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10月28日清晨,当海上泛起鱼肚白,风雨渐渐平息,公司杭州湾大桥项目常务副总工肖苡辀看着下放到位的钢吊箱,心情轻松了许多:“近一年的推演、试验、方案优化没有白费。”
杭州湾跨海铁路桥是新建南通至宁波高铁控制性工程,全长29.2公里,是世界最长跨海高铁桥,最关键的部分当属三座航道桥,而航道桥关键在于基础。为建起稳定的基础,二航局采用钢吊箱方案建造南航道桥主墩,在海上圈起一方净土,化海洋为陆地。回忆方案从讨论到优化再到落地的种种波折,筹划人之一的肖苡辀感慨万千。
时间回到2023年底。基于当时边界条件,钢套箱还是主墩围堰施工方案的最优解,设计更简单、施工更便捷。可随着调研深入,不足之处逐步显现。
深入调查国内诸多跨海桥梁后,具有博士学位、丰富流体力学知识的肖苡辀发现,跨海桥墩身面临的水流流场复杂,冲刷作用明显,在世界三大强潮海湾之一的杭州湾上,这一特点更明显。带着这个发现,她委托南京水利科学院开展了模型试验,结果让人惊愕。
试验显示,不等钢套箱在海中“站稳”,海流就会猛烈冲刷套箱外土层。4米厚的土层不出3天就被冲走,形成半径数十米的大坑。随着时间推移,土层最终将被冲走14米厚。这对依靠土层稳定受力的钢套箱来说是致命缺陷。
为了佐证这一可能,肖苡辀带着团队在杭州湾上用无人船、人工测量泥面标高等方式摸索冲刷规律,结果仍不容乐观。
期间,项目内也有人提出,能否借鉴苏通长江大桥经验,采用围堰外抛填的方式抵消冲刷。但一番推演后仍是条绝路。推演预计砂袋抛填总量将超5万个,抛填周期至少一个月。工效、安全都不满足条件。于是,项目团队转而讨论另一种方案,钢吊箱。
自带底板的钢吊箱,可通过吊挂系统将重量交给桩基承受,不必依赖土层,也就不惧强潮冲刷,但高精度下放成了新难题。主墩桩基多达42根,单根直径2.8米,钢吊箱底板开孔直径约3米。二者想精准嵌套,无疑是高难度的套圈游戏。
精度难题外,吊箱重量将达到惊人的2500吨,这让负责设备的项目经理助理赵昌师头疼不已,本来匹配前期钢套箱方案而协调的3艘起重船只能放弃。而放眼国内符合新方案的起重船,却大多因超过杭州湾跨海公路桥通航限高,无法进场。
一筹莫展时,国内最大双臂架变幅式起重船“二航卓越”即将交付的消息解了燃眉之急。这艘船在研发过程中,充分考虑了杭州湾大桥的需求,吃水深度、通航净高、起重能力都完美匹配。
确定采用钢吊箱后,肖苡辀耗时一个月全力编写出首套方案。不过新问题层出不穷。杭州湾水流速度超过长江汛期2倍,流向还会往复,加上高潮差和潜在大风影响,吊挂系统将面临水流冲力、浮力、风力等叠加影响,安全风险不容忽视。
好在项目团队激烈讨论后,得出了一项类似“游泳圈”的优化举措。项目总工谢德宽描述:“吊箱外壳分两层钢壁,吊箱入水的部分,我们在钢壁间封闭出7米高的空间,利用浮力减轻自重,让吊挂系统更轻松。”
10月26日一早,肖苡辀乘船到海上施工平台与谢德宽、项目副经理张伟汇合,见证首个钢吊箱下放。然而天不遂人愿,接连的风雨贯穿始终,为作业增添了极大难度。
经过谨慎试吊和下放,2天后的凌晨,25米高的钢吊箱仅剩最后4米即将到位,却再不能下放一丝一毫。这可急坏了众人。新设备出了问题?新工艺有漏洞?还是环境因素考虑得还不到位?
望着深入水中的吊箱,肖苡辀迷茫且忐忑。“当时人站在雨里,手像雨刮器一样不停抹开眼镜上的雨,只为多看清些细节。”好在通过起重船和吊箱内传感器搜集的数据,找出了下放不能的关键。精度控制不够细致,导致吊箱底板与部分桩基卡住了。
此后数小时,谢德宽、张伟等人不断测算吊箱、护筒相对位置,边用对讲机联络起重船起落移动吊具,以十多分钟一次的精调频率,让“套圈游戏”走上完美终局。上午9点,钢吊箱下放到位。
来不及高兴,项目团队便紧张地搜集首次吊装数据、总结相关经验,在短短13天后挑战另一个钢吊箱下放。“一回生,二回熟。”肖苡辀回忆在场大多数人的感想,没想到这次仅用时半天就顺利下放,为大桥承台施工创造了稳定坚实的条件。
来源:杭州湾跨海大桥项目
作者:王昊
图片:程帅
编辑:高琪
THE END
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