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京台高铁“关键节点”中国再建世界奇迹桥梁
作者:admin  日期:2019-09-02 07:22 来源:未知 浏览:

  中国基建的奇迹仍在继续。一湾浅浅的海峡,一桥飞架南北,历史长河的天堑变通途。在被称为“建桥禁区”的世界三大风口海域之一的平潭海峡,国内首座公铁两用大桥蜿蜒于上,宛如长虹。建成后,它将是亚洲最大的跨海峡公铁两用大桥。

  目前,平潭海峡公铁两用大桥的四座航(水)道桥中已有三座完成合拢,最后一座鼓屿门斜拉桥也将于9月底完成合拢,11月底跨海大桥具备铺架条件,2020年2月福平铁路全线铺通。此后,平潭到福州将会从现在的一个半小时缩短为半小时,且将“一桥带动两岸”,推动与台湾地区的融合。

  在行业专家心中,无论是建设标准还是施工难度,平潭海峡公铁两用大桥建设条件远比东海大桥、杭州湾跨海大桥和港珠澳大桥等恶劣,堪称目前世界上在建的建造难度最大的海峡大桥。但这仍被拥有“硬核”实力,不断创造奇迹的中国基建攻破。

  习总书记2014年11月1日视察福建平潭时,亲自为平潭擘画“一岛两窗三区”的战略蓝图。他指出,平潭是“闽台合作的窗口,是国家对外开放的窗口”,“要以建设新兴产业区、高端服务区、宜居生活区为目标,致力打造‘台胞第二生活圈’”、“要好好保护旅游资源,建设国际旅游岛”。

  另外,2016年3月5日,国家对外公布的“十三五规划”(2016年到2020年)明确提出,要“建设北京至台湾(台北)”的高铁路线年底,北京至福州的高铁已通车。此后,正在紧密建设的平潭海峡公铁两用大桥成为未来“京台高铁”的关键节点。

  通常而言,与平潭有关的桥一般有两座:平潭海峡跨海大桥和平潭海峡公铁两用跨海大桥。平潭海峡大桥起于福清市东瀚镇小山东,跨越海坛海峡,经北青屿,终至平潭娘宫,全长4.9公里,跨海大桥长3.5公里。项目总投资11亿元,为双向四车道的公路桥,设计时速80公里,由中交二航局施工,已于2010年11月30日建成试通车。

  平潭海峡公铁两用大桥于2013年11月动工建设,起于福建省长乐市松下镇,经人屿岛、长屿岛、小练岛、大练岛,到苏澳镇上平潭岛,全长16.34公里,共计228个桥墩。大桥投资金额达到120多亿,下层设计为时速200公里的双线I级铁路,上层设计为时速100公里的双向六车道高速公路。由中铁大桥局承建。

  2018年12月28日10时40分,平潭海峡公铁两用大桥第一座航道桥——大小练航道桥顺利合拢。而在这两个月前,被称为“新世界七大奇迹”之一的港珠澳跨海大桥正式开通,这使得修建台湾海峡大桥等议题再次被两岸同胞热议。

  港珠澳大桥总设计师孟凡超曾表示,修建台湾海峡大桥,经济、技术不是问题,问题在于两岸关系的走向和解决两岸关系问题的时机。中国台北市议员当选人罗志强也在去年底表示,如果当选台湾地区领导人,六合大拳师,第一件事就是要兴建两岸海底隧道,连通两岸高铁。

  两岸网友对台湾海峡大桥的构建一片叫好。在70年代,台湾诗人叫余光中曾在文中叹息出名句,“乡愁是一湾浅浅的海峡,我在这头,大陆在那头”。如今,网友们已然期待坐着高铁到台湾或大陆观光。

  从建桥距离上来看,平潭与台湾新竹港相距仅68海里。中铁第四勘察设计院集团公司福平铁路项目总体设计负责人曾向媒体介绍:“平潭岛是我国大陆离台湾最近的岛屿,岛上开通高铁,必然是离台湾最近的高铁,这是形成京台铁路通道、密切海峡两岸交流合作的需要。”

