閩人智慧 | 世界最長公鐵兩用大橋在這里建成

風口造橋、海中鑿洞，讓不可能成為可能

世界最長公鐵兩用大橋在這里建成

　　這里的驚濤駭浪，與百慕大、好望角齊名，是世界三大風暴海域之一，6級大風天一年中超過300天；

　　這里無風也起浪，水流速度相當于長江中下游洪峰，潮差最高超過7米；

　　這里小島棋布、地質復雜，堅硬如鐵的光板巖石是打樁建墩者的噩夢；

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　　這里，是被稱作“建橋禁區(qū)”的世界著名風口——平潭海峽，風大、浪高、流急、巖硬。

　　但自2013年起，7年時間，一座世界上最長的跨海公鐵兩用大橋卻在此拔地而起。

　　它，就是平潭海峽公鐵大橋。

狂風巨浪之下練就“絕技”

　　平潭海峽公鐵兩用大橋，是福州至平潭鐵路和長樂至平潭高速公路，采用合建方式，共同跨越海壇海峽北口的公鐵兩用橋梁，是世界最長也是我國第一座公鐵兩用跨海大橋。

　　平潭海峽公鐵兩用大橋全長16.34公里，全橋鋼結構用量124萬噸，混凝土用量294萬方，其用鋼量和混凝土總方量均是迄今為止國內外橋梁之最。

　　橋址所處臺灣海峽海域環(huán)境復雜，建設條件惡劣，施工難度極大，大橋被橋梁界公認是世界上建設難度最大的橋梁，堪稱“超級橋梁工程”。

　　平潭海峽“盛產”大風。風高浪涌，平潭海峽海域的波浪力是長江等內河的10倍以上，全年6級以上大風天超過300天，而根據規(guī)范要求，大于6級風現場起重吊裝是不能作業(yè)的。

　　有時浪高5米，剛打好的鋼管樁，第二天早上再看時，都被沖歪了。

　　又因為平潭是海島，所有的材料都要通過海運，風一大船就停了，對物流組織影響非常大。

　　2015年8月，臺風“蘇迪羅”攜帶15級大風呼嘯而來，剛剛鉆好的鉆孔成孔后受大浪沖擊而塌孔，最后只能花幾個月時間處理掉落的鋼護筒、海底注漿加固地層重新鉆孔。

　　面對“建橋禁區(qū)”的種種考驗，唯有創(chuàng)新才能突破。監(jiān)測風浪潮的技術創(chuàng)新，便是大橋建設者發(fā)展出的“絕技”。

　　為了摸清橋址附近風浪的“脾氣”，承建方中國鐵建大橋局專門建立了一個“復雜海洋環(huán)境的風浪檢測技術研究”課題，并開發(fā)了一套預報監(jiān)測平臺。

　　在全橋布置了47臺風速儀、3臺波浪儀，監(jiān)測數據傳回到武漢橋科院的數據處理中心進行分析，結合平潭海域海浪天氣的公共預報進行神經關聯。

　　這一系統實現了橋址3到7天內的風力和海浪預報，可精確到具體橋墩，成為幫助項目施工借東風的“諸葛孔明”。

　　經過前期的摸索，施工人員對風大、浪高、水急的施工條件限制有了辦法：一方面減少現場作業(yè)，盡可能預制構件；另一方面，創(chuàng)新風屏障技術，增加可作業(yè)時間；同時，研發(fā)新裝備，提升打樁、吊裝等現場施工水平。

　　為解決整體鋼桁梁重心順橋向不對稱、海上吊裝受風浪影響擺動大等難題，“大橋海鷗號”應運而生。

　　“大橋海鷗號”是中鐵大橋局打造的自航雙臂架變幅式起重船，是國內起重量最大、起升高度最高的雙臂架起重船，最大吊重3600噸、主鉤最大吊高110米。

　　2018年1月22日，該船成功將吊重3400噸的鋼桁梁架設到大橋墩頂，刷新了世界橋梁整孔鋼桁梁架設的最重紀錄，填補了我國斜拉橋大節(jié)段鋼桁梁整孔吊裝架設的技術空白，實現鋼桁梁橋梁架設施工由單片架設到整節(jié)間架設再到整孔架設的一個飛躍。

世界直徑最大的“定海神針”

　　平潭海峽的海底地質條件復雜，要建造大橋，穿越的島嶼兩側海床，幾乎全是裸露的堅硬花崗巖。

　　2015年，大橋開始打樁，水面看鋼管樁在一點點往下走，卻一直無法站穩(wěn)。

　　由于海底巖石太硬，鋼管樁底部都被擠壓得往回卷，一層一層堆在底部，根本就沒打到巖石里。

　　坡面長達1.5公里的連續(xù)傾斜裸巖，13個橋墩全要放到上面。常規(guī)來說，一座跨海跨江大橋，這種條件的橋墩只有一兩個。

　　在風大浪急的海面施工先要站穩(wěn)，為此中國鐵建大橋局研發(fā)出國內首創(chuàng)“深水裸巖區(qū)埋植式海上平臺”。

　　打造這種平臺先要借助海底掃描技術摸清鋼管樁所在位置的海底情況，工人將若干根合適長度的鋼管樁放到預定位置，再用橫梁將這些鋼管樁焊接成一體，用沖擊鉆穿過每根鋼管樁，在海底巖石鉆出深度為鋼管樁直徑1至2倍的樁孔，注入混凝土鉚樁，形成一個幾條腿的“板凳”，再向外擴展為深水裸巖鉆孔施工平臺。

　　世界直徑最大的橋梁樁基嵌巖樁，成為大橋站穩(wěn)腳跟的“定海神針”。

　　這種樁插入巖層的部分樁徑達到4.5米，樁徑變粗增加硬度，也減少鋼管樁的數量，從而縮短施工周期。

　　如何將鋼管樁精準打入堅硬的海底巖石成為新的挑戰(zhàn)。中鐵大橋局自主研發(fā)了世界最先進的KTY5000型液壓動力頭鉆機，將直徑4.5米的嵌巖樁鉆進堅硬的海床。

　　向創(chuàng)新要解決答案，在平潭海峽公鐵大橋的修建中，這樣的例子比比皆是：為解決海上安裝簡支鋼桁梁上部結構的困難，建設者采取工廠化制造，將鋼桁梁直接在工廠焊接成重約1490噸的整孔鋼梁，用特制船舶運至待架位置進行架設，該技術是國內同類橋梁首次應用；

　　為解決單孔造橋機作業(yè)時間長、成橋速度慢、海上高空作業(yè)風險大等問題，研制出了國內首座“雙孔連做節(jié)段拼裝造橋機”，并獲得國家專利；

　　自主研制大型液壓動力頭鉆機，可一次成孔5米直徑鉆孔樁，成功建設世界上樁徑最大的橋梁工程樁；

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　　2019年9月25日，平潭海峽公鐵大橋全線合龍貫通。

　　7年里，這座被稱為“圓夢橋”的超級工程，創(chuàng)造了埋植式鋼混組合海上平臺、雙孔連做節(jié)段拼裝造橋機、“大橋海鷗號”等一系列令人矚目的重大成果，填補了諸多“中國空白”“世界空白”。

　　如今，這座曾被無數人評價為“不可能”的工程，不僅站在海里，還將牢牢地站在悠遠的歷史長河中；不僅跨越了海峽，還跨越了時空。

　　歷久彌新的工匠精神，書寫了大橋瑰麗的時代篇章，這是閩人新智的體現，也是中國制造的生動實踐。