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“世界第一橋”——杭州灣跨海大橋最新科技進展

      從飛機上鳥瞰,在錢江潮奇觀的杭州灣上,呈S型蜿蜒的“世界第一跨海大橋”似巨龍臥波。

  這座投資百億、連接寧波與上海的跨海大橋,至少有兩項紀(jì)錄值得載入世界橋梁建設(shè)史:全長36公里,是目前世界上最長的跨海大橋,也是世界上建造難度最大的跨海大橋之一。

  惟有掌握核心技術(shù),方能保持橋梁建設(shè)的國際競爭力

      在杭州灣架設(shè)大橋,曾被不少專家視作天方夜譚。甚至在大橋可行性報告咨詢會上,仍有專家直言:“我看要研究的不是可行性報告,而是不可行性報告。”

  這位專家的意見不無道理。當(dāng)時要建這樣的大橋,我國“無橋型方案、無造橋設(shè)備、無具備經(jīng)驗的施工隊伍和無技術(shù)規(guī)范”。

  杭州灣是世界三大強潮海灣之一,風(fēng)大浪急,流向多變,施工船只難以停穩(wěn),海上可作業(yè)時間全年不超過180天;強潮和海水對鋼結(jié)構(gòu)具有較強的腐蝕性;10公里寬的灘涂下面,埋藏著一窩窩的淺層天然氣,施工極其危險。

  聽說中國要建杭州灣跨海大橋,許多外國公司都想分一杯“羹”,其中包括美國3家橋梁建設(shè)領(lǐng)域的“百年老店”。2002年在美國曼哈頓舉行的咨詢會上,這3家“老字號”的頂尖人物齊聚一堂,志在必得??墒牵?dāng)中方把建橋遇到的淺層天然氣等幾個難題擺上桌面時,這些美國專家皺起了眉頭。

  “很抱歉,我們從沒遇到過這樣的難題。不過,如果杭州灣大橋交給我們做,相信會有解決的辦法?!币魂嚦聊?,美國人丟下這樣一句話。

  完全依賴外國人,由他們負(fù)責(zé)設(shè)計、施工和管理,或許是條捷徑。但寧波市的決策者經(jīng)過慎重考慮,決定自己干。“我們要借這個項目為中國的大型跨海橋梁建設(shè)闖出一條新路?!贝髽蛑笓]部總指揮王勇告訴記者,只有自己建設(shè)特大型跨海大橋,才能擁有自己的核心技術(shù)和自主知識產(chǎn)權(quán),才能使我國的橋梁建設(shè)事業(yè)保持旺盛的生命力和國際競爭力。

  科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新精神鑄就國際金牌

  建設(shè)世界第一橋,僅靠志氣是不夠的,更要有科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新精神。長達10年鍥而不舍的前期勘探、140個專題的科學(xué)論證,讓指揮部徹底摸清了杭州灣的“脾氣”和“性格”。

  指揮部面向全國征集杭州灣大橋施工組織和橋型方案時,在國內(nèi)首次采用了以施工單位為主,由他們邀請設(shè)計單位組成聯(lián)合體投標(biāo)的模式。

  既然海上難以施工,就盡量減少海上作業(yè)時間,變海上施工為陸上施工。形象地說,就是把組成一座橋梁的樁基、橋墩和箱梁等看成一塊塊積木,這些積木先在陸地上的工廠做好,再用大型機械設(shè)備運到海上搭。

  既然腐蝕性大,就在一般混凝土材料中,摻入大量的粉煤灰和磨細(xì)礦渣粉,制成具有高密實性的特種混凝土,不但可煉就大橋100年設(shè)計要求的“金剛不壞身”,而且為國際海洋環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)耐腐蝕研究提供了范本。

  大橋選用的鋼管樁,樁徑1.5米到1.6米,樁長71米到88米。此前國內(nèi)工程應(yīng)用最大長度不超過80米,并且都是先制成一段一段,再到海上現(xiàn)場接樁。但是,根據(jù)杭州灣海域特定的作業(yè)環(huán)境,不可能在海上現(xiàn)場接樁,必須在陸上一次成型完成整體加工。

