九洲航道橋“風(fēng)帆”造型的上塔柱在豎轉(zhuǎn)提升中
近日，世界最長的跨海大橋——伶仃洋上的港珠澳大橋主體橋梁全線貫通，其設(shè)計(jì)使用壽命長達(dá)120年。在這項(xiàng)超級工程的建設(shè)中，武漢近20家企業(yè)參與設(shè)計(jì)和建設(shè)，六成工程“武漢造”。中國頂尖橋隧工程師們在伶仃洋開辟著創(chuàng)新之路，創(chuàng)下了多個(gè)世界首次，填補(bǔ)了多項(xiàng)技術(shù)空白。日前，長江日報(bào)記者走近設(shè)計(jì)、建設(shè)團(tuán)隊(duì)，揭秘不為人知的幕后故事。
“海底山峰”間、澳門機(jī)場主航線上作業(yè)
橋梁建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)高過英美等發(fā)達(dá)國家
9月27日，港珠澳大橋主體橋梁貫通當(dāng)天，中鐵大橋局港珠澳大橋項(xiàng)目經(jīng)理譚國順剛過64歲生日，這也是他在這一項(xiàng)目上度過的第5個(gè)生日。他說，自己超齡“服役”，竭盡所能完成了職業(yè)生涯的最后一件作品。這是46年建橋生涯的完美注腳。作為一名中國橋梁建設(shè)者，他無比驕傲。
在港珠澳大橋的項(xiàng)目建設(shè)中，中鐵大橋局承建了九洲航道橋、非通航孔橋、珠澳口岸人工島連接橋，占海上橋梁段建設(shè)的1/3。復(fù)雜的海床結(jié)構(gòu)、惡劣的自然環(huán)境、超長的跨海距離每一項(xiàng)，都是巨大挑戰(zhàn)。
伶仃洋是珠江最大的喇叭形河口灣，其下有兩個(gè)深海溝。長波涌浪是最大的“攔路虎”。譚國順說，浪涌中，組合梁在吊鉤上來回晃動。一片組合梁重達(dá)2000噸，一旦掉下來，橋墩、吊船甚至施工人員都會遭受滅頂之災(zāi)！“架一片梁所花時(shí)間是平時(shí)的四五倍?！?/p>
海底，則遍布高強(qiáng)度的孤石，猶如“海底山峰”，打樁成了大難題。
“鉆孔施工中，有3個(gè)橋墩都在最后一根樁時(shí)遇到孤石，造成鉆頭無法鉆入或孔位傾斜?！敝需F大橋局九洲航道橋工區(qū)副經(jīng)理王義信稱，“800噸的浮吊在風(fēng)浪大時(shí)吊鉤左右擺動可達(dá)2米，在這種環(huán)境下作業(yè)就像‘海上繡花’，難度極大?！?/p>
26-9號樁長71米，有40米都是孤石，只能用錘頭慢慢砸，花了一個(gè)半月才打下去。
如此惡劣的環(huán)境下施工，這座橋梁的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)仍是世界最高。譚國順介紹，比如承臺、墩身在工廠里一次性預(yù)制，這是世界首次；將幾千噸的大型承臺墩身一起吊裝，埋入海床下，并與樁基精確對接，也是世界首次。
“承臺墩身安裝垂直度偏差要求控制在1/3000之內(nèi)，而以前的橋梁建設(shè)允許1/100；平面偏移要小于1厘米?！弊T國順說，“遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出英美等發(fā)達(dá)國家的橋梁標(biāo)準(zhǔn)?！?/p>
此外，大橋局建設(shè)的九洲航道橋正處在澳門機(jī)場主要航線上，在吊裝重達(dá)1168噸的“風(fēng)帆”造型上塔柱時(shí)，不能使用超高的大型吊船吊機(jī)。這談何容易？
譚國順說，經(jīng)過技術(shù)團(tuán)隊(duì)攻關(guān)，發(fā)明了一次性整體“豎轉(zhuǎn)提升”技術(shù)，也是世界首次——將上塔柱整體吊至橋面預(yù)先拼裝好的橫移滑道上，利用液壓千斤頂緩慢提升上塔柱，同時(shí)沿滑移軌道向前滑移，使其逐步豎轉(zhuǎn)。
