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中国大桥穿越“东方百慕大”

2019-12-01 22:04:08      访问量:4434

资料来源:新华日报

平潭海峡公铁大桥是“世界上最难修建的”,连接得很好。

图为9月21日平潭海峡公铁大桥古玉门水道大桥钢桁梁吊装。新华社记者林善川

这里的暴风雨水域和百慕大群岛和好望角一样有名。它们是世界三大风暴之一,每年风力超过300天,强度为6级。

这里没有风,有浪。流速相当于长江中下游的洪峰,潮差可达7米。

岛屿分散在这里,地质复杂,坚硬如铁的光滑岩石是打桩机和桥墩建造者的噩梦。

9月25日,被桥梁专家称为“世界上最难建造”的平潭海峡铁路桥成功竣工。它是世界上最长的跨海公路和铁路桥,中国建筑者再次书写了世界桥梁史上的传奇。

坚持、创新和突破:中国第一次建造了海峡两岸的两用桥梁。六年的磨刀终于把“不可能”变成了人们面前的一个超级项目。

特大桥突破“禁区”

平潭海峡公铁大桥建设前,王东辉做了充分的准备,核对了数据,查看了现场,钻了海底。这是几年来反复准备的。但是当2013年开始建设时,他发现在平潭海峡建一座桥仍然比预期的困难得多。

“海底有许多直径在2米到10米之间的巨石,这是早期钻井所找不到的。这些巨石非常坚硬,密集堆积。当钢壳的底部开口与巨石接触时,它会卷曲、下垂并变得不稳定。一旦钻头松开,它就会像站在一堆鹅卵石上的人一样滑动。”王东辉说。

王东辉是中国铁路桥梁局的桥梁工程师。自1992年大学毕业以来,他一直在处理铁路桥。他也是较早参与平潭大桥的建设者之一。目前,他是大桥项目部的总工程师。

平潭海峡公铁大桥是福州至平潭铁路的控制性工程,也是“十三五”时期京台高速铁路的前期工程。这座桥从福州长乐区松下镇开始,经过四个小岛“台阶”,最终到达平潭岛,全长16.34公里。

“大桥所在的台湾海峡是世界三大风暴之一,环境复杂。福建阜平铁路公司阜平总部指挥官刘志军说:“风大,浪高,流快,岩石坚硬,波浪力是长江等内河的10倍以上,全年有300多天六级以上的大风。”。由于施工条件恶劣,有效作业时间短,施工难度大,业内视此为“桥梁建设禁区”。

长期从事水下考古研究的福州考古队成员蔡希鹏表示,平潭海峡位于古代海上丝绸之路的主干道上。它是福建乃至全国分布最密集的水下遗迹,内涵丰富,文化特征相对清晰。专家确认这里有10多处水下文化遗迹。

"每个桥梁建设都有自己的困难,但是平潭海峡铁路桥把这些困难结合在一起."桥梁项目部执行副经理肖世波说。2015年5月,他从港珠澳大桥项目搬到平潭。出乎意料的是,他发现新项目比港珠澳大桥更难施工。

“首先是钻头如何钻穿如此坚硬的岩石。它必须穿透超过40米的岩石,仍然有巨石和倾斜的岩石。基础完成后,围堰施工面临波浪力问题。这里的海水流速相当于洪峰时期长江中下游的流速。我们将把围堰一个接一个地放入水中,并在里面建造它们。”肖世波说,这些问题解决后,我们在上层建筑施工中仍将面临常年大风的问题。

新项目很快给了萧世波一个“决斗”。2015年8月,台风“苏德罗”伴有15级强风咆哮。新钻的孔在钻孔后由于大浪的冲击而坍塌。最后,只需几个月的时间就可以处理掉的钢套管,并对海底灌浆加固的地层重新钻孔。

肖世波说,自从进入平潭海峡公铁大桥项目以来,他每天都面临着类似的问题。他的日常工作是遇到并解决问题。

“磨剑六年”,桥诞生了

在平潭海峡公铁大桥的桥面上,一个阳光明媚的日子突然开始下阵雨。

“放心,雨应该会下一会儿。我们已经看到了预测。上午9点前天气很好,是建筑工作的好时机。”萧世波打电话给记者暂时躲避一下。

面对“建桥禁区”的考验,只有创新才能突破。监测风浪的技术创新是建设者们开发的“独特技能”。

“在摸索之初,钢桩和围堰都做好了,我的设备也到位了,但是天气不好。通常第一次等待超过十天或一个月,最长的等待甚至长达两个月,没有建筑窗户。”肖世波说,海峡的天气与陆地不同,天气经常变化。为了了解桥址附近风浪的“脾气”,中国铁路桥局专门建立了“复杂海洋环境下风浪探测技术研究”,并开发了一套预报监测平台。

