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中国交通报:架通连心桥铺就腾飞路

发布时间:2022-07-04来源:中交二航
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碧海蓝天,水清沙白。马尔代夫,这个由1200余个小珊瑚岛组成的国家,从空中鸟瞰,犹如一颗颗珍珠撒在印度洋上,被誉为“印度洋的珍珠”。

2018年8月30日,由中交二航局施工总承包的援马尔代夫中马友谊大桥(简称中马友谊大桥)建成通车。马尔代夫首座跨海大桥诞生,这串散落在印度洋上的“珍珠”串上了新“珠链”。

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中马友谊大桥,是中国国家主席习近平2014年访马期间,两国共同商定,确定由中方援建的特大型跨海桥梁,是“一带一路”建设中率先成功实施的大型基础设施项目,实现了马尔代夫一个世纪的梦想,也是中国建设者用心创造的杰作。然而,远洋深海珊瑚礁地质的复杂环境、高温高盐高湿高辐射等恶劣条件,让大桥建设每一步都充满艰辛。

钢箱梁“软着陆”

中马友谊大桥全长2000米,主桥长760米,为6跨180米叠合混合梁V形刚构桥。在施工过程中,主梁要先后实现6次合龙,其中包含3个钢箱梁合龙段。

大桥所处施工海域最大水深近50米,面临长周期波强烈涌浪的袭扰。涌浪最大高度达5米,特别是每年5月之后,海况更加恶劣,使大型船舶的起重吊装十分艰难。尤其是16个主桥钢箱梁节段,由国内加工后运至现场,在水深、流急、波高大的环境下进行海上吊装,难度不小。

施工作业必须要寻找有利的“窗口期”。2018年3月9日,建设团队科学谋划,通过技术数据对比分析,有效把握每个“窗口期”,在当年4月7日即完成全部钢箱梁清关、卸船、倒运和吊装上桥作业。钢箱梁节段吊至桥面后,直接在桥上进行拼装、焊接,有效规避了后期海况更加恶化之后水上提梁作业的风险。

成如容易却艰辛。广阔的印度洋看似平静,实则暗流涌动。在钢箱梁吊至墩顶过程中,特别是即将落在桥面时,即便在非常理想的“窗口期”内,受涌浪影响,大型起吊船舶上下升沉幅度也能达到1米,左右摆幅超过2米。加之施工区域存在挂篮悬臂作业、塔吊起重作业等交叉工况,钢箱梁从船上起吊后再到预定位置难度极大,极可能与桥面碰撞并受损。

大桥的工程师们勇于创新,提前研发出一套钢箱梁着陆缓冲装置,让钢箱梁下落后就像落在一个柔软的海绵垫上,有效增加了安全性。在钢箱梁下落过程中,一线起重指挥人员把握海浪起伏规律,在有利的波浪衰减期内向起重船发出指令,果断快速下钩,实现了每节段钢箱梁“软着陆”。

高脚跷跷板上的行走

沿着中马友谊大桥主桥V形墩垂直向下望去,茫茫深海神秘莫测。主桥20号墩,从桥面顶端到下部承台、桩基直至海床面,自由高度超过60米,而V形墩上部的混凝土梁单侧自由悬臂长度达65米。每个主墩的整体结构就像是扎根于海中的高脚跷跷板。然而,拼装完成后的大节段钢箱梁重达600吨,就是要在这样的桥面上顶推行走,向着合龙目标进发。

钢箱梁的顶推,对主桥结构受力的平衡性、安全性提出全新挑战。“若桥体失衡,轻则造成梁体和墩身的开裂,重则导致主桥倾覆性破坏。”负责主桥顶推方案实施的项目常务副总工程师李宁说。

结构安全事关施工成败。钢箱梁向着“跷跷板”的一端行走,而在另一端必须进行着精确的配重,确保“跷跷板”左右平衡,才能使桥体的结构安全受控。

项目施工技术组组长林树奎带领技术团队,通过严密理论分析、仿真验算及施工控制,在钢梁95米的顶推过程中,累计进行26次配重调整。平均钢箱梁每前进3.5米,就进行一次配重调整,累计调整重量达1000余吨。

在顶推过程中,项目班子成员同一线施工人员一起昼夜值守,将实时监控测量数据与模型计算结果一遍遍比对分析,保障每个大节段钢箱梁的顶推安全高效。

毫米级误差合龙

经过监测发现,主桥悬臂梁体在强涌浪中的晃动幅度达到3厘米,再加上昼夜温差变化,合龙口的长度变化接近2厘米。在这样的情况下如何保证大桥的合龙精度,是摆在建设者面前的一大难题。

钢箱梁顶推到位后,将采用桥面吊机进行下放配切合龙。常规的工艺是钢箱梁提升后,在下放之前就进行配切,将大节段钢箱梁的端头切削至与合龙口匹配,然后下放钢箱梁至设计高度,焊接合龙。然而受制于桥体晃动和合龙口的热胀冷缩,要将配切后的焊缝宽度控制在1厘米左右,且误差不超过5毫米,难度极大。

项目建设团队经过充分论证后,认为传统合龙方式难以控制精度,不适用于该桥施工,于是提出了“大节段钢箱梁横向错位下放、分次配切就位合龙”的新方法。

这种方案颠覆了传统合龙工艺,一经提出引发了诸多质疑。建设团队缜密思考,多次论证,最终将该合龙方案付诸实施。事实胜于雄辩,采用该方案后,钢箱梁合龙精度得到有效保证,实现了毫米级误差合龙,且3个大节段钢箱梁顶推合龙仅用了35天,在关键线路上节约10天,确保了大桥在2018年7月9日如期合龙。

产研结合 品质示范

中马友谊大桥建设全面采用中国标准规范、中国技术和中国管理。建设团队不断创新,解决了珊瑚礁地层、深海长周期波涌浪、高温高湿高盐强腐蚀环境三大技术难题,同时克服了环保要求、航空限高、场地受限等严苛工况环境,在33个月超短工期内开创了远洋深海无遮掩环境及珊瑚礁地质条件下特大型桥梁建设的先河。

在施工过程中,项目团队坚持产研结合,以大桥建设为契机深入钻研远洋深海恶劣环境下的施工技术创新,开展的5项课题成果鉴定为国际领先,获得省部级奖项13项,其中省部级科技进步奖特等奖2项;授权国家发明专利20项,实用新型专利34项,获得国家发明专利优秀奖1项;获得省部级工法7项;发表EI及核心期刊论文20篇。

项目科创成果有力推动了大桥顺利建造,在商务部经济合作局组织的项目质量验收中,大桥建设质量评定为“优良”等级,向世界展示了中国品牌、中国力量。

如今,中马友谊大桥已通车近4年,机场岛和马累岛之间结束了仅能依靠摆渡船通行的历史,由大桥带来的便利交通和马尔代夫的经济腾飞正在变成现实。