中鐵大橋局二公司工區(qū)總工程師徐瑜回憶，其中一個(gè)“風(fēng)帆”吊裝前，他在現(xiàn)場待了3天3夜，前后沒睡足5個(gè)小時(shí)。豎轉(zhuǎn)提升一直從早8時(shí)持續(xù)到晚11時(shí)。隨著現(xiàn)場指揮一聲“提升到位”，現(xiàn)場一片歡呼，“太激動了！”這一方案的成功實(shí)施，填補(bǔ)了國內(nèi)空白。
500人團(tuán)隊(duì)孤島堅(jiān)守6年自主研發(fā)
由人體脊椎生發(fā)靈感打破國外技術(shù)壟斷
港珠澳大橋島隧工程是世界唯一深埋沉管隧道，也是世界最大沉管隧道，由33節(jié)沉管拼接而成。每節(jié)沉管長180米，重約8萬噸，體量相當(dāng)于一艘航母。
“如此大規(guī)模的沉管預(yù)制，在國內(nèi)還是第一次，在世界范圍內(nèi)也沒有多少經(jīng)驗(yàn)可供借鑒。”中交二航局港珠澳大橋島隧項(xiàng)目總工程師周光強(qiáng)說。
2010年底2011年初，中交二航局項(xiàng)目部踏上珠海外海上的一個(gè)荒島——牛頭島，開始沉管預(yù)制廠的建設(shè)。孤懸大海，沒水沒電，沉管生產(chǎn)所用的各種設(shè)備和鋼材、河沙、石料、水泥、添加劑等原材料都靠船從陸上運(yùn)來。
“我們是摸著石頭過河。”周光強(qiáng)說，為掌握世界最大沉管隧道的預(yù)制生產(chǎn)技術(shù)，他們曾到荷蘭、日本等公司考察，但對方只提供技術(shù)咨詢，核心技術(shù)保密?！爱?dāng)時(shí)團(tuán)隊(duì)上下眾志成城——一定要自主研發(fā)，為中國未來海上超級橋隧工程奠定技術(shù)基礎(chǔ)。”
沉管的混凝土好比人體的脂肪肉身，鋼筋好比骨架。由于鋼筋籠總體硬度偏軟，在沉管足尺模型試驗(yàn)段鋼筋籠頂推試驗(yàn)時(shí)，變形非常大，穩(wěn)定性差，直接影響安裝精度和預(yù)制質(zhì)量。
一時(shí)間，技術(shù)團(tuán)隊(duì)犯了難。某天，周光強(qiáng)長期伏案研究后感到后背不適，他下意識地用手扶住了腰，突然靈光乍現(xiàn)：人類因?yàn)橛辛思棺?，柔軟的身體才能站得直、坐得穩(wěn)，何不在鋼筋籠中加一道“脊椎”？由此，鋼筋籠“勁性骨架”應(yīng)運(yùn)而生。新增勁性骨架后，鋼筋籠整體硬度提升，頂推過程中可確保無位移變形。
2012年8月，周光強(qiáng)帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了國內(nèi)海底沉管預(yù)制零的突破。最終，整個(gè)鋼筋骨架用量相當(dāng)于一座埃菲爾鐵塔。
中鐵大橋院承擔(dān)了島隧工程的施工監(jiān)理。該院港珠澳大橋島隧工程總監(jiān)辦副總監(jiān)蔣偉平說，這33個(gè)堪比航空母艦的沉管，要在變幻的洋流里對接，誤差不能超過4厘米，“就如同在大風(fēng)里穿針”。
從踏上孤島，到今年9月完成16節(jié)管節(jié)預(yù)制，管理人員、技術(shù)員、一線操作工，500余人在這座島上一待就是近6年，中交二航局承擔(dān)了整個(gè)海底隧道沉管預(yù)制的近半工作量。今年42歲的周光強(qiáng)調(diào)侃在島上如同坐牢，這么多年僅回過4次重慶老家。
目前，海底隧道已成功沉放28節(jié)管節(jié)，還在繼續(xù)穿越伶仃洋，這艘巨型“航母”的完工指日可待。
