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给海上最高桥穿上“钢护靴”

发布时间:2021-07-13阅读次数:

7月7日11时,烈日下,中交二航局承建的深中通道伶仃洋大桥上横梁施工正在火热进行。此时,270米高的主塔已经完成封项施工,站在塔顶,上游的虎门大桥和下游的港珠澳大桥上川流不息的车辆看得清清楚楚。在海水深处,两只高达14.5米、厚度达2.5米的“钢护靴”,一左一右,牢牢地套在主塔的两只大“脚”上,使它们不受海水的侵蚀。

伶仃洋大桥,地处中国最繁忙的广州港主航道上,每天从这里经过的船只达上百艘,其中不乏30万吨的巨轮。为了让巨轮顺利通过,工程师们为伶仃洋大桥确定了90米的桥面高度、1666米的跨径和高达270米的主塔。这也是目前世界最大跨径海上钢箱梁悬索桥和最高海中大桥。桥塔是大桥的主要承重结构,大桥桥面全靠悬挂在主塔上的两根直径约1米的主缆和主缆上垂下的一根根钢索来稳稳“拉”住,所以桥塔必须足够稳固。

海床50米往下,是硬度高、承载力强的花岗岩。中交二航局深中通道项目团队将一根根桩基植入海床下87米深处,让它们深深嵌入坚实的花岗岩中,围成1017平方米的平面。

这还不够,伶仃洋大桥位于珠江口咸淡水交汇区,海洋环境对混凝土的腐蚀性强,项目团队决定给东主塔承台再上一道“安全险”,即给桩基“套”两个巨型钢吊箱,相当于给东主塔穿了两只“钢护靴”,以有效阻隔海水的侵蚀,提高承台和主塔的耐久性,同时,保护承台和主塔,不因受到船舶撞击而损坏。

然而,两只“钢护靴”可没那么容易“穿”。

钢吊箱总重达1800吨,超过7架空客A380重量之和。穿“靴”采取整体下放的方式,即将“靴子”在外面整体制造好,通过船舶运输到海上施工现场,用浮吊整体下放。而此时,主塔的“脚”还不是一个整体,而是由28根分散矗立的桩基组成,这就意味着,“靴”底预留的28个圆孔要与28根桩基精准对接。  

面对这样一个庞然大物,建设者根本无法从上方观测,下放时圆孔与桩基是否精准对齐。而钢吊箱底部圆孔与桩基之间的空隙只有15厘米,套接时,哪怕发生一点偏差,只要有一个圆孔穿不过去,就会导致钢吊箱卡在那里放不下去,在波浪的作用下和桩基钢护筒发生激烈撞击,导致钢吊箱产生变形甚至有可能报废。

“海上吊物的技术难度非常大。大海表面看上去风平浪静,里面却是波涛暗涌,再加上过往船只船行波的影响,浮吊始终处于摇晃状态,钢吊箱也会在海风的作用下不停地摆动,严重时,摆幅能达到两三米。在这种环境下,要实现桩基和圆孔的精准合位,是件非常困难的事。”中交二航局深中通道项目部副经理刘建波说。

吊装钢吊箱的窗口期只有短短6小时,时间紧,每一个环节都需要周密的设计。为确保万无一失,项目部和气象部门签订协议,提前一周获取风浪预警信息,避开大风天气,选定最佳作业窗口期;在吊装作业前,向海事部门申请对航道进行临时管制,限制大型船舶的航速;多方走访当地经验丰富的船长、现场作业人员,听取他们对施工水文条件的建议,找到合适的潮位;邀请有着60年海上作业经验的二航局老专家前来现场坐镇指导,一遍遍演算浮吊抛锚定位的位置、锚缆的长度与角度、抛锚的距离等,把一切可能影响钢吊箱下放安全及精度的因素都考虑进去。

此外,刘建波和技术团队还查阅了大量资料,对当前施工中应用的各种钢护筒导向装置作了研究和模拟推演,最终选择在钢护筒上部安装一个临时性锥形导向装置。这种装置底部直径比桩基小一圈,越往上越“纤细”,“当钢吊箱摇摆着来到导向装置附近时,因为它的圆孔比导向装置的上部直径大很多,所以很容易被‘引’着,顺着导向装置自动下滑,并自行调整好几何姿态,可大大降低套接时的对位难度,提升一次性下放的成功率。”刘建波说。

一切准备就绪,吊装钢吊箱的日子终于来临。经过7小时的海上“旅行”,钢吊箱顺利运抵吊装点。

为确保精准对接,项目团队在钢吊箱的四个方向上布置了四个绿色标记,在对接平台上布置了四个对应的点。当钢吊箱上的绿色标记与平台上的四个点分别重合时,钢吊箱的28个圆孔,基本也就能够与桩基对齐。

同时,项目部还在现场安排了8人,分别站在钢吊箱的8个方向,用测量尺实时监测钢吊箱的平面位置,并向现场总指挥程之余报告钢吊箱的几何姿态和下放情况。这时,项目部管理人员已全部自发来到现场,共同观看下放情况。

10厘米、20厘米、50厘米……一艘起重能力为2200吨的浮吊,将钢吊箱从运输船甲板上缓缓吊到桩基的正上方,一点点下放。约1小时后,钢吊箱到达桩基上部1米左右的位置,在场人员不约而同地松了一口气。刘建波说:“我们最关注的就是这个位置,钢吊箱下放到这里,底部的圆孔套在了一个个钢护筒上,箱体受钢护筒的限制,在有限范围内作轻微摆动,下放成功的可能性已经达到90%,基本可以断定一次性下放成功。”

20天后,第二个钢吊箱也与28根桩基实现了完美套接。随后,建设者分别对它们进行了封底混凝土浇筑,将钢吊箱和桩基牢牢地溶为一体。两只巨大的“钢护靴”牢牢地扎在水中,为承台及桥梁安全“保驾护航”。(朱晓)


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