“我们在全桥安装了47台风速计和3台波长计,监测数据传回武汉桥梁学院数据处理中心进行分析,并结合平潭海域波浪天气公众预报进行神经相关。”王东辉表示,该系统可以在3-7天内预报桥址的风浪,并能准确预报混凝土桥墩,从而成为帮助工程建设利用东风的“诸葛孔明”。

经过初步探索,施工人员找到了限制强风、大浪、坚硬岩石和急流等施工条件的方法:一方面,尽量减少现场作业和预制构件;另一方面,创新的挡风板技术将增加运行时间。同时,研发新设备,提高打桩、吊装等现场施工水平。

“事实证明,我们建造了一个80米洞的钢梁,主要是在现场组装的,可能需要一个月的时间来建造。现在它可以直接从工厂预制,然后运输,安装过程可以减少到只有五个小时。”萧世波说道。

创新是由链接联系在一起的。平潭海峡公路桥首次采用跨度为80米和88米的全焊接钢桁架组合梁结构。为了便于吊装,建筑者专门建造了“海鸥桥”。

“这种船用双臂起重机的最大起重重量为3600吨。主吊钩的提升高度为110米,排水量近27,000吨,相当于一艘小型航空母舰。”王东辉说,“海鸥”目前在中国的身高和体重排名第一。在现场吊装的140,000吨钢梁中,有101,000吨是由这只“海鸥”架设的。

“直径4.9米的钻孔灌注桩基础是世界上桩径最大的桥梁工程桩。该桥钢结构总消耗量为124万吨,混凝土消耗量为294万吨,是目前国内外最高的。”刘志军说道。

在长达六年的桥梁建设过程中,建设者们突破了一个又一个难点:海峡环境下桥梁深水基础施工技术的研究、频繁强风环境下的高塔施工技术、钢桁架梁整体焊接施工技术、海峡桥梁安全运营保障技术都填补了国内空白。

新中国70年:“桥梁”的变迁

25日上午,平潭海峡公铁大桥正式关闭并竣工,中国桥梁建设者完成了另一个世界最高峰,他们兴奋地升起五星红旗,准备向即将到来的新中国成立70周年献礼。

在过去的70年里,桥梁的发展史是中国发展的缩影

1955年,武汉长江大桥开始施工,竣工后被称为“万里长江第一大桥”。

1968年,中国独立设计建造的长江第一座双层公路铁路桥南京长江大桥竣工。人们称这座历史悠久的桥为“大桥”。

1982年,亚洲跨度最大的桥梁——济南黄河大桥竣工。

1999年,中国第一座主跨1000米的桥梁江阴长江公路大桥竣工。

2018年,世界上最长的跨海大桥——港珠澳大桥通车。

……

在上个世纪,这座桥的建造据说“在20世纪70年代着眼于欧洲和美国,在90年代着眼于日本”。进入新世纪,中国桥梁建设的迅速崛起给世界留下了深刻的印象。

“我是2003年毕业的。当时,平潭的这座桥根本无法修建。”肖世波说,这座桥不仅是连接两地、改善交通的物理通道,也是国家综合实力的展示。

平潭海峡公铁大桥预计将于2020年全面通车。上层为设计时速100公里的六车道高速公路,下层为设计时速200公里的双车道一级铁路。这是新建福州至平潭铁路和长乐至平潭高速公路的重点控制项目,为中国东南沿海的发展开辟了一条新的动脉。

资本实力、设备制造水平、材料科学水平和施工技术水平的结合决定了桥梁制造的国家能力肖世波说,“原来我们的钻孔桩直径是2米,直径达到2.5米已经很了不起了。现在我们可以钻到4.9米。最初制造了10堆,但现在解决了一堆。该设备过去是小型冲击钻机和旋转钻机,但现在也非常先进。”

近年来,在大河、高山、深谷和岛屿海峡,中国不断创造桥梁建设的新世界纪录:世界上第一座高桥、世界上第一座长桥和世界上最大跨度的公共铁路悬索桥……仅举几个例子。

随着综合桥梁建设能力的不断提高,中国也走向了世界。美国旧金山的奥克兰海湾大桥、马来西亚的槟榔屿二桥、东南亚最长的跨海大桥、多瑙河的泽蒙-博尔扎大桥和撒哈拉以南非洲最大的斜拉桥甘邦桥,都凝聚了中国建设者的智慧和汗水。

肖世波说,平潭海峡公铁大桥建成六年来,建设者们已经在海峡环境中固化了大桥的整个施工组织、技术方案和工艺。这意味着在未来,海峡环境中的桥梁修复将会有很好的指导和经验。

"最长、最高、最快,我们希望完成中国桥梁建设的下一个飞跃."他说。(记者邹文生、孟赵丽、泰小安)

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