央視網(wǎng)消息(焦點(diǎn)訪(fǎng)談):近些年來(lái),中國(guó)在多個(gè)領(lǐng)域創(chuàng)造了大量的世界之最。這一個(gè)個(gè)的 “世界首次”“世界第一”深刻地改變了中國(guó),也令世界驚嘆。從今天起《焦點(diǎn)訪(fǎng)談》欄目推出“登攀”系列節(jié)目,我們來(lái)看一看中國(guó)奇跡誕生背后的故事?!胺晟介_(kāi)路、遇水架橋”,這是中國(guó)基建人的日常,他們不斷突破,創(chuàng)造了一個(gè)個(gè)登頂世界之最的基建名場(chǎng)面。今天我們要講的是一座修建當(dāng)中的長(zhǎng)江大橋——位于江蘇常州和泰州之間的常泰長(zhǎng)江大橋,作為世界上在建的最大跨度的公鐵兩用斜拉橋,這座大橋在建設(shè)的過(guò)程當(dāng)中遇到了很多困難,也頻頻上演著突破和創(chuàng)新。
湯忠國(guó),人送外號(hào)“大橋哥”,在他的社交媒體上有幾百個(gè)視頻,這些視頻幾乎都圍繞著一個(gè)主題——常泰長(zhǎng)江大橋。
“大橋哥”湯忠國(guó)并不是普通的攝影愛(ài)好者,而是常泰長(zhǎng)江大橋的一名建設(shè)者。他如此為之自豪的這座大橋究竟是一座什么樣的橋呢?
江蘇泰興七圩渡口,很多車(chē)輛排隊(duì)等待著乘坐輪渡前往江對(duì)岸的常州。常州和泰興隔江相望,平均距離僅約3公里,但如果不乘坐輪渡,便只能繞行泰州大橋或者江陰大橋。建橋是老百姓的真切期盼,也是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的迫切需求。
隨著國(guó)家大力推行長(zhǎng)三角一體化發(fā)展戰(zhàn)略,一個(gè)跨越長(zhǎng)江的超級(jí)工程開(kāi)始規(guī)劃興建。
常泰長(zhǎng)江大橋的這片水域航運(yùn)尤其繁忙。在這個(gè)位置建橋,首先要考慮的就是保障航道的通暢。
中鐵大橋勘測(cè)設(shè)計(jì)院副總工程師鄭清剛:“長(zhǎng)江下游是最繁忙的航道,深水航道寬度有900米,為了保障通航安全,要求主跨要一跨跨過(guò)通航水域才能滿(mǎn)足這個(gè)要求?!?/p>
繁忙的航道猶如一條車(chē)輛川流不息的高速路,路面上的任何一個(gè)障礙物都會(huì)影響車(chē)輛的通行安全。同樣,為了減少對(duì)航道通航的影響,就要盡可能減少水中橋墩,把斜拉橋的跨度做到極大。主跨1208米的常泰長(zhǎng)江大橋也成為了世界跨度最大斜拉橋。
而說(shuō)常泰長(zhǎng)江大橋是個(gè)超級(jí)工程,不僅因?yàn)樗小翱缍茸畲蟆钡倪@個(gè)頭銜,更因?yàn)樗鼡碛卸喾N功能,在這座上下兩層的橋上,上層為六車(chē)道高速公路,下層為兩線(xiàn)鐵路和四車(chē)道普通公路,這也是長(zhǎng)江上首座“三位一體”的跨江大橋。那么,多種功能的設(shè)計(jì)又是出于什么樣的考慮呢?
鄭清剛:“我們做一座橋就要在岸線(xiàn)這部分預(yù)留橋梁通過(guò)的通道,如果做多個(gè)橋梁就需要更多的岸線(xiàn)資源,對(duì)長(zhǎng)江兩岸的開(kāi)發(fā)影響是比較大的,從國(guó)家層面來(lái)講提倡保護(hù)長(zhǎng)江,通過(guò)公鐵合建,一個(gè)是滿(mǎn)足環(huán)保的要求,同時(shí)也滿(mǎn)足中央提倡的多通道多功能合建?!?
為了節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境,把多種交通方式集中在一座橋上,這并不難理解。而對(duì)于這座世界在建最大跨度公鐵兩用斜拉橋來(lái)說(shuō),特殊就特殊在它的“非對(duì)稱(chēng)”上:與常規(guī)橋梁設(shè)計(jì)不同的是,在常泰長(zhǎng)江大橋的下層,公路和鐵路并不是按照運(yùn)行方向?qū)ΨQ(chēng)分布,而是分別分布在橋梁的左右兩側(cè),這樣的獨(dú)特設(shè)計(jì)目的何在呢?
