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工人日报 2017年07月14日 星期一

一桥飞架伶仃洋,在云卷云舒的海天之间,一道风景线由此诞生

【创关注】港珠澳大桥,说说那些科创故事

本报记者 刘友婷
《工人日报》(2017年07月14日 06版)

7月7日上午,举世瞩目的港珠澳大桥传来了新的捷报:大桥海底隧道贯通,也标志着大桥主体工程顺利贯通。

作为世界级的超大工程,全长55公里的港珠澳大桥体现了“六个最”:世界总体跨度最长、钢结构桥体最长、海底沉管隧道最长的跨海大桥,也是世界公路建设史上技术最复杂、施工难度最大、工程规模最庞大的桥梁。

来自全国各地的桥梁建设者,近8年的时间里,用智慧与汗水换来今日的卧龙海中相会。

海上沙漠变身耀眼明珠

2011年5月,伶仃洋上烈日灼灼。在宽阔的海域上,东西人工岛的深海筑岛工程正紧锣密鼓地进行。

衔接海上桥梁和海底隧道的东西两岛是整体工程中的关键部分之一,不仅是交通“节点”,也是工程“节点”。

人工岛施工难度大,技术要求高。东西人工岛由120个钢圆桶围成岛壁结构,采用世界首创的激震力达4000吨的8台液压振动锤将巨型钢桶“敲”进30多米深海底的不透水黏土层,形成岛壁止水结构,回填砂形成陆域并进行岛内软基处理。钢圆筒设计与施工是人工岛工程的关键性技术,单体重约500吨,其高度根据海床地质情况分别为40至50米不等,是世界上体量最大的钢圆筒结构。

2011年4月12日,从美国发出的21个集装箱陆续到达上海振华重工现场,振沉班组用10天就完成了八锤联动的振沉系统的整体组装。4月23日,振沉系统空载试振一次成功,比预计时间缩短了整整一个月。

2011年5月15日,在伶仃洋的万顷碧波中,建设者们打设了西人工岛首个钢圆筒。振沉对精确度的要求极高,目前世界上四锤联动都罕见,而筑岛工程选定的是八锤联动方案。为确保精确度,施工单位研发了一套“钢圆筒振沉定位管理系统”。

从第一个钢圆筒的成功打设,到2011年12月7日东人工岛最后一个钢圆筒振沉完毕,两个长约625米、面积约10万平方米的人工岛,仅用207天就完成了岛体成岛。建设者刘宇光见证了“当年动工、当年成岛”的奇迹,也记着人工岛最初的样子。“岛上当时什么也没有,就是一片‘海上沙漠’。如今,两座离岸人工岛成为伶仃洋上最耀眼的明珠。”

与传统方法相比,东西人工岛采用的创新工艺让工效提高了近5倍,港珠澳大桥东西人工岛也成为我国迄今为止建设速度最快的离岸人工岛工程。

沉管隧道实现“滴水不漏”

2017年5月上旬,港珠澳大桥迎来海底沉管隧道最终接头的安装,沉管预制厂也宣告自己的历史使命基本完成。过去5年多时间里,这座从乱石堆上建起来的超级工厂,成功预制了33节巨型沉管隧道。

“最值得自豪的,是我们浇筑的100万立方米混凝土,没有出现一条裂缝。”中交港珠澳大桥岛隧工程项目三工区一分区项目副经理张洪感慨地说:“我们做了世界上唯一一条不漏水的沉管隧道!”

港珠澳大桥沉管隧道长达6700米,是我国建设的规模最大的公路沉管隧道和世界罕见的深埋沉管隧道,其中海底沉管段长达5664米,由33节管节和1个最终接头组成。建这样一条沉管隧道,沉管管节预制是第一步。

沉管隧道标准管节长约180米,重约8万吨,由8个管段组成,每个管段长22.5米,全部采用两孔一管廊截面形式,宽37.95米,高11.4米,管壁厚度达到1.5米……一串串关键数字,注定了制造沉管将是一个世界级的难题。

“对于海底隧道来说,防水是沉管的生命线!”张洪说,为了打造33节能保证120年不被海水中氯离子渗透腐蚀的“滴水不漏”的沉管,他们在国内首次采用工厂流水线预制工艺预制沉管管节。

打造一节沉管,要经过钢筋加工、钢筋绑扎和混凝土浇筑3个程序。

钢筋根据弯曲、笔直等形状进行分类加工后,被送至钢筋捆绑区。据介绍,沉管预制厂要加工330余种钢筋半成品,加工后的主筋、箍筋、拉钩筋长度误差范围控制在3毫米内;绑扎台上,绑扎间距偏差小于1厘米;钢筋绑扎过程中,间距和保护层厚度精度控制以毫米级来计算。“骨架”搭好后,将进行填充“血肉”,即混凝土浇筑。

为保证混凝土的高强度和耐久性,施工单位通过对搅拌站的升级改造,实现了对料仓、配料机、拌合楼、输送车辆和管道全方位的温度控制。为防止混凝土出现空隙,施工人员利用人工振捣和机械振捣相结合的方式,严格控制振捣时间、间距,剪力键、内模倒角、钢端壳、预埋件等特殊部位加密振捣间距。

从2012年5月7日管节预制启动,到2016年12月26日完成全部28节直线段管节和5个曲线段管节,预制厂内的两条生产线历经4年半的时间,创造了百万方混凝土现浇无裂缝的奇迹。

3000吨重“海豚”轻盈“起跳”

港珠澳大桥主体桥梁工程长约22.9公里,包括青州桥、江海桥、九洲桥三座通航孔桥和约20公里非通航孔桥。大桥主体工程桥梁上部结构用钢量达42万吨,相当于60座埃菲尔铁塔或10座鸟巢。

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。

江海直达船航道桥“海豚”形钢索塔,恰似一头跃出海面的海豚,是大桥整个工程中最重的钢索塔,长106米、重2800吨,由512个轮子组成的集控组合模块车滚装上船,然后再进行海上吊装。

“如此的庞然大物整体制造、整体运输、整体吊装在世界上尚属首例。”来自广东长大公司、负责吊装的CB04标段工程部部长荣国介绍,吊装这一庞然大物,首先考验的是焊接工艺。起重机与“海豚塔”的衔接必须依赖一些专门设计的吊具,这些吊具由高强度材料制成,但在某些连接点上,必须使用焊接。“要吊装近3000吨的重量,意味着针对吊具的焊接工艺必须达到国际领先水平。”

2016年6月2日,伶仃洋面,第三只巨型“海豚”凌空跃起,在宁静的海天间尤显动感。这灵巧“一跃”,意味着国内首座三钢塔斜拉桥——港珠澳大桥江海直达船航道桥三座钢塔吊装顺利完成。

如今,伶仃洋上青州航道桥“中国结”熠熠生辉,江海直达船航道桥“海豚”塔栩栩如生,九洲航道桥“风帆”塔扬帆矗立。港珠澳大桥似长虹卧波,蛟龙出水,在云卷云舒的海天之间,形成了一道亮丽风景。

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