  1.6米的直徑,比吃飯的大餐桌還大;88米的長度,豎起來幾乎有30層樓高。要制作這么一個龐然大物,科技人員無數(shù)次研究、試驗后,采用整樁螺旋焊卷制作技術(shù),解決了這一難題。這種螺旋焊卷工藝,就像軍人打裹腿一樣,一圈一圈往上卷。

  他們攻克的第一項關(guān)鍵技術(shù),是將水泥箱梁的“抓舉”紀(jì)錄從900噸提高到1430噸。箱梁是一種橋面板,每片50米長,1430噸重。灘涂區(qū)吊車和吊船都沒法用,現(xiàn)澆施工也行不通,惟有梁上架梁,即利用架梁機沿著已有橋面往前架設(shè)新的箱梁,使大橋橋面由陸地向無法吊裝施工的灘涂延伸。

  此前,世界上采用這種方式架梁的最大重量是900噸,現(xiàn)在一下子要提高到1430噸。浙江大學(xué)、同濟大學(xué)、西南交大的數(shù)十位專家開展了15個課題的技術(shù)攻關(guān),意大利DEAL公司和德國索埃樂公司提供了技術(shù)支持,中國陜西建設(shè)機械公司、貴州輪胎廠等也加入了“會戰(zhàn)”行列。去年7月28日,在有640只輪胎、被稱為“千腳蜈蚣”的運梁車和毛蟲般爬行的架梁機等五大設(shè)備的配合下,箱梁穩(wěn)穩(wěn)地安放在兩個橋墩上,意大利專家稱贊“杭州灣創(chuàng)造了世界速度的奇跡!”

  “洋專家”聯(lián)袂“土專家”,人人都是自主創(chuàng)新者

  在整個杭州灣大橋工地,群眾性的技術(shù)創(chuàng)新蔚然成風(fēng)。

  中鐵四局在混凝土預(yù)制過程中,發(fā)現(xiàn)表面難免會出現(xiàn)砂眼和裂紋,既影響外觀,又降低了抗海水侵蝕能力。經(jīng)過反復(fù)實踐,采用透水模板布覆蓋的辦法。使用后證明,用了這種工藝的澆注件,色澤更加均勻,表面更加致密,無砂眼、氣泡、水線等瑕疵。

  大型混凝土預(yù)制件早期收縮裂縫,一直是橋梁界的世界性難題。中鐵大橋局在70米箱梁生產(chǎn)過程中,提出低強早期張拉工藝,在預(yù)制件澆注兩三天后,趁尚未達到最大強度時,通過張拉產(chǎn)生反作用力,擠壓預(yù)制件,從而達到防止裂縫的效果。

  800噸箱梁搬運機,輪胎直徑1.6米,可抵人高,其無內(nèi)胎,使用時加氣加水。意大利公司的技術(shù)人員操作,裝好全部輪胎需15天?!耙粋€輪胎要這么久?”中鐵的工人對“洋技術(shù)”起了疑問。眾人開動腦筋,改造“洋技術(shù)”,原定15天的工作量,4天便從容完成。洋專家豎指稱贊:“了不起!”

  “全年競賽第一名者獎50萬元,季度第一名獎10萬元?!贝髽蛑笓]部成立立功競賽組委會,重獎功臣。杭州灣大橋是全國總工會繼三峽工程、青藏鐵路工程之后,第三個展開立功競賽活動的重點工程。“小發(fā)明小創(chuàng)造也有獎。”24個參建單位6000多名建設(shè)者暗自比武,兩年來創(chuàng)新250多項科技成果,累計節(jié)約施工成本近1億元。

  大橋開工3年來,先后經(jīng)受了“海棠”、“麥莎”、“泰利”、“彩蝶”、“卡努”等10多次臺風(fēng)和天文大潮的考驗。大橋指揮部副總指揮金建明告訴記者,到目前為止,大橋已累計完成總投資的55%,沒出過一起安全事故和人員重傷死亡。

  大橋有望在2008年提前竣工。

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