图为3月3日,沪通长江大桥专用航道桥桥墩初显雄姿。 王 雄 摄
图为3月3日,沪通长江大桥繁忙有序的施工现场。 王 雄 摄
图为沪通长江大桥控制性工程28号桥墩沉井屹立于长江上。 袁 博 摄
原标题:天堑波澜“第一跨”——写在沪通长江大桥开工建设两周年之际
江苏南通,近代中国民族工业发祥地之一,沿海和长江两大经济带交汇处的现代化国际港口城市。
自古,南通就有 “据江南之会,扼南北之喉”之说,集 “黄金海岸”与“黄金水道”于一身。因为邻近长江入海口,一路奔涌而来的江水,到达南通、张家港时,江面突然开阔起来,烟波浩渺,天堑波澜,仿佛不是一条大江,而是碧波无边的大海。正是这宽阔的长江天险,隔断了南北陆路的交通,成为制约长三角经济发展的天然屏障。
2004年1月,国务院常务会议通过了《中长期铁路网规划》,沪 (上海)通 (南通)铁路正式列入国家规划。2012年5月21日,时任中共中央政治局常委、国务院副总理李克强在江苏考察时表示,国家支持加快沪通铁路建设,要求国家相关部门加快前期工作。这年11月7日,时任江苏省省长李学勇与铁道部部长盛光祖签订了 《关于加快江苏铁路建设发展的战略合作协议》,协议要求尽快开工建设沪通铁路。
2014年3月1日,作为沪通铁路关键工程的沪通长江大桥正式开工建设。
2016年3月3日,春日融融,江风阵阵。在沪通长江大桥开工建设两周年之际,记者来到了大桥建设工地。江面上,船舶如梭,彩旗招展,钻机轰鸣。立足南岸望去,一溜的高大桥墩傲然屹立,跨南岸大堤的钢梁正在架设,一派繁忙的施工景象。
中国铁路总公司工程管理中心副主任、沪通长江大桥建设指挥部指挥长孔文亚高兴地告诉记者,眼下,大桥基础钻孔桩已经全部完成,承台完成97%,墩身完成83%;主航道4个边墩、辅助墩沉井完成封底和承台建设;关键控制性工程的两个主墩,28号沉井已下沉到位,29号沉井正在下沉施工,现已完成总投资40%,大桥工程进度正按计划有序推进。
勇于创新,全力争创世界一流水平
集国家铁路、城际铁路、高速公路 “三位一体”的沪通长江大桥,全长11072米,为通行四线铁路、六车高速公路的公铁两用大桥。其中沪通铁路的等级为一级铁路,设计时速为200公里;通苏嘉城际铁路为客运专线,设计时速为250公里;锡通高速公路双向六车道,设计时速为100公里。大桥由主航道桥、专用航道桥、联络桥和南、北引桥组成。工程总投资150亿元,工期5年。
沪通长江大桥建设指挥部常务副指挥长张贵忠解释道,大桥工程所用钢筋约48万吨,相当于12个 “鸟巢”所用钢材;混凝土230万立方米,相当于8个国家大剧院的用量。大桥能抵御14级台风,8级地震,10万吨级船舶的撞击。其工程规模之大,施工难度之大,创造了世界桥梁和中国桥梁建设的多个之最,代表着当前中国乃至世界桥梁建设的最高水平。
记者采访了解到,这座具有世界最高水平的大桥具有大、高、新的特点。
——跨度大。
大桥主航道桥主跨为1092米,为目前国内最大跨度的斜拉桥,也是世界上最大跨度公铁两用斜拉桥。这种大跨度设计,满足了长江航道远期12.5米深水航道向上延伸、10万吨货轮通航、桥梁通航孔净宽,以及水流、河势的诸多要求。大桥的结构,为双塔三索面钢桁梁斜拉桥。
目前,世界上桥梁跨度最大的是俄罗斯的俄罗斯岛大桥,2012年建成。此桥主跨1104米,比沪通长江大桥主跨长了12米,但它只是一座六线公路桥,桥的总长度和荷载远小于沪通长江大桥。
——主塔高。
大桥主塔高325米,相当于100多层楼高,主塔承载的轴力达30万吨。主塔基础采用倒圆角的矩形沉井基础方案,其平面面积达5100平方米,相当于12个篮球场的面积之和,是世界上规模最大的桥梁沉井结构。沉井承担着桥梁的全部荷载,是名副其实的 “定海神针”。
大桥桥址河段位于感潮区内,受潮流和径流的叠加影响较大,河床段桥址全部为粉细砂、细沙和淤泥粉质黏土层。主塔基础施工方案有两种选择,即桩基方案和沉井方案。大桥设计团队经过缜密研究与详细对比,选择了施工难度大但施工质量高的沉井方案。在此之前,我国最大沉井施工是江阴长江大桥主塔沉井,无论平面尺寸还是下沉深度,都远远小于沪通长江大桥主塔。
——材料新、工艺新。