  平潭是位于福建省东部沿海的一个岛县,与台湾海峡相望。全县陆地面积392平方公里,海域面积6064平方公里,其中主岛海坛,面积为324平方公里,为中国第五大岛。改革开放近40年,平潭从昔日籍籍无名的边陲海岛,一跃成为对台融合发展的“桥头堡”。

  在区位建设方面,数年来,党中央、国务院高度重视平潭开放开发,形成综合实验区、自贸试验区、国际旅游岛优势叠加的特殊区域,并允许平潭各金融机构试点人民币与新台币直接清算。平潭在两岸交流中位置更加突出。

  望着邻近码头的平潭海峡公铁两用大桥,在平潭苏澳摆渡了半辈子康承华感慨道:“从海峡高速客滚轮到有望作为台海通道大陆端起点,这些年平潭的变化让人想都不敢想。”平潭将发挥“一桥带动两岸”的作用,推动内地与台湾地区的经济、文化、社会交流等融合。

  平潭海峡公铁两用大桥的建设有两大难,一是天上是终年肆虐的风,二是海底是万年积累的硬。中国工程院七院士在考察后表示,“平潭海峡公铁两用大桥,其独特的海峡环境,无论地质条件的复杂程度,还是大风、强浪、强涌、急流等海况的恶劣程度,均远超已建成的东海大桥、杭州湾大桥、青岛湾大桥和港珠澳大桥。”

  平潭海峡与百慕大、好望角并称世界三大风口海域。据统计,这里常年6级风以上天数高达300多天,7级以上大风超过200天,台风年平均3.8次;一年2.5米以上涌浪天数占45%,浪高最大可达9.69米。比喻一下,6级风举伞步难行,7级迎风走不动,8级风吹树枝断,9级屋顶飞瓦片;而仅3米高的浪涌就像沸水“开了锅”。

  另外,平潭海峡的岩石被称之为光板岩。千万年来的海峡大风带动海涌淘走了海底的松散岩层,剩下的是硬度堪比钢铁的光板岩,基础根本无处安放。另外,它们倾角不一,附近极可能潜伏着大大小小的坚硬孤石,让工程师们捉摸不定。所以在海底每打一根桩还可能面临不同的情况。

  此后,工程师们对大桥的施工安全进行了评估,总结了96个典型的危险源。从海上运输,到桥墩的施工,再到斜拉索的张拉,都是“风险极高”。但历史使命,谁来担纲?继港珠澳大桥后,中铁大桥局和铁四院监理再度“牵手”合作。“这是中国建桥史上一次新的长征”,大桥局董事长刘自明说。

  首先为了克服风浪,在大桥施工之前,施工人员在大桥桥址旁边先用钢管桩和桁架修建了一座全长7.5公里的栈桥,以降低施工的难度,提高安全性。栈桥扎40多米深的海底,可以抵御14级的台风,这座临时栈桥建设规模和难度都超过了许多桥梁。

  不过,即便可以施工,在高风险的海底环境建设困难仍可想而知。承建的中铁大桥局在刚开始施工阶段,就遇到了一个大难题。当第一根钢管桩桩头打进坚硬的岩床1米深左右时,就被挤压致严重变形,第一次尝试宣告失败。经过几个月的不断测算,工程师研发出国内首创了“深水裸岩区埋植式海上平台”技术。

  根据海底岩面地形定制4根长短不一的钢管桩,工程师和建设者们用打桩船将钢管桩放到预定位置,快速联结,形成一个临时“板凳”。接着,下放预制的圆柱形钢筋笼,并灌注混凝土,让钢管桩“黏”在海底岩石上。以此“小板凳”为起始小平台,再向外扩展为7人足球场大小的施工平台。

  然而,由于海底岩层状况复杂。面对脾气倔硬的光板岩以及行踪诡异的海底孤石,施工队伍在过程中比得不仅是钻探技术,还要有强大的耐心。在艰辛及高风险的条件下,他们打入了1865根桩。其中,最费神的一根从钻进到成桩竟花费了1年6个月。

