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港珠澳大桥主体桥梁合龙 建设者们创造桥梁界众多新标准

2016年06月30日 00:00    作者:潘晓晨    来源:南方日报    [纠错]

   

  2013年12月2日,港珠澳大桥首片组合梁成功架设。

   

  2015年2月10日,港珠澳大桥最后一片组合梁正在架设。

   

  这是中国建桥史上值得铭记的瞬间。

  原标题:“中国桥梁,雄起!”

  “中国桥梁,雄起!”鞭炮声过后,已奋战50个月的港珠澳大桥CB02标段项目经理黄新明和同事们手挽着手,围成一圈大吼。

  2016年6月29日上午10时20分,港珠澳大桥主体桥梁工程江海直达船航道桥合龙段开焊,标志着长达22.9公里的港珠澳大桥主体桥梁成功合龙。

  要克服恶劣的外海施工条件,建设一座同时满足内地、香港和澳门三地标准体系,设计使用寿命长达120年的巨大规模跨海通道,难度可想而知。7年来,建设者们是如何一步步搭建起这条“海上天路”的?

  又一次精度的挑战

  28日22时40分,港珠澳大桥主体桥梁合龙口两侧的桥面上,站满了人。

  距离计划开始吊装的时间已经过了40分钟,运载着合龙段钢箱梁的船只才刚刚进位抵达合龙口正下方。

  此刻,无论是负责钢箱梁制造的黄新明,还是负责钢箱梁吊装的荣国城,都显得信心满满。荣国城是广东长大公司港珠澳大桥项目副总工,他清楚,这最后一节钢箱梁的吊装不容出错。

  其实,这一段钢箱梁早在40多分钟前就已经抵达了合龙现场,可为何迟迟不进位?荣国城给出了答案:潮汐。受突然变化的潮汐影响,海面洋流速度加快,不利于钢箱梁吊装的精度控制。所以,他们要等。

  合龙段钢箱梁的吊装精度要求是,它与两端钢箱梁之间的缝隙不得超过20毫米。荣国城说:“普通大桥对这一指标的要求是不超过30毫米,但在这里,我们面对的是港珠澳大桥。”

  这是一座设计使用寿命为120年的大桥,精度是维持它生命的元素。

  港珠澳大桥工程管理部副部长景强告诉南方日报记者,以主体桥梁的钢管打入桩为例,国标要求的精度是1/100,港珠澳大桥则是1/250,假设一根桩基长度100米,插入海底后,普通桥对它要求的平面误差是1米,港珠澳大桥的误差是则0.4米。

  再比如青州航道桥塔“中国结”,中间的结形撑是钢结构,连接两侧的桥塔为混凝土,前者的施工精度是毫米级的,而后者却是厘米级的。“要将这两种不同精度要求的材料在163米的高空实现完美对接,施工控制要求是非常高的。”景强说。

  抢在台风到来前合龙

  29日凌晨0时45分,合龙段钢箱梁吊装成功,这基本宣告了合龙的成功,只待上午举行仪式。

  “如释重负!比预想得还要顺利。”吊装成功后,荣国城笑了出来。从2012年7月施工队入场到29日合龙,荣国城在港珠澳大桥项目上已经花了整整四年时间。

  在吊装现场,荣国城忙着和“战友”们相互道贺、合影。

  广东长大公司港珠澳大桥项目总经理余立志说:“别看我们今天好像很轻松,其实,真正的难题已经解决了。”

  细心的人或许已经发现,在媒体的报道中,港珠澳大桥主桥合龙的时间一再被提前。从最初的今年8月提前到7月,最后在6月底实现了目标。

  建设者们急什么?要抢在台风前面。今年是强厄尔尼诺现象年。暴雨已经多次降临珠江口海域,但真正的狂风还并未到来。大桥如果不能赶在强台风到来之前合龙,就意味着要花更大的精力和资金来建设防护设施。

  用什么办法来缩短工期?答案是直接吊装大节段钢箱梁。把多个小节段刚箱梁在工厂里拼装成大节段,然后一次性整体吊装。

  一个标准节段钢箱梁长度15米,而一个大节段钢箱梁常常超过100米,重达3000多吨,吊装难度有天壤之别。

  为此,广东长大公司采用了中国桥梁界罕见的抬吊技术,即用两台大型海上浮吊,把钢箱梁“抬上去”。

  “抬吊技术在日本比较成熟,但是他们用的是相同型号的两台浮吊,便于协调控制。而我们现有设备条件下用的两台浮吊是不同品牌的,这就要求我们在计算和操作时极为精密。”余立志说,“3000多吨的钢箱梁都能顺利吊装,合龙段只有280吨,自然不在话下。”

  每粒砂石都能溯源

  港珠澳大桥是一项超级工程,被英媒《卫报》称为“现代世界七大奇迹”之一,为了突破重重挑战,建设者们也创造了桥梁界的众多新标准。港珠澳大桥的建设过程,不仅呈现了中国制造的水平,更打造了“中国标准”。港珠澳大桥管理局行政总监韦东庆介绍,港珠澳大桥管理局与港澳合作,首创了混凝土认证制度,港珠澳大桥的每一立方混凝土,每一粒砂石都能溯源,都有标准。

