中國大橋穿越“東方百慕大”

“世界在建難度最大”的平潭海峽公鐵大橋貫通

 

 

圖為9月21日，平潭海峽公鐵大橋鼓嶼門航道橋的鋼桁梁在吊裝中。新華社記者林善傳攝

 

這里的驚濤駭浪與百慕大、好望角齊名，是世界三大風(fēng)暴海域之一，6級大風(fēng)天一年中超過300天；

 

這里無風(fēng)也起浪，水流速度相當(dāng)于長江中下游洪峰，潮差最高超過7米；

 

這里小島棋布、地質(zhì)復(fù)雜，堅(jiān)硬如鐵的光板巖石是打樁建墩者的噩夢……

 

9月25日，被橋梁專家稱為“世界在建難度最大”的平潭海峽公鐵大橋成功貫通。它是世界上最長的跨海公鐵兩用大橋，中國建設(shè)者在世界橋梁史上再次書寫傳奇。

 

堅(jiān)守、創(chuàng)新、突破，中國人第一次建造跨越海峽的公鐵兩用大橋。六年磨一劍，最終讓“不可能”變成了人們眼前的超級工程。

 

突破“禁區(qū)”的超級大橋

 

在建設(shè)平潭海峽公鐵大橋之前，王東輝做了充分準(zhǔn)備，查資料、看現(xiàn)場、鉆探海底，前前后后籌備了好幾年。但到2013年真正開始施工時(shí)，他發(fā)現(xiàn)，在平潭海峽建橋的難度還是大大超過預(yù)料。

 

“海底有很多直徑2米到10多米的孤石，前期鉆探根本發(fā)現(xiàn)不了。這些孤石很硬且成堆密布，鋼護(hù)筒底口一接觸到孤石，就會(huì)卷邊凹陷失穩(wěn)，鉆頭一放就滑，就像人站在一堆鵝卵石上一樣。”王東輝說。

 

王東輝是中鐵大橋局的橋梁工程師，1992年大學(xué)畢業(yè)后便一直和鐵路橋打交道，也是較早參與平潭橋的建設(shè)者之一。目前，他擔(dān)任這座大橋的項(xiàng)目部總工程師。

 

平潭海峽公鐵大橋是福州至平潭鐵路的控制性工程，也是“十三五”規(guī)劃中北京至臺灣高鐵的先期工程。大橋起于福州長樂區(qū)松下鎮(zhèn)，“踏”過四座小島后抵達(dá)平潭島，全長16.34公里。

 

“橋址所處的臺灣海峽是世界三大風(fēng)暴海域之一，海域環(huán)境復(fù)雜。風(fēng)大、浪高、流急、巖硬，波浪力是長江等內(nèi)河的10倍以上，全年6級以上大風(fēng)天超過300天，”福建福平鐵路公司福平指揮部指揮長劉志軍說，因建設(shè)條件惡劣、有效作業(yè)時(shí)間短，施工難度極大，業(yè)界把這里視為“建橋禁區(qū)”。

 

長期研究水下考古的福州市考古隊(duì)隊(duì)員蔡喜鵬介紹，平潭海峽地處古代海上絲綢之路要道，是福建乃至全國已知水下遺存分布最為密集、內(nèi)涵豐富且文化面貌相對明確的水下遺存分布區(qū)，專家在這里已確認(rèn)的水下文化遺存就有10余處。

 

“每一座橋梁建設(shè)都有自己的難點(diǎn)，但平潭海峽公鐵大橋把這些難點(diǎn)集中到了一起。”大橋項(xiàng)目部常務(wù)副經(jīng)理肖世波說。2015年5月，他從港珠澳大橋項(xiàng)目轉(zhuǎn)戰(zhàn)平潭，意外地發(fā)現(xiàn)，新的項(xiàng)目施工難度甚至比港珠澳大橋更高。

 

“首先是鉆機(jī)怎么把這么硬的巖石鉆透，要打入巖石內(nèi)部40米以上，其間還有孤石、斜面巖的困擾。做完基礎(chǔ)后，圍堰施工又面臨波浪力的問題。這里的海水流速相當(dāng)于長江中下游洪峰期的流速，我們要頂著這樣的波浪力，把一個(gè)個(gè)圍堰放到水里去，并在里面施工。”肖世波說，這些問題解決之后，還要面對上部結(jié)構(gòu)施工時(shí)的常年大風(fēng)問題。