作为主跨度超千米的公铁两用桥,钢桁梁斜拉桥主桁杆件轴力超大,钢材屈服强度必须达到500兆帕级,传统的、现有的材料很难满足设计要求。之前,我国南京大胜关长江大桥使用的是Q420qE钢材,我国钢铁生产企业还不能生产比之更高强度级别的桥梁钢。自主研发高性能钢材,迫在眉睫。为此,中铁大桥勘测设计院集团有限公司牵头,开展 “Q500qE级高强度桥梁结构钢”研究工作,组织国内一流钢结构专家研讨攻关,联合鞍钢、武钢及相关缆索厂组织实施。2015年8月,他们终于试制出了第一批Q500qE级高强度桥梁结构钢。试验结果表明,满足国家标准和国际标准的要求,完全可以用于沪通长江大桥的建设。同时,2000兆帕斜拉索已完成相关研究工作,编制了技术条件。
同时,大桥还采用了一系列具有世界先进水平的新结构、新设备和新工艺。大桥主航道采用刚度大、行车性能优越的箱桁组合新型结构,体现了世界钢桥结构的发展方向;主航道桥采用伸缩量2000毫米级的桥梁轨道温度调节器和伸缩装置,为世界首次采用;还首次采用了巨型沉井整体制造、浮运、定位新工艺以及主梁两节间全焊接、桥位整体吊装施工新工艺。
据孔文亚指挥长介绍,目前沪通长江大桥已经实现了超高桥塔高性能高标号混凝土配制、沉井施工方案等9项重大技术创新,填补了我国桥梁工业的多项空白,成就了引领世界桥梁工业发展的 “中国品牌”。
精益求精,展示中国现代建桥工业魅力
2014年6月22日,一座钢铁 “小山”在长江浏海沙水道缓缓移动,这是在运送沪通长江大桥28号墩巨型墩钢沉井。这座庞大的钢沉井,有17层楼高,12个篮球场大,自重15000吨,是当今世界上最大的桥梁钢沉井。
顾名思义,钢沉井就是桥墩的基础,就是将一座巨型钢结构沉入江底后,再将几万立方米的混凝土浇灌入这个巨型钢结构的井壁。从空中俯瞰,这座堪称 “巨无霸”的钢铁建筑,其结构就像一块方形蜂窝煤。
记者了解到,长期以来,沉井都在是在工地现场焊接生产,标准低,质量不易控制。沪通长江大桥首次将沉井改为工厂化生产,利用长江沿岸大型造船厂得天独厚的生产条件,在专业化工厂里焊接安装钢沉井,精确度高,工艺有保证,无疑极大地提升了产品质量。
工厂制造巨型沉井,堪称世界桥梁界的技术革命。沉井是一层层组装完成,每一层有35个重40吨的十字架形组件,而每个十字架组件,又由几十片大小构件焊接,规模宏大,工艺要求高。大型海洋装备制造企业——江苏熔盛重工有限公司担当起了这一重任,他们调集了国内顶级焊接专家,严格工艺操作流程,进行精致焊接,消除了厘米级误差,达到了国际一流水平。
负责大桥主航道桥施工的中国中铁大桥局集团,是一支国内顶级的建桥王牌军。为了运送好这个庞然大物,他们与海事部门制订了多套周密运送方案。由8艘拖轮 “前拱后卫”地护送 “巨无霸”,从工厂的船坞到大桥施工现场有11公里,一路上,工人们精心呵护,不碰不撞。经过两个多小时的江上迁徙, “巨无霸”平稳地到达预定位置,成功开创了我国大吨位钢沉井整体浮运新技术。
记者在29号主桥墩施工现场看到,蜘蛛网般的钢架平台上,头戴安全帽、身穿救生衣的工人们忙碌着,大塔吊上下升降,大马力的吸泥机正在从沉井的蜂窝孔中抽泥沙。正在现场组织施工的中铁大桥局集团副总经理高振东告诉记者: “29号沉井的混凝土接高已经进行一年半,每个环节都必须做到精准到位,丝毫不差。为了保证工期,今年春节施工人员都放弃了休息,昼夜抽沙,再过一段时间,沉井到位后就可以封底了。”高振东爽朗地大笑起来。
负责专用航道桥施工的中交第二航务工程局有限公司是高速公路架桥的尖兵。在工地现场,中交二航局沪通长江大桥项目部经理杨志德谈起精益求精确保大桥质量的事儿如数家珍。他给记者讲了一个故事:去年夏天的一个高温日,二工区天生港专用航道桥3号墩32号桩钢筋笼正在下放过程中,质检员熊翔宇突然发现钢筋丝扣外露,超过了规范的2个丝扣。他立即要求施工人员将连接主筋的套筒拧开返工。当时这个桩径2.5米、桩深120米的桩基已经下放了48米的钢筋笼,返工难度极大。一些操作工人纷纷向他求情: “钢筋笼加工,丝扣长一点很正常,何必太当真?再说这大热天,钢盘笼里会憋死人的。”熊翔宇熟练地拧开套筒,找到主筋对接处,用尺子量了量,足足有1厘米的间隙。他问大家: “这样大的间隙能保证大桥质量吗?”现场的十几名操作工人服气了,只得重新返工。整整一个通宵,熊翔宇就盯在现场,与大家一道对10节钢筋笼一一进行拆卸加固,直到主筋的对接处全部严丝合缝。
