碧海藍(lán)天,水清沙白。馬爾代夫,這個(gè)由1200余個(gè)小珊瑚島組成的國(guó)家,從空中鳥(niǎo)瞰,猶如一顆顆珍珠撒在印度洋上,被譽(yù)為“印度洋的珍珠”。
2018年8月30日,由中交二航局施工總承包的援馬爾代夫中馬友誼大橋(簡(jiǎn)稱(chēng)中馬友誼大橋)建成通車(chē)。馬爾代夫首座跨海大橋誕生,這串散落在印度洋上的“珍珠”串上了新“珠鏈”。
中馬友誼大橋,是中國(guó)國(guó)家主席習(xí)近平2014年訪馬期間,兩國(guó)共同商定,確定由中方援建的特大型跨海橋梁,是“一帶一路”建設(shè)中率先成功實(shí)施的大型基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目,實(shí)現(xiàn)了馬爾代夫一個(gè)世紀(jì)的夢(mèng)想,也是中國(guó)建設(shè)者用心創(chuàng)造的杰作。然而,遠(yuǎn)洋深海珊瑚礁地質(zhì)的復(fù)雜環(huán)境、高溫高鹽高濕高輻射等惡劣條件,讓大橋建設(shè)每一步都充滿艱辛。
鋼箱梁“軟著陸”
中馬友誼大橋全長(zhǎng)2000米,主橋長(zhǎng)760米,為6跨180米疊合混合梁V形剛構(gòu)橋。在施工過(guò)程中,主梁要先后實(shí)現(xiàn)6次合龍,其中包含3個(gè)鋼箱梁合龍段。
大橋所處施工海域最大水深近50米,面臨長(zhǎng)周期波強(qiáng)烈涌浪的襲擾。涌浪最大高度達(dá)5米,特別是每年5月之后,海況更加惡劣,使大型船舶的起重吊裝十分艱難。尤其是16個(gè)主橋鋼箱梁節(jié)段,由國(guó)內(nèi)加工后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng),在水深、流急、波高大的環(huán)境下進(jìn)行海上吊裝,難度不小。
施工作業(yè)必須要尋找有利的“窗口期”。2018年3月9日,建設(shè)團(tuán)隊(duì)科學(xué)謀劃,通過(guò)技術(shù)數(shù)據(jù)對(duì)比分析,有效把握每個(gè)“窗口期”,在當(dāng)年4月7日即完成全部鋼箱梁清關(guān)、卸船、倒運(yùn)和吊裝上橋作業(yè)。鋼箱梁節(jié)段吊至橋面后,直接在橋上進(jìn)行拼裝、焊接,有效規(guī)避了后期海況更加惡化之后水上提梁作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)。
成如容易卻艱辛。廣闊的印度洋看似平靜,實(shí)則暗流涌動(dòng)。在鋼箱梁吊至墩頂過(guò)程中,特別是即將落在橋面時(shí),即便在非常理想的“窗口期”內(nèi),受涌浪影響,大型起吊船舶上下升沉幅度也能達(dá)到1米,左右擺幅超過(guò)2米。加之施工區(qū)域存在掛籃懸臂作業(yè)、塔吊起重作業(yè)等交叉工況,鋼箱梁從船上起吊后再到預(yù)定位置難度極大,極可能與橋面碰撞并受損。
大橋的工程師們勇于創(chuàng)新,提前研發(fā)出一套鋼箱梁著陸緩沖裝置,讓鋼箱梁下落后就像落在一個(gè)柔軟的海綿墊上,有效增加了安全性。在鋼箱梁下落過(guò)程中,一線起重指揮人員把握海浪起伏規(guī)律,在有利的波浪衰減期內(nèi)向起重船發(fā)出指令,果斷快速下鉤,實(shí)現(xiàn)了每節(jié)段鋼箱梁“軟著陸”。
高腳蹺蹺板上的行走
沿著中馬友誼大橋主橋V形墩垂直向下望去,茫茫深海神秘莫測(cè)。主橋20號(hào)墩,從橋面頂端到下部承臺(tái)、樁基直至海床面,自由高度超過(guò)60米,而V形墩上部的混凝土梁?jiǎn)蝹?cè)自由懸臂長(zhǎng)度達(dá)65米。每個(gè)主墩的整體結(jié)構(gòu)就像是扎根于海中的高腳蹺蹺板。然而,拼裝完成后的大節(jié)段鋼箱梁重達(dá)600噸,就是要在這樣的橋面上頂推行走,向著合龍目標(biāo)進(jìn)發(fā)。
鋼箱梁的頂推,對(duì)主橋結(jié)構(gòu)受力的平衡性、安全性提出全新挑戰(zhàn)。“若橋體失衡,輕則造成梁體和墩身的開(kāi)裂,重則導(dǎo)致主橋傾覆性破壞。”負(fù)責(zé)主橋頂推方案實(shí)施的項(xiàng)目常務(wù)副總工程師李寧說(shuō)。
結(jié)構(gòu)安全事關(guān)施工成敗。鋼箱梁向著“蹺蹺板”的一端行走,而在另一端必須進(jìn)行著精確的配重,確保“蹺蹺板”左右平衡,才能使橋體的結(jié)構(gòu)安全受控。
項(xiàng)目施工技術(shù)組組長(zhǎng)林樹(shù)奎帶領(lǐng)技術(shù)團(tuán)隊(duì),通過(guò)嚴(yán)密理論分析、仿真驗(yàn)算及施工控制,在鋼梁95米的頂推過(guò)程中,累計(jì)進(jìn)行26次配重調(diào)整。平均鋼箱梁每前進(jìn)3.5米,就進(jìn)行一次配重調(diào)整,累計(jì)調(diào)整重量達(dá)1000余噸。
