“世界第一橋”——杭州灣跨海大橋最新科技進(jìn)展
從飛機(jī)上鳥(niǎo)瞰,在錢(qián)江潮奇觀的杭州灣上,呈S型蜿蜒的“世界第一跨海大橋”似巨龍臥波。
這座投資百億、連接寧波與上海的跨海大橋,至少有兩項(xiàng)紀(jì)錄值得載入世界橋梁建設(shè)史:全長(zhǎng)36公里,是目前世界上最長(zhǎng)的跨海大橋,也是世界上建造難度最大的跨海大橋之一。
惟有掌握核心技術(shù),方能保持橋梁建設(shè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力
在杭州灣架設(shè)大橋,曾被不少專家視作天方夜譚。甚至在大橋可行性報(bào)告咨詢會(huì)上,仍有專家直言:“我看要研究的不是可行性報(bào)告,而是不可行性報(bào)告。”
這位專家的意見(jiàn)不無(wú)道理。當(dāng)時(shí)要建這樣的大橋,我國(guó)“無(wú)橋型方案、無(wú)造橋設(shè)備、無(wú)具備經(jīng)驗(yàn)的施工隊(duì)伍和無(wú)技術(shù)規(guī)范”。
杭州灣是世界三大強(qiáng)潮海灣之一,風(fēng)大浪急,流向多變,施工船只難以停穩(wěn),海上可作業(yè)時(shí)間全年不超過(guò)180天;強(qiáng)潮和海水對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的腐蝕性;10公里寬的灘涂下面,埋藏著一窩窩的淺層天然氣,施工極其危險(xiǎn)。
聽(tīng)說(shuō)中國(guó)要建杭州灣跨海大橋,許多外國(guó)公司都想分一杯“羹”,其中包括美國(guó)3家橋梁建設(shè)領(lǐng)域的“百年老店”。2002年在美國(guó)曼哈頓舉行的咨詢會(huì)上,這3家“老字號(hào)”的頂尖人物齊聚一堂,志在必得??墒牵?dāng)中方把建橋遇到的淺層天然氣等幾個(gè)難題擺上桌面時(shí),這些美國(guó)專家皺起了眉頭。
“很抱歉,我們從沒(méi)遇到過(guò)這樣的難題。不過(guò),如果杭州灣大橋交給我們做,相信會(huì)有解決的辦法?!币魂嚦聊?,美國(guó)人丟下這樣一句話。
完全依賴外國(guó)人,由他們負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、施工和管理,或許是條捷徑。但寧波市的決策者經(jīng)過(guò)慎重考慮,決定自己干。“我們要借這個(gè)項(xiàng)目為中國(guó)的大型跨海橋梁建設(shè)闖出一條新路。”大橋指揮部總指揮王勇告訴記者,只有自己建設(shè)特大型跨海大橋,才能擁有自己的核心技術(shù)和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),才能使我國(guó)的橋梁建設(shè)事業(yè)保持旺盛的生命力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。
科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新精神鑄就國(guó)際金牌
建設(shè)世界第一橋,僅靠志氣是不夠的,更要有科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新精神。長(zhǎng)達(dá)10年鍥而不舍的前期勘探、140個(gè)專題的科學(xué)論證,讓指揮部徹底摸清了杭州灣的“脾氣”和“性格”。
指揮部面向全國(guó)征集杭州灣大橋施工組織和橋型方案時(shí),在國(guó)內(nèi)首次采用了以施工單位為主,由他們邀請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)單位組成聯(lián)合體投標(biāo)的模式。
既然海上難以施工,就盡量減少海上作業(yè)時(shí)間,變海上施工為陸上施工。形象地說(shuō),就是把組成一座橋梁的樁基、橋墩和箱梁等看成一塊塊積木,這些積木先在陸地上的工廠做好,再用大型機(jī)械設(shè)備運(yùn)到海上搭。
既然腐蝕性大,就在一般混凝土材料中,摻入大量的粉煤灰和磨細(xì)礦渣粉,制成具有高密實(shí)性的特種混凝土,不但可煉就大橋100年設(shè)計(jì)要求的“金剛不壞身”,而且為國(guó)際海洋環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)耐腐蝕研究提供了范本。