  除此之外,探摸水下情况、水下单元焊接等水下作业受到潮水风浪影响,每次只能进行20分钟到半个小时;根据规范要求大于6级风现场起重吊装不能作业,一年中只120天可以有效作业;大桥的在建过程要承受住最高17级风力的考验等等这些看来似乎不可能完成的任务,也被逐一攻克。

  恶劣的天气使得传统的在工地安装桁架的施工方式无法实施,为降低施工安全风险,提高施工工效,工厂化、大型化、整孔架设安装成为必然的选择。而其流程是:事先在工厂将整个钢桁架组装好,然后再整体运往现场,进行一体化安装。

  但是,焊接完成后的整孔钢梁孔桁架重达1350吨,与中国海军的056型护卫舰重量相当。而且要在大风环境中起吊,需要在本身重量上增加将近一倍的重量才能保证吊装过程的稳定,也就是说,要吊起3000吨以上的重量在空中完成精准搭建,当时并没有起重船能完成这项工作。

  为此,中铁大桥局历时3年、耗资3.4亿打造了“大桥海鸥号”自航双臂架变幅式起重船,起重能力达3600吨,主钩起升高度达110米,相当于39层楼高,该技术是国内首创。2018年1月22日,“大桥海鸥号”起重船将吊重3400吨的钢桁梁稳稳架设到墩顶,大桥完成了最重钢桁梁的架设,同时也打破世界桥梁整孔钢桁梁架设的最重纪录。

  除此之外,为解决4.5米超大直径钻孔桩钻孔难题,大桥局还自主研发了世界最先进的KTY5000型液压动力头钻机,将18根平均桩长达62.3米、直径4.5米的目前世界上直径最大的嵌岩桩,插入45米海水下的海床里,成为激流暗涌下岿然不动的“定海神针”。4.5米的桩钻孔直径面积达16平米,相当于一间卧室。

  然而,“定海神针”打造好后,用什么把她们牢牢抱成团,共同支撑起高达200米的海上擎天柱呢?这又需要打造一件神兵“镇海乾坤锁”。该所锁长达96.8米,宽36.8米,高度16.6米,单套重量3937吨,建成后可抵抗风浪海流力是内河同等规模的20多倍,被大桥人称之为超级哑铃。

  另一方面,要在平潭海峡40多米的海水中,架起宽532米,下可通行万吨邮轮,上可跑六车道高速的公铁大桥,没有“擎天柱”不可以担当。大桥主塔设计高度200米,相当于70层楼的海拔。其液压自动升降模架,就相当于四层楼高。而简支梁设计为长80米、88米两种规格,高15.1米、宽17.1米,重1060吨以上,架在梁上墩帽如半个篮球场。

  据了解,在建设过程中,施工方还首次采用钢桁梁全工厂化整体节段全焊制造技术、首次采用两节间整体大节段对称悬臂架设施工工艺、首次采用钢桁梁整节段全断面合龙技术,以上施工技术均为国内首创。目前,这座大桥从新结构、新工艺、新方法等方面已申报了12项专利,是一座创新型的大桥。

  在5000多名工程人员长达六年的共同努力及攻坚下,平潭海峡公铁两用大桥的各项难题逐一解决。钢桁架梁的吊装工作已进入尾声,9月底将完成全线合拢。大桥的建设将为今后规划建设的跨海峡工程积累宝贵经验,同时,通过海上桥梁施工定额跟踪测定,将为我国海峡大桥建设提供重要投资依据。

  预计明年初,这座“中国最难大桥”就会建成通车,高铁疾驰过汹涌的海浪,注定是一道亮丽的风景。“半小时生活圈”的形成必然为平潭国际旅游岛的发展形成强大助力。此外,它连接起海岛与大陆,连接起东岸与西岸,展现出中国基建的“硬核”实力,同时将推进建设“两岸同胞合作建设、先行先试、科学发展的共同家园”。

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