12月26日,由中铁大桥院设计、中铁大桥局承建的我国首座跨海公铁两用大桥——平潭海峡公铁两用大桥开通运营。
作为新建福州至平潭铁路、长乐至平潭高速公路的关键性控制工程,平潭海峡公铁两用大桥是也是合福铁路的延伸、京福通道的重要组成部分。
大桥起自福州市长乐区松下镇,经人屿岛、长屿岛、小练岛、大练岛,在苏澳镇连接平潭岛,全长16.34公里,其中跨海段超过11公里。大桥上层为双向六车道高速公路,设计时速100公里,已于2020年10月1日通车试运营;下层为双线铁路,设计时速200公里。
大桥的建成通车,结束了平潭岛不通铁路的历史,平潭、长乐与福州老城区将形成“半小时生活圈”,对更好发挥福州中心枢纽作用,带动闽东北区域整体开放开发,服务“一带一路”建设等具有重要意义。
朝大海,勇创新
“大桥力量”书写海上新奇迹
暴虐的狂风,汹涌的海潮,坚硬的暗礁……海洋是彰显建桥实力的舞台。
2005年,在风高浪急的外海,中国建桥人以前所未有的胆识和魄力,运用高效、科学的施工技术,用3年时间建成中国第一座真正意义上的跨海长桥——东海大桥,开创了中国外海超长桥梁建设的先河。
此后的十多年,杭州湾跨海大桥、胶州湾跨海大桥、港珠澳大桥……一座座飞虹在碧波万顷的大海上一跃而起,为建设跨度更大、功能更全的跨海大桥积累了宝贵经验。
2013年11月1日,中国首座公铁两用跨海大桥———平潭海峡大桥开工建设。这座让世人瞩目的大桥由建桥国家队———中铁大桥局承建。
平潭桥位于福建东北部沿海,此地属于典型的海洋性季风气候。由于其位置特殊,全年6级以上大风天数达到310天左右,7级以上大风天数达到200天左右,比东海大桥、杭州湾跨海大桥、港珠澳大桥等海上跨海大桥所处位置的风还要大。并且,这里平均每年还有4次台风登陆,大桥的抗风问题突出,全年有效施工时间较短。
2016年11月,中国工程院重点咨询项目“海洋桥梁工程技术发展战略研究”研讨会在平潭召开。会议期间,中国工程院院士王景全、郑皆连、秦顺全、欧进萍、刘加平、聂建国、钮新强考察桥址区后指出:“平潭海峡公铁两用大桥是我国在跨海峡大型公铁两用桥梁建设的首次探索,其独特的海峡环境,无论是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、青岛海湾大桥及(当时)在建的港珠澳大桥。”
为攻克大桥建设难关,中铁大桥局创新了移动造桥机整体吊装安装技术、抗风防台技术,总结形成了一套在海上经常大风环境中造桥机施工技术等,使平潭海峡大桥成为体现“中国智造”的世界级桥梁。
——大桥航道桥桩基础采用直径4.9米、4.4米钻孔桩,是迄今为止世界上桩径最大的桥梁工程桩;主墩围堰在施工期间承受2000多的吨波浪力,是目前国内基础施工围堰承受波流力最大的施工结构。
——研发了KTY5000型液压动力头钻机、全封闭抗风液压爬模、抗风型多功能海上造桥机;研制了国内浮吊主钩最高吊高110米、副钩吊高130米,吊重3600吨的大型浮吊,用于整孔架设简支钢梁和斜拉桥钢桁梁整节段架设;研发了1100吨架梁吊机,单台吊机起重量达到国内之最。
——在国内首次采用斜拉桥钢桁梁两节间全焊结构、桥址整节段安装工艺,以及80米、88米简支钢桁梁整孔全焊(没有高栓)、架设工艺;首次采用导管架辅助建立平台技术,解决深水(45米)裸岩区域施工平台的建造难题;首次在复杂海域系统性地全面开展风浪流监测、预报技术研究,全天候科学有效指导大桥施工。
不仅如此,建设过程中,大桥人始终践行绿色建造理念,建立绿色建造管理体系,采取“永临结合”设计,推广运用BIM技术,应用智能压浆、检测、养护、焊接设备,设置栈桥、围堰、海上钻孔平台等桥梁施工设施,进行整孔孔钢梁架设及大型构件的海上吊装,实现了海上建桥绿色、智能。
与风斗,与浪搏
“大桥精神”在磨砺中升华
平潭海峡大桥不仅是我国首座跨海峡公铁两用大桥,也是世界上最长的跨海峡公铁两用大桥,其中主跨532米的元洪航道桥为世界上跨度最大的跨海峡公铁两用斜拉桥。
除跨度大、个头大、功能全外,这座桥还有一个特征,即建桥所在海域风大、浪高、流急。全年6级以上大风天数超过300天,100年重现期浪高达9.69米,最大施工水深达45米,最大流速达每秒3.09米,最大潮差7.09米,一年有效作业时间不到120天。
这样的气象条件下,栈桥、钻孔桩平台、钢围堰、钻孔桩、承台及墩身等海上施工效率大幅降低,岛屿暗礁等海洋环境带来的问题也令项目团队头痛不已。大桥下方的海床几乎全是裸露的光板岩,实测强度达213兆帕,像铁一样硬。因为风大和岩石太硬,桩基施工时一天的进度只有20厘米。
由于项目线路长、工程量大、结构类型复杂,同时投入的人、物、机械等数量多,海上交通不便,材料运输困难,使得施工组织开展极为困难。
施工过程中,大风从海面上直扑而下,海浪借着风力狠狠地打在陡峭的崖壁上,又扑向施工现场,溅起的水珠像子弹一样向四周“射”开,爆发出巨大的“轰隆”声。对于每一个项目建设者来说,这些都是“家常便饭”。
困难面前,建设者们并没有退缩,经过一番摸索、实践和总结,大家把桩与桩连接起来,加大受力范围,最终顺利完成了主墩S03号墩钻孔平台的施工。
这只是漫长建设期中的一个缩影。像这样的施工经历,几乎每天都会发生。
七年建设期,体现着上下同欲、万众一心的组织动员力,步调一致、令行禁止的建设执行力,更彰显着大桥人跨越天堑、超越自我的大桥精神力。
从孤岛,到通岛