中国交通广播 | 二航造,让人惊叹的中国桥梁(四)

企业   2024-12-24 13:51   福建  

多年来,中交二航局积极践行交通强国战略,强化创新驱动、数智赋能,不断擦亮中国桥品牌,累计承建300余座有影响力的跨江、跨海、跨高山峡谷特大桥,包含4座世界十大跨径斜拉桥、5座世界十大跨径悬索桥、6座世界十大跨海大桥。目前,中交二航局有10座跨长江大桥、6座跨度超1500米的大桥同时在建,为我国桥梁事业作出了重要贡献。


中交二航局、中国交通广播FM94.8联合推出《二航造!让人惊叹的中国桥梁》系列报道,今天推出第四篇《在伶仃洋上建世界最高海中大桥》



人物简介





大家好!我是中交二航局深中通道项目副经理廖文龙。深中通道是继港珠澳大桥之后又一座集“桥、岛、隧、水下互通”于一体的超级工程。项目施工处于宽阔海域环境,受到风、浪、涌、繁忙航道等因素影响。我们常常与疾风险浪为伴,居住在远离陆地15公里的海上。面对珠江口台风频发、复杂地质条件、超高桥塔作业和百万吨钢梁吊装,我们团队积极开展技术创新,研发智能化设备,通过上千个日夜奋战,终于建成这座世界级大桥——深中大桥。



项目简介

深中通道是国家重大工程,地处粤港澳大湾区核心区域,横跨珠江口东西两岸,全长约24公里,是集“桥、岛、隧、水下互通”于一体的跨海集群工程。其中跨海段长约22.4公里,行车时速100公里,采用双向八车道高速公路技术标准。


项目路线起于深圳机场互通,与广深沿江高速二期相接,向西跨越珠江口,在中山马鞍岛登陆,与中开高速对接,并通过万顷沙互通与广州南沙连接,实现深圳、中山及广州两岸三地互联互通。



深中通道跨越伶仃洋3条主要航道,采用“西桥东隧”方案,自西向东依次是中山大桥、西非通航孔桥、深中大桥、东非通航孔桥,东人工岛、海底沉管隧道和东人工岛等。其中中交二航局承建深中通道控制性工程——深中大桥,大桥全长2826米,主跨1666米,创造了世界最大跨径海中钢箱梁悬索桥、世界最高海中大桥、世界最大海中锚碇等多项世界纪录。



深中通道通车后,成为贯通珠江口两岸以及沿线城市的交通大动脉,成为粤港澳大湾区发展的重要引擎,在珠江口两岸形成发散状辐射路网。深圳至中山的车程,从之前的2小时缩短至30分钟以内。



仃洋上建世界最高海中大桥      


在宽阔碧绿的伶仃洋上,全长24公里的超级工程深中通道宛若游龙,时而以桥梁形式飞跃海上,时而以海底隧道形式遁入海底。正是这海上架天路、海底筑长城、海中生双岛等一个又一个基建奇迹的诞生,让伶仃洋从“叹伶仃”到“叹巨变”。


中交二航局承建深中通道S04合同段,线路全长3973米,主要施工内容包括深中大桥东主塔、东锚碇施工,上游侧主缆架设,钢箱梁安装以及东非通航孔桥下部结构等。深中通道通车已经数月,但回忆起这个项目的建设,作为中交二航局深中通道项目副经理的廖文龙有着说不完的话。




从2018年深中大桥开工初期,他就来到现场,见证了大桥建设全过程。“整个海上是一片茫茫,没有任何立足之地。”廖文龙和团队通过搭建海上平台的方式,建成了面积5000多平米的临时办公生活区,能满足500人的工作生活。从此,大桥主体工程建设拉开序幕。从锚碇围堰筑岛,到大桥主塔爬升、主缆架设、钢箱梁吊装,每个环节廖文龙都参与其中。风吹日晒,暴风骤雨,在伶仃洋上一干就是6年。


1

稳扎筑基铸造海中“压舱石”

在深中大桥东西两侧,有两块巨大的“秤砣”格外引人注意。这是大跨径悬索桥的重要受力结构——锚碇。



深中大桥以1666米的主跨,成为世界最大跨径全离岸海中钢箱梁悬索桥,还因拥有270米高的主塔成为世界最高海中大桥。为保证通航能力,深中大桥船舶通航净高达76.5米,也是世界最高。要实现这样的通航净高,就得在伶仃洋上建造两座更高的大桥主塔。


“大跨径悬索桥,要求有更牢的锚碇作为受力结构。”廖文龙说。深中大桥两个锚碇各采用两个外径65米的“8”字形地连墙基础,单个锚碇总重量约100万吨。它们就像拔河比赛时队尾的那个人,要靠体重拽住大桥主缆,承受整个桥梁和车辆的重量,就像大桥的“压舱石”。



汪洋大海毫无支撑,该从何下手?通过多种方案比较,项目团队提出了“围堰筑岛+地连墙”的方案:在海上施沉钢管桩形成围堰,然后在围堰内吹填中粗砂挤出海水,形成干施工环境。


“然而,在海床的淤泥上直接施沉钢管桩,就像在豆腐脑上插筷子,精度和稳定性难以控制。”廖文龙说。经过多次讨论,项目部决定先排出海底淤泥中的水,固结淤泥层改变地质条件,再进行围堰施工。廖文龙他们在围堰中心点200米直径范围内,对海床面2米以下深度的地层进行开挖清理,并抛填砂石垫层。紧接着,插板船连续半个月在围堰内打下6万个塑料排水板。这些每个高达25米的排水板深入到海底淤泥中,与砂石垫层形成完整的排水通道。在砂石垫层加载作用下,淤泥中的海水通过排水板向外排送。