采访中,记者与工人们交谈得知,为保工程质量,工人们积极开动脑筋想办法,创造了许多得意之作。有一种槽形梁的钢筋绑扎很困难,即使是很有经验的老工人绑扎,两端预弯也很难达到要求,中交二航局项目部组织工程技术人员攻关,根据槽形梁图纸制作了一个绑扎台,工人只要 “依葫芦画瓢”一层一层铺设绑扎钢筋就可以了。在此基础上,工人们制作了一个像梳子一样的固定间距的钢板装置,把端模处的钢筋固定在装置上,绑扎出来的钢筋规范标准,功效也大大提高。
据了解,大桥施工过程中,建设者围绕提升质量发明的小革新项目达100多个。
严格管理,打造中国大桥优质工程样板
2016年2月28日,总公司组织各铁路局分管工程建设的副局长、各铁路建设项目管理机构主要负责人来到沪通长江大桥工地,进行现场观摩教学,学习借鉴大桥指挥部打造优质样板工程的经验。
沪通长江大桥是总公司工程管理中心直接管理建设的一座特大桥。2013年11月,总公司工程管理中心成立了沪通长江大桥建设指挥部。孔文亚指挥长向记者介绍道,两年来,大桥建设指挥部围绕安全文明工地建设、质量全过程管控等重点工作,严格管理,勇于创新,不断深化现场管理和过程控制,确保了大桥工程质量和工程进度。
——优化设计施工方案。
强化专项施工方案管理,优化设计施工方案。大桥指挥部采取建立专家库、组建大桥咨询团队、召开专家评审会等方式,邀请路内外相关专业的知名专家,先后组织了16个专项方案、100多人次的评审,对跨横港沙圈围桥墩基础、沉井接高变更、正桥槽型梁等施工、设计方案进行调整和优化,更好地满足了施工需要及质量安全要求。
——合力组织技术攻关。
面对设计、施工难度大、科技含量高的重重困难,大桥指挥部协调组织科研单位和生产厂家,从设计、工程实施及运营维护等多方面,开展科学研究,合力攻关。其中有3个科研课题被列入总公司重大科研课题。针对施工技术难题,他们组织参建单位积极开展技术研讨和工艺、工法创新,先后进行了深水大截面沉井施工关键技术研究、超高桥塔高性能混凝土及配套施工工艺试验研究、大节段钢桁梁架设方案研究等,科研成果的成功运用,保证了大桥施工顺利进行。
——标准化示范引领。
打样立标,示范引领,是大桥建设管理的一大亮点。大桥指挥部根据工程特点,组织各参建单位瞄准建设世界第一流大桥,广泛开展劳动竞赛活动,阶段性地在钻孔桩、墩身、沉井等环节开展标准化创建活动,实施工程质量全过程管控。两年来,他们先后创建了陆上(水上)钻孔桩施工、墩身施工、沉井施工、拌和站等14个标准化工地,通过样板示范,营造比学赶超管理氛围,促进了大桥建设管理上台阶。
记者行走在大桥工地,试验室、拌和站、预制场、施工便道、水上栈桥平台等各种临时施工设施,整洁规范,标识清楚,环境宜人,满目清爽,丝毫没有传统施工场所的脏乱差现象。整个大桥工地就像一座巨型工厂,清晰地划分着材料存放区、作业区、生活区等,泾渭分明,井井有条。在各区域都设置有工艺流程图和质量控制看板,作业人员和管理人员随时都能了解质量控制要求和施工进度。
江南的早春,早已树绿花红。行走在大桥工地,在已矗立起的大桥墩下,在规划好的道路两旁,树木成行,花草成片,一派生机盎然的景象。
大桥建设指挥部常务副指挥长张贵忠很自豪地说,大桥建设突出了绿色与文化同步发展的理念,文明施工,环保施工,注重企业文化建设。工地严禁用一次性饭盒、一次性塑料袋,并分类回收垃圾。施工与环保同步,大桥竣工之日,就是绿树成荫之时。他解释道,早植树早受益,树苗成本低,成活率还高。
就在不久前,沪通长江大桥工程第二标段标准化工地,荣获中国建筑业协会 “全国建筑业绿色施工示范工程”称号。
傍晚,记者告别了大桥工地。此时,江面上、两岸边依然是一片繁忙。夕阳西下,整个大桥工地被笼罩在了一片金色之中。江上过往船只,与屹立的平台、塔吊交相辉映,构成了一幅美丽的图画。
天堑波澜中,粗壮高大的桥墩极目延伸而去……
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