在頂推過(guò)程中,項(xiàng)目班子成員同一線施工人員一起晝夜值守,將實(shí)時(shí)監(jiān)控測(cè)量數(shù)據(jù)與模型計(jì)算結(jié)果一遍遍比對(duì)分析,保障每個(gè)大節(jié)段鋼箱梁的頂推安全高效。
毫米級(jí)誤差合龍
經(jīng)過(guò)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn),主橋懸臂梁體在強(qiáng)涌浪中的晃動(dòng)幅度達(dá)到3厘米,再加上晝夜溫差變化,合龍口的長(zhǎng)度變化接近2厘米。在這樣的情況下如何保證大橋的合龍精度,是擺在建設(shè)者面前的一大難題。
鋼箱梁頂推到位后,將采用橋面吊機(jī)進(jìn)行下放配切合龍。常規(guī)的工藝是鋼箱梁提升后,在下放之前就進(jìn)行配切,將大節(jié)段鋼箱梁的端頭切削至與合龍口匹配,然后下放鋼箱梁至設(shè)計(jì)高度,焊接合龍。然而受制于橋體晃動(dòng)和合龍口的熱脹冷縮,要將配切后的焊縫寬度控制在1厘米左右,且誤差不超過(guò)5毫米,難度極大。
項(xiàng)目建設(shè)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)充分論證后,認(rèn)為傳統(tǒng)合龍方式難以控制精度,不適用于該橋施工,于是提出了“大節(jié)段鋼箱梁橫向錯(cuò)位下放、分次配切就位合龍”的新方法。
這種方案顛覆了傳統(tǒng)合龍工藝,一經(jīng)提出引發(fā)了諸多質(zhì)疑。建設(shè)團(tuán)隊(duì)縝密思考,多次論證,最終將該合龍方案付諸實(shí)施。事實(shí)勝于雄辯,采用該方案后,鋼箱梁合龍精度得到有效保證,實(shí)現(xiàn)了毫米級(jí)誤差合龍,且3個(gè)大節(jié)段鋼箱梁頂推合龍僅用了35天,在關(guān)鍵線路上節(jié)約10天,確保了大橋在2018年7月9日如期合龍。
產(chǎn)研結(jié)合 品質(zhì)示范
中馬友誼大橋建設(shè)全面采用中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、中國(guó)技術(shù)和中國(guó)管理。建設(shè)團(tuán)隊(duì)不斷創(chuàng)新,解決了珊瑚礁地層、深海長(zhǎng)周期波涌浪、高溫高濕高鹽強(qiáng)腐蝕環(huán)境三大技術(shù)難題,同時(shí)克服了環(huán)保要求、航空限高、場(chǎng)地受限等嚴(yán)苛工況環(huán)境,在33個(gè)月超短工期內(nèi)開(kāi)創(chuàng)了遠(yuǎn)洋深海無(wú)遮掩環(huán)境及珊瑚礁地質(zhì)條件下特大型橋梁建設(shè)的先河。
在施工過(guò)程中,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持產(chǎn)研結(jié)合,以大橋建設(shè)為契機(jī)深入鉆研遠(yuǎn)洋深海惡劣環(huán)境下的施工技術(shù)創(chuàng)新,開(kāi)展的5項(xiàng)課題成果鑒定為國(guó)際領(lǐng)先,獲得省部級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)13項(xiàng),其中省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)2項(xiàng);授權(quán)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利20項(xiàng),實(shí)用新型專(zhuān)利34項(xiàng),獲得國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利優(yōu)秀獎(jiǎng)1項(xiàng);獲得省部級(jí)工法7項(xiàng);發(fā)表EI及核心期刊論文20篇。
項(xiàng)目科創(chuàng)成果有力推動(dòng)了大橋順利建造,在商務(wù)部經(jīng)濟(jì)合作局組織的項(xiàng)目質(zhì)量驗(yàn)收中,大橋建設(shè)質(zhì)量評(píng)定為“優(yōu)良”等級(jí),向世界展示了中國(guó)品牌、中國(guó)力量。
如今,中馬友誼大橋已通車(chē)近4年,機(jī)場(chǎng)島和馬累島之間結(jié)束了僅能依靠擺渡船通行的歷史,由大橋帶來(lái)的便利交通和馬爾代夫的經(jīng)濟(jì)騰飛正在變成現(xiàn)實(shí)。
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