“踏”过四座小岛后抵达平潭岛,全长16.34公里。

  “桥址所处的台湾海峡是世界三大风暴海域之一,海域环境复杂。风大、浪高、流急、岩硬,波浪力是长江等内河的10倍以上,全年6级以上大风天超过300天,”福建福平铁路公司福平指挥部指挥长刘志军说,因建设条件恶劣、有效作业时间短,施工难度极大,业界把这里视为“建桥禁区”。

  长期研究水下考古的福州市考古队队员蔡喜鹏介绍,平潭海峡地处古代海上丝绸之路要道,是福建乃至全国已知水下遗存分布最为密集、内涵丰富且文化面貌相对明确的水下遗存分布区,专家在这里已确认的水下文化遗存就有10余处。

  “每一座桥梁建设都有自己的难点,但平潭海峡公铁大桥把这些难点集中到了一起。”大桥项目部常务副经理肖世波说。2015年5月,他从港珠澳大桥项目转战平潭,意外地发现,新的项目施工难度甚至比港珠澳大桥更高。

  “首先是钻机怎么把这么硬的岩石钻透,要打入岩石内部40米以上,其间还有孤石、斜面岩的困扰。做完基础后,围堰施工又面临波浪力的问题。这里的海水流速相当于长江中下游洪峰期的流速,我们要顶着这样的波浪力,把一个个围堰放到水里去,并在里面施工。”肖世波说,这些问题解决之后,还要面对上部结构施工时的常年大风问题。

  新项目很快给了肖世波一个“下马威”。2015年8月,台风“苏迪罗”携带15级大风呼啸而来,刚刚钻好的钻孔成孔后受大浪冲击而塌孔,最后只能花几个月时间处理掉落的钢护筒、海底注浆加固地层重新钻孔。

  肖世波说,从进入平潭海峡公铁大桥项目开始,他每天都面对着类似的问题,每天的工作就是遇到问题、解决问题。

  “六年磨一剑”,大桥横空出世

  走上平潭海峡公铁大桥桥面,刚刚还艳阳高照的晴空突然下起了阵雨。

  “放心,这雨应该就下一小会儿。我们看过预报,上午九点之前天气都不错,是施工作业的好时机。”肖世波招呼记者暂时躲避一下。

  面对“建桥禁区”的考验,唯有创新才能突破。监测风浪潮的技术创新便是建设者们发展出的“绝技”。

  “刚开始摸索的时候,打钢桩、吊围堰,我的设备都就位了,但天气就是不行。往往一等就是十几天、一个月,最长的一次竟然等了两个月都不见施工窗口期。”肖世波说,海峡之上与陆地不同,天气常常说变就变。为了摸清桥址附近风浪的“脾气”,中铁大桥局专门建立了一个“复杂海洋环境的风浪检测技术研究”课题,并开发了一套预报监测平台。

  “我们在全桥布置了47台风速仪、3台波浪仪,监测数据传回到武汉桥科院的数据处理中心进行分析,结合平潭海域海浪天气的公共预报进行神经关联。”王东辉说,这一系统实现了桥址3到7天内的风力和海浪预报,可精确到具体桥墩,成为帮助项目施工借东风的“诸葛孔明”。

  经过前期的摸索,施工人员对风大、浪高、岩硬、水急的施工条件限制有了办法:一方面减少现场作业,尽可能预制构件;另一方面,创新风屏障技术,增加可作业时间;同时,研发新装备,提升打桩、吊装等现场施工水平。

  “原来我们架一孔80米的钢梁,主要是在现场拼装,可能要架设一个月。现在直接从厂里预制再运过来,架设过程就减少到只要五小时。”肖世波说。

  创新是一环连着一环的。平潭海峡公铁大桥首次应用80米、88米跨整孔全焊接钢桁组合梁结构,为了方便吊装,建设者们又专门制造了“大桥海鸥号”。

  “这个海上双臂杆起重船,最大吊起重量达3600吨,主钩的吊高有110米,排水量将近27000吨,相当于一个小型航母的排水量。”王东辉说,“海鸥号”吊高和吊重的规模目前在国内第一。现场吊装的14万吨钢梁中,有10.1万吨都是靠这只“海鸥”架设的。

  “直径4.9米钻孔桩基础是世界上桩径最大的桥梁工程桩,全桥钢结构用量124万吨、混凝土用量294万方,均是迄今为止国内外桥梁之最。”刘志军说。

  在六年建桥过程中,建设者们突破了一个个难关:海峡环境桥梁深水基础建造技术、常遇大风环境下高塔施工技术、钢桁梁整体全焊建造技术、海峡桥梁安全运营保障技术等方面的研究,均填补了国内空白。

  新中国70年:“桥”之变

  25日上午,当平潭海峡公铁大桥正式合龙贯通,中国桥梁建设者又完成一个世界之最时,他们兴奋地展开早已准备好的五星红旗,向即将到来的新中国成立70周年献礼。

  70年来,一部桥梁发展史,正是中国发展的一个缩影——

  1955年,武汉长江大桥开始兴建,竣工后被称作“万里长江第一桥”;

  1968年,长江上第一座由中国人自主设计、建造的双层式公铁两用桥南京长江大桥落成,人们给这座创造历史的大桥起了个别称:“争气桥”;

  1982年,亚洲跨径最大的桥梁济南黄河大桥建成;

  1999年,我国首座主跨千米级桥梁江阴长江公路大桥建成;

  2018年,世界最长的跨海大桥港珠澳大桥通车;

  ……

  在上个世纪,大桥建设有所谓“70年代看欧美,90年代看日本”的说法。进入新世纪,中国桥梁建设快速崛起,令世界印象深刻。

  “我2003年从学校毕业,以那时中国的建桥水平,平潭这个桥肯定建不起来,压根就没法施工。”肖世波说,桥梁既是连接两地、改善交通的物理通道,也是国家综合实力的展现。

  平潭海峡公铁大桥预计2020年全面通车,上层为设计时速100公里的六车道高速公路,下层为设计时速200公里的双线Ⅰ级铁路。它是新建福州至平潭铁路、长乐至平潭高速公路的关键性控制工程,为中国东南沿海发展打通了新的动脉。

  “资金实力、装备制造水平、材料科学水平、施工工艺水平等综合起来,决定了桥梁制造的国家能力。”肖世波说,“原来我们的钻孔桩都是2米,达到2.5米的直径已经很了不起了,现在我们能钻到4.9米。原来做10根桩,现在1根就解决了。设备原来都是小型的冲击钻和旋转钻,现在也都是很先进的设备。”

  近年来,在大江大河、高山深谷、岛屿海峡,中国不断刷新世界桥梁建设纪录:世界第一高桥、世界第一长桥、世界最大跨度公铁悬索桥……不胜枚举。

  而随着桥梁综合建设能力的不断提升,中国也走向了世界。美国旧金山的奥克兰海湾大桥、东南亚地区最长跨海大桥马来西亚槟城第二大桥、横跨多瑙河的泽蒙-博尔察大桥、撒哈拉以南非洲最大的斜拉式跨海大桥基甘博尼大桥等都凝结了中国建设者的智慧和汗水。

  肖世波说,在建造平潭海峡公铁大桥的六年里,建设者已把在海峡环境中建桥的整个施工组织、技术方案、工艺成型固化。这意味着,未来在海峡环境下修桥,将有很好的指导和经验。

  “最长、最高、最快,我们希望完成中国桥梁建设的下一个跨越。”他说。(记者邹声文、孟昭丽、邰晓安)


 

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