第A04版:区域建设

穿云跨海 在伶仃洋上“智造”深中大桥

今年7月,超级工程深中通道开通运营,据监测数据显示,首月车流总量达300万车次,单小时最高峰超过8000车次,成为当之无愧的“湾区新顶流”。

深中通道是全球首个集“桥、岛、隧、水下互通”于一体的超级跨海集群工程,构建起了粤港澳大湾区的重要交通脊梁。中交二航局参建的深中大桥作为这座超级工程最吸睛的部分之一,创下5项世界之最:世界最大跨径全离岸海中钢箱梁悬索桥——主跨1666米;世界最高通航净空高度——76.5米;世界最大海中锚碇——单个总重100万吨;世界桥梁最高颤振临界风速——每秒88米;世界最大体量钢桥面热拌环氧沥青铺装——37.88万平方米。每项世界之最,都凝聚着中交二航局建设者的汗水与智慧。

将百万吨“秤砣”稳稳扎入海底

深中大桥主跨1666米,是世界最大跨径全离岸海中钢箱梁悬索桥。大桥东西两侧两块各重100万吨的锚碇,犹如两块巨大的“秤砣”,稳稳地扎入海底,是大跨径悬索桥的重要受力结构。

“深中大桥两块百万吨重的锚碇,是目前世界上最大体量的海中锚碇。它们就像是拔河比赛时队尾的那两个人,靠体重‘拽’住大桥主缆,承受桥梁和车辆的重量。”二航局深中通道项目副经理廖文龙解释道。

施工处海底的流塑状淤泥深厚,船行波又对钢平台造成巨大冲击,让锚碇稳稳地扎进海底并非易事。若采取海中大开挖作业,势必对海洋生态造成不利影响;搭设钢平台施工作业,又可能会让锚碇的可靠性得不到保障……经过反复计算论证,项目团队提出了“围堰筑岛+地连墙”的方案:在海上施沉钢管桩形成围堰,然后在围堰内吹填中粗砂挤出海水,从而形成干施工环境。

“然而,在海床的淤泥上直接施沉钢管桩,就像在豆腐脑上插筷子,精度和稳定性都难以控制。”廖文龙说。经过多次讨论,项目部决定先排出海底淤泥中的水,固结淤泥层改变地质条件,再进行围堰施工。项目团队在围堰中心点200米直径范围内,对海床面2米以下深度的地层进行开挖清理作业,并抛填砂石垫层。紧接着,插板船连续半个月在围堰内作业,插打下6万个塑料排水板。这些每个高达25米的排水板深入到海底淤泥中,与砂石垫层形成完整的排水通道。在砂石垫层加载作用下,淤泥中的海水通过排水板向外排送。

随着海水排出,海底“豆腐脑”质淤泥地层终于变成坚固的地基,为钢管桩施沉提供了有利的作业环境。“解决了关键难题,后续连墙成槽、锚碇填芯浇筑等施工势如破竹。”廖文龙自豪地说。2018年11月29日,围堰钢管桩成功合龙,随后项目部在围堰内进行吹填砂并展开场地硬化,迅速形成海上陆地。后续锚碇地连墙等一系列构筑物就有了陆地般的施工条件。2021年12月,深中大桥两个锚碇完工,至此巨型“秤砣”稳稳地扎在海床之上。

“竖向移动工厂”革新桥塔工艺

广州南沙港是世界最繁忙的港口之一。深中大桥桥塔建在主航道上,为不影响港口通航,按照设计要求,深中大桥要建设270米高的超高主塔,其中通航净空高度达76.5米。

面对高温高盐高腐蚀性和高空作业环境、台风频发、钢筋用量大等诸多难题,国内常见的传统工艺如液压爬模施工已明显不适用,其在爬升速度及混凝土养护等方面难以达到要求。项目团队从自动造楼机上找到灵感,经过实地考察,最终提出使用一体化智能筑塔机的建设方案。“我们要将高空现场打造为‘竖向移动工厂’,研发一种集钢筋部品安装、混凝土布料、振捣、养护、智能监控等于一体的可移动设备。”二航局深中通道项目总工程师肖文福说。

塔柱断面为八边形截面,随着高度爬升逐渐变小、倾斜。“最大难点在于筑塔机要适应断面变化,试验阶段我们发现大约在79米高度位置塔柱出现一段约170度的折线,如果持续爬升筑塔机就会因无法适应而被卡住。”二航局筑塔机研发团队负责人李拔周说。为此,研发人员对爬升机构和模板系统进行多次调整,新增可调装置和模板悬挂系统,针对塔柱不同高度位置的不同线型可以灵活调整。

无数次推倒重来,数不清的研讨,图纸堆成小山……前后历经半年,全国首台一体化智能筑塔机顺利投入使用。

“这个筑塔机不但保证了高空施工人员的安全,而且布料、振捣、养护都实现了自动化,还配备卫生间、休息区和遮风挡雨的伸缩平台,非常‘高大上’!”在一线工作了近30年的工人谢芝安说。

有了这项“神器”,深中大桥塔柱施工速度最高可达每天1.2米,减少高空操作人员近60%,为桥梁超高索塔的建造带来革命性的转型升级。

“风中穿线”控制精度5毫米内

站在岸边遥望,深中大桥的两根主缆从东锚碇抛出,跃过东主塔塔顶,跨过1666米宽阔水域和西主塔,最终与西锚碇连接,将大桥稳稳地固定在海面上。

时任二航局深中通道项目副经理张平喜欢拍照,手机相册里存满大桥建设过程照片,大桥各项数据早已烂熟于心:单根主缆重1.7万吨,由199根索股组成,每根索股又由127丝直径6毫米的镀锌铝钢丝组成,所有钢丝总长度之和能绕地球4圈,每根主缆缆力超10万吨,能同时承受2艘“辽宁号”航母的重量。

然而,要将每根1.7万吨的主缆搬至270米高空并非易事,它对牵引、入鞍和张拉设备提出更高要求,更加大了索股层距、线形控制的难度。

“第一根索股架设完成后,后续索股都要以它为基准牵引调位。199根索股最终要紧紧抱成团,形成直径约1米的主缆。”张平说。当时架设主缆时正值珠江汛期及台风多发频发期,海上大风让索股摇晃得无法精确测量,项目部团队通过“V”型保持器和自主研发的索股抑振装置降低了风的影响,有效保证了索股调索精度。

“经过对每根钢丝的位置和气温反复测量,项目团队把握了主缆钢丝变化规律,将架设精度控制在2毫米内。”张平说。

(通讯员 陈之玮 王鑫洲 杜才良)

2024-09-05 2 2 建筑时报 content_26927.html 1 3 穿云跨海 在伶仃洋上“智造”深中大桥 /enpproperty-->