鄭清剛:“如果按照最傳統(tǒng)的做法肯定是把兩線(xiàn)鐵路放在中間,兩邊各布置兩個(gè)公路的車(chē)道,這樣從結(jié)構(gòu)上面是對(duì)稱(chēng)的。最終汽車(chē)四個(gè)車(chē)道要接到地方道路去,必須要繞出去以后降低高度,跟鐵路有高差,從鐵路引橋下面穿過(guò)去才能跟下游兩個(gè)車(chē)道合并到一起,所以必須兜一個(gè)圈圈,這樣就形成夾心地。而且繞了以后工程規(guī)模增加了,工程投資要增加3.3個(gè)億。為了節(jié)省投資,節(jié)省土地的占用,同時(shí)讓接線(xiàn)方案更順暢,所以采用鐵路在上游側(cè),公路在下游側(cè),分側(cè)布置的方案。”
與對(duì)稱(chēng)布置方案相比,下層橋面鐵路和公路分上、下游獨(dú)立布置的方案減少了接線(xiàn)橋?qū)τ趦砂锻恋卣加?,這無(wú)疑是契合了節(jié)約資源、保護(hù)生態(tài)的高質(zhì)量發(fā)展理念。然而,一側(cè)是公路、一側(cè)是鐵路,兩邊荷載差異非常大,怎樣保持對(duì)稱(chēng)與平衡、確保橋梁穩(wěn)固安全呢?
鄭清剛:“鐵路一側(cè)的荷載比公路一側(cè)要重8.6噸,就是每延米有8.6噸,就像兩個(gè)人抬東西,比如一頭重量大了的話(huà),就會(huì)發(fā)生一頭高一頭低的情況。我們是通過(guò)一些結(jié)構(gòu)上的辦法,采用不同強(qiáng)度的斜拉索來(lái)匹配這個(gè)受力。”
方案最終確定,2019年,常泰長(zhǎng)江大橋開(kāi)工建設(shè)。這個(gè)“世界之最”第一要保證的就是基礎(chǔ)穩(wěn)固。
常泰長(zhǎng)江大橋的主航道橋由兩座主塔支撐,如果把大橋比作人的身體,那么,這兩座主塔便是人的兩條腿,而主塔下面、在水里的沉井,就是兩條腿能否有力的關(guān)鍵。
常泰長(zhǎng)江大橋主航道橋的沉井面積相當(dāng)于13個(gè)籃球場(chǎng),總高72米,有24層樓高。要將這個(gè)龐然大物精準(zhǔn)鑲嵌進(jìn)河床以下幾十米的位置,就需要向下不斷取土??墒?,復(fù)雜的地質(zhì)情況給建設(shè)團(tuán)隊(duì)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。
中鐵大橋局常泰長(zhǎng)江大橋項(xiàng)目經(jīng)理湯忠國(guó):“整個(gè)沉井下沉過(guò)程中有50%的地層都屬于黏土層,沉井下沉最重要的要求是得把土取出來(lái),這種硬塑黏土黏度很高,像橡皮泥一樣把鉆頭給糊住了,攪很難,吸也很難,吸不出來(lái)。”
特殊的地質(zhì)情況導(dǎo)致施工難度非常大,用傳統(tǒng)裝備難以應(yīng)對(duì),建設(shè)者們通過(guò)科技攻關(guān),研發(fā)出了多種新裝備。
這是6號(hào)墩鋼沉井,這個(gè)龐然大物在制造完成后,由拖船拖入長(zhǎng)江航道、到達(dá)預(yù)定位置。
現(xiàn)在最關(guān)鍵的時(shí)刻到了。用新研發(fā)的一系列裝備能否讓沉井順利下沉至預(yù)定深度呢?