大橋選用的鋼管樁,樁徑1.5米到1.6米,樁長(zhǎng)71米到88米。此前國(guó)內(nèi)工程應(yīng)用最大長(zhǎng)度不超過(guò)80米,并且都是先制成一段一段,再到海上現(xiàn)場(chǎng)接樁。但是,根據(jù)杭州灣海域特定的作業(yè)環(huán)境,不可能在海上現(xiàn)場(chǎng)接樁,必須在陸上一次成型完成整體加工。
1.6米的直徑,比吃飯的大餐桌還大;88米的長(zhǎng)度,豎起來(lái)幾乎有30層樓高。要制作這么一個(gè)龐然大物,科技人員無(wú)數(shù)次研究、試驗(yàn)后,采用整樁螺旋焊卷制作技術(shù),解決了這一難題。這種螺旋焊卷工藝,就像軍人打裹腿一樣,一圈一圈往上卷。
他們攻克的第一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),是將水泥箱梁的“抓舉”紀(jì)錄從900噸提高到1430噸。箱梁是一種橋面板,每片50米長(zhǎng),1430噸重。灘涂區(qū)吊車(chē)和吊船都沒(méi)法用,現(xiàn)澆施工也行不通,惟有梁上架梁,即利用架梁機(jī)沿著已有橋面往前架設(shè)新的箱梁,使大橋橋面由陸地向無(wú)法吊裝施工的灘涂延伸。
此前,世界上采用這種方式架梁的最大重量是900噸,現(xiàn)在一下子要提高到1430噸。浙江大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、西南交大的數(shù)十位專家開(kāi)展了15個(gè)課題的技術(shù)攻關(guān),意大利DEAL公司和德國(guó)索埃樂(lè)公司提供了技術(shù)支持,中國(guó)陜西建設(shè)機(jī)械公司、貴州輪胎廠等也加入了“會(huì)戰(zhàn)”行列。去年7月28日,在有640只輪胎、被稱為“千腳蜈蚣”的運(yùn)梁車(chē)和毛蟲(chóng)般爬行的架梁機(jī)等五大設(shè)備的配合下,箱梁穩(wěn)穩(wěn)地安放在兩個(gè)橋墩上,意大利專家稱贊“杭州灣創(chuàng)造了世界速度的奇跡!”
“洋專家”聯(lián)袂“土專家”,人人都是自主創(chuàng)新者
在整個(gè)杭州灣大橋工地,群眾性的技術(shù)創(chuàng)新蔚然成風(fēng)。
中鐵四局在混凝土預(yù)制過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)表面難免會(huì)出現(xiàn)砂眼和裂紋,既影響外觀,又降低了抗海水侵蝕能力。經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)踐,采用透水模板布覆蓋的辦法。使用后證明,用了這種工藝的澆注件,色澤更加均勻,表面更加致密,無(wú)砂眼、氣泡、水線等瑕疵。
大型混凝土預(yù)制件早期收縮裂縫,一直是橋梁界的世界性難題。中鐵大橋局在70米箱梁生產(chǎn)過(guò)程中,提出低強(qiáng)早期張拉工藝,在預(yù)制件澆注兩三天后,趁尚未達(dá)到最大強(qiáng)度時(shí),通過(guò)張拉產(chǎn)生反作用力,擠壓預(yù)制件,從而達(dá)到防止裂縫的效果。
800噸箱梁搬運(yùn)機(jī),輪胎直徑1.6米,可抵人高,其無(wú)內(nèi)胎,使用時(shí)加氣加水。意大利公司的技術(shù)人員操作,裝好全部輪胎需15天?!耙粋€(gè)輪胎要這么久?”中鐵的工人對(duì)“洋技術(shù)”起了疑問(wèn)。眾人開(kāi)動(dòng)腦筋,改造“洋技術(shù)”,原定15天的工作量,4天便從容完成。洋專家豎指稱贊:“了不起!”
“全年競(jìng)賽第一名者獎(jiǎng)50萬(wàn)元,季度第一名獎(jiǎng)10萬(wàn)元。”大橋指揮部成立立功競(jìng)賽組委會(huì),重獎(jiǎng)功臣。杭州灣大橋是全國(guó)總工會(huì)繼三峽工程、青藏鐵路工程之后,第三個(gè)展開(kāi)立功競(jìng)賽活動(dòng)的重點(diǎn)工程?!靶“l(fā)明小創(chuàng)造也有獎(jiǎng)?!?4個(gè)參建單位6000多名建設(shè)者暗自比武,兩年來(lái)創(chuàng)新250多項(xiàng)科技成果,累計(jì)節(jié)約施工成本近1億元。
大橋開(kāi)工3年來(lái),先后經(jīng)受了“海棠”、“麥莎”、“泰利”、“彩蝶”、“卡努”等10多次臺(tái)風(fēng)和天文大潮的考驗(yàn)。大橋指揮部副總指揮金建明告訴記者,到目前為止,大橋已累計(jì)完成總投資的55%,沒(méi)出過(guò)一起安全事故和人員重傷死亡。
大橋有望在2008年提前竣工。
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