  景强介绍了更多的港珠澳大桥标准。为确保珠江口防洪纳潮及航道通畅,港珠澳大桥主体工程阻水率必须控制在10%以内,非通航孔桥近200个桥梁承台全部埋入海床内。这就意味着要在海底实施桩基与预制承台间的后浇混凝土施工,也就是说,要在水下创造出一个无水干作业环境,然后由人员进入完成后浇混凝土的施工。桥梁工程的三个土建施工单位“各显神通”,用不同方法实现了规模宏大的埋置承台施工。

  为了满足耐久性指标的要求,港珠澳大桥所有混凝土浇筑温度必须控制在28摄氏度以内。为达到这一指标,施工方需要在混凝土工厂配置的制冰机,在拌制混凝土时,向里面加冰以实现降温。

  除了新标准之外,港珠澳大桥的建设还坚持“大型化、标准化、工厂化、装配化”的建设新理念。大节段钢箱梁和江海直达船航道桥“海豚塔”,都是在工厂整体拼装完成后,再整体吊装。“但是,风险和造价也成倍地增加了。试想,整体吊装一个100多米高、近3000吨重的钢塔,稍有闪失,后果将是灾难性的。而我们成功做到了。”景强说。

  尽管项目取得了阶段性的重大成果,但在港珠澳大桥管理局局长朱永灵看来:“接下来的任务依然艰巨。”

  目前,港珠澳大桥主体工程建设各方正全力推进工程建设,争取明年具备通车条件。岛隧工程已沉放27节管节,已建隧道总长超过4700米,超过总长度的80%。桥梁工程的桥面铺装、交通工程等后续施工将全面展开。

  人们已将目光转向大桥通车的那一天。

  三大亮点

  “超级工程”取得了哪些突破?

  亮点1:190个桥梁承台埋入深海床面下

  伶仃洋是一个典型的弱洋流海域,每年从珠江口夹杂着大量的泥沙涌入,如果大桥的桥墩太密,阻挡了泥沙,就可能使伶仃洋逐渐变成一片滩涂甚至冲积平原。为减小桥梁基础的阻水率,保证珠江口排洪纳潮及航道通畅,港珠澳大桥非通航孔桥采用埋置式承台,将190个桥梁承台埋入深达8~15米的海床面以下,规模庞大,在国内乃至世界范围内尚属首次。

  亮点2:用钢量40多万吨可建60座埃菲尔铁塔

  港珠澳大桥主体工程近23公里的桥梁,首次在桥梁工程上部结构大规模采用钢结构,用钢量达40多万吨,足以建造60座埃菲尔铁塔。全新的自动化生产线,智能化的板单元组装和焊接机器人系统,先进的超声波相控阵检测设备,工厂化的“长线”法拼装,代替了过去以手工操作为主的生产模式。

  亮点3:桥梁墩台陆上预制海上运输整体吊装

  港珠澳大桥主体工程非通航孔桥基础均采用大直径钢管复合桩,桥梁墩台、组合梁、钢箱梁、钢塔全部采用陆上预制,海上运输整体吊装。三座通航孔桥亦非按照传统方式建造,尤其是几千吨级钢塔整体吊装技术,是中国桥梁界的重大创新。

  主体工程

  港珠澳大桥主体桥梁包括哪些?

  总长55公里的港珠澳大桥,是连接香港、珠海和澳门的超大型跨海通道,包括海中桥隧主体工程,以及香港、珠海、澳门三地口岸和连接线。其中,主体工程由6.7公里的海底沉管隧道和长达22.9公里的桥梁工程组成,隧道两端建有东、西两个人工岛。

  本次合龙的主体桥梁工程包括3座通航孔桥(九洲航道桥、江海直达船航道桥、青州航道桥)及深、浅水区非通航孔桥。深水区非通航孔桥采用110米跨径整幅整墩钢箱连续梁桥,浅水区非通航孔桥采用85米跨径钢混组合梁。

  港珠澳大桥建设大事记

  2009年12月15日港珠澳大桥正式开工。

  2012年7月港珠澳大桥主体工程钢结构制造和桥梁土建工程开工。

  2013年12月2日港珠澳大桥首片组合梁成功架设。

  2014年1月19日港珠澳大桥首跨钢箱梁在深海区架设完成。

  2014年12月14日桥梁工程桩基施工全部完成。

  2015年2月10日桥梁工程CB05标完成最后一片组合梁吊装,率先拉通。

  2015年4月20日桥梁工程CB05标九洲航道桥207号墩上塔柱整体吊装成功,并于5月11日竖转提升到位,九洲航道桥扬起“双帆”。

  2015年5月14日青州航道桥57号主墩索塔上横梁“中国结”J1节段最后一次吊装顺利完成。至此,青州航道桥索塔“中国结”吊装全部完成

  2015年9月6日主体工程220座墩台全线完工。

  2016年4月11日青州航道桥中跨合龙段MCL梁段顺利吊装完成,桥梁工程CB03标成功合龙,打通了从西人工岛上桥的通道。

  2016年6月2日江海直达船航道桥138号钢塔(第三座海豚塔)成功吊装,标志着港珠澳大桥主体工程7座桥塔施工全部完工。

  2016年6月29日江海直达船航道桥合龙暨主体桥梁合龙。

【责任编辑:小宁】

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