由于黏土強(qiáng)度非常大,晝夜不停地工作了一個(gè)星期,沉井依然紋絲不動(dòng),直到第八天,才下降了2毫米。
建設(shè)團(tuán)隊(duì)又開(kāi)始了新一輪的分析研究,不斷調(diào)整取土方式,改進(jìn)裝備性能,提高作業(yè)效率。
經(jīng)過(guò)了377天的不懈努力,沉井終于順利被安放在了預(yù)定位置。
而沉井每天25厘米的平均下沉速率,也創(chuàng)造了粉質(zhì)黏土層水上大型沉井下沉的最快紀(jì)錄。
常泰長(zhǎng)江大橋主塔采用了不同以往的橋塔,首創(chuàng)采用空間鉆石型設(shè)計(jì),高度達(dá)到了350米,是目前跨江大橋中最高的橋塔。
為了保證大橋的安全,對(duì)主塔的建造精度有著極為嚴(yán)格的要求,其中對(duì)于垂直度偏差的限定就更為苛刻。
挑戰(zhàn)面前,依舊是依靠科技的力量。建設(shè)團(tuán)隊(duì)改變了以往主要在塔上靠人工綁扎鋼筋的做法,利用現(xiàn)代化、智能化裝備,先在工廠(chǎng)加工制作,來(lái)嚴(yán)格把控精度。
中交二航局常泰長(zhǎng)江大橋項(xiàng)目部常務(wù)副經(jīng)理王輝:“傳統(tǒng)的橋塔鋼筋怎么做呢?通過(guò)吊機(jī)把鋼筋吊到塔上,作業(yè)工人一根根把鋼筋綁起來(lái),個(gè)人能力有差別,質(zhì)量和精度,鋼筋間距也很難控制,現(xiàn)在我們采用什么理念呢?就是部品的理念,把塔的鋼筋在下面做成一塊一塊的,就像搭積木一樣,大型吊機(jī)把它吊上去,然后一節(jié)節(jié)堆起來(lái)?!?/p>
在鋼筋部品智能工廠(chǎng),每組鋼筋都有自己詳細(xì)的身份資料,它的“前世今生”都被清晰掌握。
王輝:“通過(guò)手機(jī)掃描能夠數(shù)字化顯示鋼筋所有的生產(chǎn)信息,鋼筋智能生產(chǎn)的設(shè)備把原材料鋼筋做成單元件,通過(guò)這個(gè)設(shè)備的組裝形成了鋼筋片體。像這樣的片體5號(hào)塔要用3萬(wàn)個(gè),大概分成了3200組,每一組鋼筋用的部位都不一樣,為了精準(zhǔn)識(shí)別它用在哪里,每一組要給它一個(gè)識(shí)別信息,做一個(gè)二維碼,通過(guò)手機(jī)掃描就可以知道它要用在哪個(gè)地方。”
現(xiàn)代化、智能化的施工理念體現(xiàn)在每個(gè)細(xì)節(jié)。為了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)主塔施工情況,對(duì)工程質(zhì)量更精細(xì)化地管控,建設(shè)團(tuán)隊(duì)還給5號(hào)墩主塔配上了一位“孿生兄弟”。
中交二航局常泰長(zhǎng)江大橋項(xiàng)目部副總工程師袁燦:“通過(guò)數(shù)字孿生平臺(tái)可以看到目前的施工進(jìn)展,還可以了解到溫度、風(fēng)速、現(xiàn)場(chǎng)人員、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行情況,因?yàn)樗鼡碛幸粋€(gè)‘最強(qiáng)大腦’,知道我們目前要做什么,下一步要怎么做。并且它根據(jù)算法可以提供下一步最優(yōu)的解決方案,來(lái)控制現(xiàn)場(chǎng)的精度,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)的使用可以看到目前這個(gè)索塔的精度控制都是在毫米級(jí)。”
目前,常泰長(zhǎng)江大橋還在緊張施工當(dāng)中,預(yù)計(jì)2025年上半年具備通車(chē)條件。
我國(guó)科技的飛速發(fā)展、新裝備新技術(shù)的應(yīng)用,讓橋梁建設(shè)從中國(guó)制造邁向中國(guó)創(chuàng)造。
常泰長(zhǎng)江大橋是長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶綜合立體交通走廊的重要項(xiàng)目,這個(gè)在建的超級(jí)工程背后,是建設(shè)者們攻堅(jiān)克難的信心、啃“硬骨頭”的決心,是令人驕傲的中國(guó)技術(shù)、中國(guó)智慧,更是讓世界驚嘆的中國(guó)速度、中國(guó)力量。每一項(xiàng) “世界之最”都經(jīng)歷過(guò)坎坷歷程,都凸顯著我國(guó)的綜合國(guó)力、自主創(chuàng)新能力,也展現(xiàn)著我們勇創(chuàng)世界一流的民族志氣和奮斗精神。
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