 

新項(xiàng)目很快給了肖世波一個(gè)“下馬威”。2015年8月，臺風(fēng)“蘇迪羅”攜帶15級大風(fēng)呼嘯而來，剛剛鉆好的鉆孔成孔后受大浪沖擊而塌孔，最后只能花幾個(gè)月時(shí)間處理掉落的鋼護(hù)筒、海底注漿加固地層重新鉆孔。

 

肖世波說，從進(jìn)入平潭海峽公鐵大橋項(xiàng)目開始，他每天都面對著類似的問題，每天的工作就是遇到問題、解決問題。

 

“六年磨一劍”，大橋橫空出世

 

走上平潭海峽公鐵大橋橋面，剛剛還艷陽高照的晴空突然下起了陣雨。

 

“放心，這雨應(yīng)該就下一小會(huì)兒。我們看過預(yù)報(bào)，上午九點(diǎn)之前天氣都不錯(cuò)，是施工作業(yè)的好時(shí)機(jī)。”肖世波招呼記者暫時(shí)躲避一下。

 

面對“建橋禁區(qū)”的考驗(yàn)，唯有創(chuàng)新才能突破。監(jiān)測風(fēng)浪潮的技術(shù)創(chuàng)新便是建設(shè)者們發(fā)展出的“絕技”。

 

“剛開始摸索的時(shí)候，打鋼樁、吊圍堰，我的設(shè)備都就位了，但天氣就是不行。往往一等就是十幾天、一個(gè)月，最長的一次竟然等了兩個(gè)月都不見施工窗口期。”肖世波說，海峽之上與陸地不同，天氣常常說變就變。為了摸清橋址附近風(fēng)浪的“脾氣”，中鐵大橋局專門建立了一個(gè)“復(fù)雜海洋環(huán)境的風(fēng)浪檢測技術(shù)研究”課題，并開發(fā)了一套預(yù)報(bào)監(jiān)測平臺。

 

“我們在全橋布置了47臺風(fēng)速儀、3臺波浪儀，監(jiān)測數(shù)據(jù)傳回到武漢橋科院的數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行分析，結(jié)合平潭海域海浪天氣的公共預(yù)報(bào)進(jìn)行神經(jīng)關(guān)聯(lián)。”王東輝說，這一系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了橋址3到7天內(nèi)的風(fēng)力和海浪預(yù)報(bào)，可精確到具體橋墩，成為幫助項(xiàng)目施工借東風(fēng)的“諸葛孔明”。

 

經(jīng)過前期的摸索，施工人員對風(fēng)大、浪高、巖硬、水急的施工條件限制有了辦法：一方面減少現(xiàn)場作業(yè)，盡可能預(yù)制構(gòu)件；另一方面，創(chuàng)新風(fēng)屏障技術(shù)，增加可作業(yè)時(shí)間；同時(shí)，研發(fā)新裝備，提升打樁、吊裝等現(xiàn)場施工水平。

 

“原來我們架一孔80米的鋼梁，主要是在現(xiàn)場拼裝，可能要架設(shè)一個(gè)月。現(xiàn)在直接從廠里預(yù)制再運(yùn)過來，架設(shè)過程就減少到只要五小時(shí)。”肖世波說。

 

創(chuàng)新是一環(huán)連著一環(huán)的。平潭海峽公鐵大橋首次應(yīng)用80米、88米跨整孔全焊接鋼桁組合梁結(jié)構(gòu)，為了方便吊裝，建設(shè)者們又專門制造了“大橋海鷗號”。

 

“這個(gè)海上雙臂桿起重船，最大吊起重量達(dá)3600噸，主鉤的吊高有110米，排水量將近27000噸，相當(dāng)于一個(gè)小型航母的排水量。”王東輝說，“海鷗號”吊高和吊重的規(guī)模目前在國內(nèi)第一。現(xiàn)場吊裝的14萬噸鋼梁中，有10.1萬噸都是靠這只“海鷗”架設(shè)的。

 

“直徑4.9米鉆孔樁基礎(chǔ)是世界上樁徑最大的橋梁工程樁，全橋鋼結(jié)構(gòu)用量124萬噸、混凝土用量294萬方，均是迄今為止國內(nèi)外橋梁之最。”劉志軍說。

