图1:“小天鹅”轻松举起70米混凝土箱梁。
图2:大桥钢管桩直径比大餐桌还大。
杭州湾跨海大桥总体设计,大直径超长钢管桩设计、制造、防腐和施工成套技术,大吨位70米预应力箱梁整体预制和强潮海域海上运输、架设技术,大吨位50米预应力箱梁整体预制和梁上运输架设技术,海洋环境下混凝土结构耐久性研究,跨海长桥全天候运行测量控制关键技术研究,杭州湾跨海大桥河工模型与桥墩局部冲刷研究,灾害天气对跨海长桥行车安全的影响研究及对策,跨海长桥建设信息化管理技术……四年半来,大桥的设想者、决策者、建设者们敢想敢说敢干,攻克了一个又一个前所未遇的难题,化艰难为坦途。
数字大桥敢为人先
困难:杭州湾跨海大桥属于典型的大型线状工程建设项目,管理人员不可能每天亲临海上施工现场,那么,他们如何及时了解海上施工现场的突发情况?杭州湾大桥工程指挥部、施工单位、监理单位分别设在杭州湾的两岸慈溪和嘉兴,两边指挥部间的陆路距离有100多公里,它们之间如何进行信息传递,如何异地开会?
对策:开发启用杭州湾跨海大桥管理信息系统,包括无线视频监控系统、电视会议系统、信息发布平台、工程数据管理系统、工程可视化信息系统、工程投资管理系统、GPS施工船舶定位系统和指挥部办公自动化(OA)系统。
成果:视频监控系统使管理人员在办公室内就可以实时了解施工现场的情况,为事件处理提供依据。电视会议系统使异地开会成为可能,大大节省了交通成本,明显提高了工作效率。工程信息发布平台成为工程指挥部与各施工单位、监理单位进行信息交流的重要渠道。
“定海神针”一气呵成
困难:杭州湾跨海大桥钢管桩总量5474根,桩径1.5米到1.6米,桩长71米到88米,必须在陆上一次成型并完成整体加工。但是1.6米的直径,比吃饭的大餐桌还大;88米的长度,竖起来几乎有30层楼高。要制作这么一个庞然大物,一次成型谈何容易。
对策:整桩螺旋焊卷制作技术解决了这一难题。这种螺旋焊卷工艺,形象地说,就像军人打裹腿一样,一圈一圈往上卷。钢管桩要深入海底,防腐技术又是一大关键。国外的通常做法是加厚管壁。工程技术人员经过无数次的研究、实践,最后采用三层熔结环氧粉末涂装防腐技术。
成果:这一创新直接节约资金4.5亿元。大直径超长钢管桩设计、制造、防腐、施工成套技术在我国桥梁建造史上尚无先例,其中多项技术获得了国家专利,将对我国跨海大桥的设计和施工产生深远的影响。
小小“天鹅”举重若轻
困难:杭州湾跨海大桥70米混凝土箱梁号称“中华梁王”。它长70米、宽16米、高4米,单片梁重2200吨,整座大桥需用540片,铺设长度18.27公里,占大桥全长的一半。如何把它们从预制场运到运梁码头,并架到桥墩上去?
对策:中铁大桥局对“中华梁王”的制作全部采用一次灌注方法。为了将“中华梁王”运到施工现场,中铁大桥局研制了2台滑动横移台车,还配置了能保证箱梁四点均衡受力的千斤顶,确保梁体在运输时不会受扭破坏。同时,斥资2.6亿元研制了两条船,一条是起吊能力为2500吨的“小天鹅号”双体自航中心起吊运架船;另一条是起吊能力3000吨的“天一号”单体自航中心起吊运架船。
成果:这项独特的梁体运输技术获得了国家实用新型专用技术。“天一号”居亚洲同类吊船第一位,“小天鹅号”还获得了国家科技进步二等奖。这两条重量级的专用船的研制成功,提升了中国造桥业的整体水平。
“抹”平坎坷成大道
困难: “中华梁王”顶面面积达1100平方米,箱梁的顶面就是桥面,要让这比两个篮球场还大的面积做到平整并有2%的横坡度,可不是件容易的事。
对策:为此特地研制了“大跨度桥面振动提浆机”,以取代人工操作。这台设备本身就像一座桥,跨度17米,横跨在16米宽的箱梁上,下部的轮子挨着轨道,可以前后移动。两根角钢紧贴着刚浇好的箱梁,利用每秒1000次以上的高频振动,一边平整梁面,一边将水泥浆提到表面,使箱梁的顶部平滑光洁。
成果:使用传统人工抹平工艺,需要十几个工人同时作业;大跨度桥面振动提浆机的应用则只要一个操作司机加上两个监护员,工效提高五倍以上,而且质量也大幅提高,桥面平整度和坡度的控制,达到了国内领先水平。
自创“平台”省人省力
困难:张拉钢筋是70米箱梁预制中关键的工艺,作为箱梁“骨架”的钢筋一旦没有张拉好,内空高达4米、宽16米、有830立方米混凝土的箱梁就会从中间“折断”。当时工期要求预制场地每个月要至少供应30片箱梁,但整个场地只有8个预制台座、4套模板,按照4天1片梁的平均速度,一旦遇到雨天,任务就很难完成。
对策:李向东、高华锋、关涛等几个工人组成的“科研小组”用扎钢筋的巧手自制了一张钢筋张拉平台。
成果:这项创新,让张拉钢筋这项工作从原来的纯手工作业向“机械化”迈进,而且满足了全天候作业的要求,每个作业点的人数也从原来的至少4人变成最多2人。
梁上架梁惊羡世界
困难:36公里长的杭州湾跨海大桥有10.48公里位于南岸的滩涂区。大桥工程指挥部决定采用每跨50米整体箱梁“梁上运梁架梁”的最佳方案,解决滩涂区架梁的世界难题。但能架设杭州湾跨海大桥1430吨的50米箱梁的设备,国内外还是空白。
对策:按照意大利DEAL公司的经验,架桥机组装时间至少要100天,而且要有工厂化的作业条件,必须有4台70吨吊车配合才能完成。可是,杭州湾施工现场达不到工厂化组装的条件,资源配置也不完全具备,当最后一批构件运到工地时,距“7·28”架梁的里程碑工期已不足60天。为了确保按计划架梁,在中意双方的共同努力下,从连接架桥机的第一颗螺栓到整机调试成功,只用了短短的39天。记者黄剑跃/文 龚国荣/摄
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