随着海水排出,海底“豆腐脑”质淤泥地层终于变成坚固的地基,为钢管桩施沉提供了有利环境。“解决了关键难题,后续连墙成槽、锚碇填芯浇筑等施工势如破竹。”廖文龙自豪地说。2018年11月29日,围堰钢管桩成功合龙,项目部在围堰内开始吹填砂并展开场地硬化,迅速形成海上陆地。后续锚碇地连墙等一系列构筑物就有了陆地般的施工条件。2021年12月,深中大桥两个锚碇完工,至此巨型“秤砣”稳稳地沉在海床之上。


2

空中“筑塔”迎战世界新高度

伶仃洋上,世界最繁忙的港口之一——广州南沙港坐落于此。然而,在这片壮阔波澜之中,一项前所未有的挑战悄然降临:深中大桥建在主航道上,为不影响港口通航,就要让桥面足够高,进而需要更高的桥梁主塔。


深中大桥包含两座高270米的主塔,主塔采用传统钢筋混凝土结构。建设270米超高主塔,在台风频发的复杂海洋环境下,传统设备施工效率及品质难以达到要求,如何更加安全高效建设主塔,这是廖文龙面临的又一巨大挑战。


廖文龙说,在一次偶然的研讨中,项目团队从自动造楼机上找到灵感,结合之前的实地考察,最终提出使用“一体化智能筑塔机”的建设方案。



这就像将高空现场打造为“竖向移动工厂”,要研发一种集钢筋部品安装、混凝土布料、振捣、养护、智能监控等于一体的可移动设备。如何研发制造,面临不小挑战。二航局项目团队的20多个小伙子通宵达旦干了两个月,设计初步方案图纸就有3000多页。随着对各项功能、部件优化调试,一体化智能筑塔机设计方案经历一次次大改。


通过大量调研大家发现,建设这种超高主塔上下一次耗时久,很多技术员、工人为减少上下桥塔次数,干脆就不喝水、不上厕所,休息时也是悬在高空中,很没有安全感。


然而筑塔机拥有较大的操作平台,平台上设备众多,增设新的功能区可谓“牵一发而动全身”。为了人性化考虑,廖文龙和团队紧接着在筑塔机上增设了卫生间、临时休息区和紧急逃生通道,并安装可伸缩平台,供工人遮风挡雨。


无数次推倒重来,数不清的研讨,图纸堆成小山......最终,历经一年零五个月,全国首台一体化智能筑塔机顺利落成投用。有了这项“神器”,深中大桥塔柱施工速度最高可达1.2米每天,减少高空操作人员近60%,其智能养护系统还使混凝土达到工厂内标准化养护条件,且无收缩裂纹,外观质量好。此举,为海中超高索塔建造带来革命性转型升级。

3

“风中穿针”架起大桥生命线

站在中山市马鞍岛远眺,深中大桥的两根主缆从锚碇嵌入深海,越过两座主塔,再接入另一端大桥锚碇。这绳索便是大桥的主缆,也是悬索桥的“生命线”。


廖文龙介绍,深中大桥单根主缆重1.7万吨,直径约1米,由199根索股组成,每根索股又由127丝直径6毫米的镀锌铝钢丝组成,所有钢丝总长度之和能绕地球4圈,每根主缆缆力超10万吨,能同时承受2艘“辽宁号”航母的重量。



然而,要将每根1.7万吨的主缆搬至270米高空并非易事。建设者们要将主缆的每一根索股逐一牵引,通过无数次循环往复架设才能完成这项任务。


2022年5月15日,深中大桥第一根主缆索股成功架设,大桥正式进入主缆架设阶段。当时架设主缆时,正值珠江汛期及台风多发频发期,施工面临极大挑战。海上的大风是影响主缆索股架设精度的主要障碍因素,廖文龙他们通过“V”型保持器和项目自主研发的索股抑振装置降低了风的影响。第一根索股架设完成后,后续索股都要以它为基准牵引调位,海上大风让索股摇晃得无法精确测量,同时昼夜温差也给施工带来困扰。白天架完的索股,到了夜里因降温不均出现不同程度的变形,索股上下交错,影响效率和精度。


智能技术这时大显身手。项目团队通过多项智能化装备应用,使得主缆架设更安全高效。“我们采用了超长索股无人跟随架设技术,实现了索股姿态的智能识别及牵引系统的自动启停,降低了架设施工风险。”廖文龙说。同时,项目部还应用了自主研发的智能标靶等设备,对关键数据实时传输,解决测量难题,提升了大跨径悬索桥主缆架设自动化、信息化水平。


经过对每根钢丝的位置和气温反复测量,项目团队把握了主缆钢丝变化规律,将架设精度控制在5毫米内。


2022年9月23日,深中大桥主缆全部架设完成,海上架起两道“生命线”,它们和东、西两个锚碇共同构成大桥的重要受力体系。


2024年6月30日,深中通道建成通车,海中的深中大桥成为全线的最高点,也是珠江口的又一地标性建筑。深中通道通车首周,逾72万车次穿梭其间;通车首月车流总量超300万车次,单小时最高峰超过8000车次……一通车,就成为湾区“顶流”。深中通道带来的交通便利显而易见,而对大湾区经济发展的推动作用也正在徐徐展现……


“回顾深中通道项目的建设,我感到十分的自豪!”廖文龙说,“每项世界之最的取得,都凝聚着建设者们无尽的汗水与智慧,也正是大家的不懈奋斗,才成就了一项项奇迹,我们也将持续努力,向着更高的桥梁建设高峰迈进!”


2024

来源:中国交通广播  二公司

编辑:杜才良  王磊


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