福建平潭海峡,是与百慕大、好望角齐名的世界三大风口海域,被称为“建桥禁区”。8月22日,随着起重船将重达1350吨的钢桁梁放置到墩顶,平潭海峡公铁两用跨海大桥首片钢桁梁架设成功,我国首座跨海公铁两用大桥成为关注的焦点。面对这座“施工难度最大”的桥,我国的科技工作者到底用了哪些高科技?
建桥墩 海底“小板凳”扩展成施工平台
在建的海峡公铁两用跨海大桥全长16.34公里,是世界上最长、跨度最大的跨海峡公铁两用大桥,下层设计为时速200公里的双线一级铁路,上层设计为时速100公里的高速公路。
这座大桥的所在地处于武夷山脉与台湾海峡之间,正处在一个喇叭口。桥址处风大、水深、浪高、暗礁多,施工条件恶劣。2014年3月24日,中铁大桥局项目部选择了无覆盖层且海床为花岗岩的B49号墩进行试桩,由于海底花岗岩的强度像钢铁一样坚硬,当钢管桩桩头打进岩床1米深左右时,被挤压致严重变形。
“一根筷子立不住,那做成4条腿的板凳呢?”经过专家论证后,新的办法出台:根据海底岩面地形定制4根长短不一的钢管桩,用打桩船将钢管桩放到预定位置,快速联结,形成一个临时“板凳”。接着,下放预制的圆柱形钢筋笼,并灌注混凝土,让钢管桩“黏”在海底岩石上。以此“小板凳”为起始小平台,再向外扩展为7人足球场大小的施工平台。桩基施工的瓶颈自此打通了。
这项海底裸岩上的“搭板凳”技术被称为“深水裸岩区埋植式海上平台”,为国内首创,既加快了建桥速度,又降低了桥梁建设成本。
架桥梁 大力士起重船完成整孔架设
夏有台风,冬有季风,一年刮6级以上大风的日子达到330天。建造钢桁梁桥,采用传统的散件安装方式已不能满足要求。为降低施工安全风险,提高施工工效,工厂化、大型化、整孔架设安装成为必然选择。
但如何将重达1350吨、重量相当于337头大象的钢桁梁在这种恶劣环境下吊装成为施工中巨大的挑战。
针对这一难题,中铁大桥局历时3年、耗资3.4亿专门为此桥打造了架梁“神器”——“大桥海鸥号”。这是一艘自航双臂架变幅式起重船,起重能力达3600吨——相当于900头成年大象的体重,主钩起升高度达110米——相当于39层楼高,是国内起重量最大、起升高度最高的双臂架起重船。
其起重机采用变幅式双臂架结构,能更好地满足桥梁吊装施工的特点,从而提高桥梁吊装的有效高度。
全桥34孔80米和8孔88米钢桁梁均为工厂整孔全焊制造、海上运输、整孔架设,施工工艺难度极大。据介绍,采用起重船整孔吊装架设是国内钢桁梁斜拉桥主梁架设技术的又一突破,实现了钢桁梁桥梁架设施工由单片架设到整节间架设再到整孔架设的一个飞跃。
刘志伟 谢开飞