 

在六年建橋過程中，建設(shè)者們突破了一個(gè)個(gè)難關(guān)：海峽環(huán)境橋梁深水基礎(chǔ)建造技術(shù)、常遇大風(fēng)環(huán)境下高塔施工技術(shù)、鋼桁梁整體全焊建造技術(shù)、海峽橋梁安全運(yùn)營保障技術(shù)等方面的研究，均填補(bǔ)了國內(nèi)空白。

 

新中國70年：“橋”之變

 

25日上午，當(dāng)平潭海峽公鐵大橋正式合龍貫通，中國橋梁建設(shè)者又完成一個(gè)世界之最時(shí)，他們興奮地展開早已準(zhǔn)備好的五星紅旗，向即將到來的新中國成立70周年獻(xiàn)禮。

 

70年來，一部橋梁發(fā)展史，正是中國發(fā)展的一個(gè)縮影——

 

1955年，武漢長江大橋開始興建，竣工后被稱作“萬里長江第一橋”；

 

1968年，長江上第一座由中國人自主設(shè)計(jì)、建造的雙層式公鐵兩用橋南京長江大橋落成，人們給這座創(chuàng)造歷史的大橋起了個(gè)別稱：“爭氣橋”；

 

1982年，亞洲跨徑最大的橋梁濟(jì)南黃河大橋建成；

 

1999年，我國首座主跨千米級橋梁江陰長江公路大橋建成；

 

2018年，世界最長的跨海大橋港珠澳大橋通車；

 

……

 

在上個(gè)世紀(jì)，大橋建設(shè)有所謂“70年代看歐美，90年代看日本”的說法。進(jìn)入新世紀(jì)，中國橋梁建設(shè)快速崛起，令世界印象深刻。

 

“我2003年從學(xué)校畢業(yè)，以那時(shí)中國的建橋水平，平潭這個(gè)橋肯定建不起來，壓根就沒法施工。”肖世波說，橋梁既是連接兩地、改善交通的物理通道，也是國家綜合實(shí)力的展現(xiàn)。

 

平潭海峽公鐵大橋預(yù)計(jì)2020年全面通車，上層為設(shè)計(jì)時(shí)速100公里的六車道高速公路，下層為設(shè)計(jì)時(shí)速200公里的雙線Ⅰ級鐵路。它是新建福州至平潭鐵路、長樂至平潭高速公路的關(guān)鍵性控制工程，為中國東南沿海發(fā)展打通了新的動(dòng)脈。

 

“資金實(shí)力、裝備制造水平、材料科學(xué)水平、施工工藝水平等綜合起來，決定了橋梁制造的國家能力。”肖世波說，“原來我們的鉆孔樁都是2米，達(dá)到2.5米的直徑已經(jīng)很了不起了，現(xiàn)在我們能鉆到4.9米。原來做10根樁，現(xiàn)在1根就解決了。設(shè)備原來都是小型的沖擊鉆和旋轉(zhuǎn)鉆，現(xiàn)在也都是很先進(jìn)的設(shè)備。”

 

近年來，在大江大河、高山深谷、島嶼海峽，中國不斷刷新世界橋梁建設(shè)紀(jì)錄：世界第一高橋、世界第一長橋、世界最大跨度公鐵懸索橋……不勝枚舉。

 

而隨著橋梁綜合建設(shè)能力的不斷提升，中國也走向了世界。美國舊金山的奧克蘭海灣大橋、東南亞地區(qū)最長跨海大橋馬來西亞檳城第二大橋、橫跨多瑙河的澤蒙-博爾察大橋、撒哈拉以南非洲最大的斜拉式跨海大橋基甘博尼大橋等都凝結(jié)了中國建設(shè)者的智慧和汗水。

 

肖世波說，在建造平潭海峽公鐵大橋的六年里，建設(shè)者已把在海峽環(huán)境中建橋的整個(gè)施工組織、技術(shù)方案、工藝成型固化。這意味著，未來在海峽環(huán)境下修橋，將有很好的指導(dǎo)和經(jīng)驗(yàn)。

 

“最長、最高、最快，我們希望完成中國橋梁建設(shè)的下一個(gè)跨越。”他說。（記者鄒聲文、孟昭麗、邰曉安）