遥望珠江口,曾被伶仃洋隔断的两岸城市群,如今因一座崭新的超级工程而联系得更加紧密。它蜿蜒深蓝海面,时而腾空跃起,时而遁入海中,犹如一条穿云跨海的“游龙”。它就是历经7年建设,2024年6月30日建成通车的深中通道。

继港珠澳大桥后,这一集“隧、岛、桥、水下互通”于一体的超大型跨海通道再次刷新多项世界纪录。深中通道通车首周,车流如织,逾72万车次穿梭其间,构建起粤港澳大湾区的重要“交通脊梁”。

高塔屹立,两根悬索划出优美的弧线,在24公里的深中通道全线,深中大桥格外耀眼。它创下5项世界之最:世界最大跨径全离岸海中钢箱梁悬索桥——主跨1666米;世界最高通航净空高度——76.5米;世界最大海中锚碇——单个总重100万吨;世界桥梁最高颤振临界风速——83.7米/秒;世界最大体量钢桥面热拌环氧沥青铺装——37.88万平方米。

每项世界之最的取得,都凝聚着建设者们无尽的汗水与智慧。作为深中大桥参建方,中交二航局项目团队牢牢把握“建世界一流可持续跨海通道,创珠江口百年门户工程”的建设目标,坚持党建引领,守正创新,苦干实干,带动全员在这片浩瀚的海洋上,与全离岸施工、高空作业、高温台风等恶劣环境展开鏖战,打造出了属于中国的“超级桥梁”。

稳扎筑基铸造海中“压舱石”

在深中大桥东西两侧,有两块巨大的“秤砣”格外引人注意。这是大跨径悬索桥的重要受力结构——锚碇。

深中大桥两个锚碇各采用两个外径65米的“8”字形地连墙基础,单个锚碇总重量约100万吨。它们就像拔河比赛时队尾的那个人,要靠体重拽住大桥主缆,承受整个桥梁和车辆的重量,就像大桥的“压舱石”。

然而,锚碇的建设并非一帆风顺。面对海底深厚的流塑状淤泥,如何才能让锚碇基础稳扎海底?首先面临的是方案的选择问题。如果采取海中大开挖作业,势必对海洋生态造成不利影响;如果搭设钢平台施工作业,又会在数年的工期内遭遇涌浪冲击,锚碇施工的可靠性难以保障……经过反复计算论证,项目团队提出了以“围堰筑岛+地连墙”的方案,在海上通过施沉钢管桩形成围堰,然后在围堰内对深厚淤泥地质进行处理的方式,形成干施工环境。

形成围堰的难点就在于地质。在海床的淤泥上直接打桩就像在豆腐脑上插筷子,精度和稳定性难以控制。经过多次讨论,项目部决定先排出淤泥中的水,以固结淤泥层。项目团队在围堰中心点200米直径范围内对海床面2米深度的地层开挖清理,并抛填砂石垫层。紧接着,插板船连续半月在围堰内外插打6万个高达25米的塑料排水板。排水板深入到海底淤泥中,与砂石垫层共同形成完整的排水通道。在砂石垫层加载作用下,淤泥中的水受了挤压后通过排水板排到砂石垫层之上的海中。

这就像把豆腐脑变成豆腐干,钢管桩施沉就有了稳固的环境。2018年11月29日,随着最后一根锁扣钢管桩施打至设计标高,深中大桥东锚碇筑岛围堰顺利合龙。团队的构想最终付诸实践,后续海上很快形成一片陆地,锚碇施工如履平地,为后续地连墙成槽、填芯浇筑等奠定坚实基础。

2019年12月12日,东锚碇水下地连墙工程全部完工;2021年12月,东锚碇水上部分锚体主体结构完工,百万吨锚碇在伶仃洋上屹立。

空中“筑塔”迎战世界新高度

伶仃洋上,世界上最繁忙的港口之一——广州南沙港坐落于此。然而,在这片壮阔波澜之中,一项前所未有的挑战悄然降临:深中大桥建在主航道上,为不影响港口通航,就要让桥面足够高,进而需要更高的桥梁主塔。

深中大桥包含两座高270米的主塔,桥面距离海面91米,通航净空高度76.5米,主塔采用了传统的钢筋混凝土结构。建设270米超高主塔,在台风频发的复杂海洋环境下,传统设备施工效率及品质已难以达到要求,如何更加安全高效建设大桥主塔,这是建设团队面临的又一巨大挑战。

一次偶然的研讨中,项目团队从自动造楼机上找到灵感,结合之前的实地考察,最终提出使用“一体化智能筑塔机”的建设方案。

这就像将高空现场打造为“竖向移动工厂”,要研发一种集钢筋部品安装、混凝土布料、振捣、养护、智能监控等于一体的可移动设备。如何研发制造,面临着不小挑战。项目团队通宵达旦干了两个月,设计的初步方案图纸就有3000多页。随着对各项功能、部件优化调试,一体化智能筑塔机设计方案经历一次次大改。

通过大量调研后大家发现,建设这种超高主塔上下一次耗时久,很多技术员、工人为减少上下桥塔的次数,干脆就不喝水、不上厕所,休息时也是悬在高空中,很没有安全感。

然而筑塔机拥有较大的操作平台,平台上设备众多,增设新的功能区可谓“牵一发而动全身”。为了人性化考虑,项目团队认为能解决的问题就要尽量解决,紧接着在筑塔机上增设了卫生间、临时休息区和紧急逃生通道,并安装一个可伸缩平台,供工人遮风挡雨。

无数次推倒重来,数不清的研讨,图纸堆成小山……最终,历经一年零五个月,全国首台一体化智能筑塔机顺利落成投用。有了这项“神器”,深中大桥塔柱施工速度平均可达1.2米每天,减少高空操作人员近60%,其智能养护系统还能使混凝土达到工厂内标准化养护条件,且无收缩裂纹,外观质量好。此举,为海中桥梁超高索塔的建造带来革命性的转型升级。

“风中穿针”架起大桥生命线

站在岸边遥望,深中大桥的两根主缆从东锚碇抛出,跃过东主塔塔顶,跨过1666米宽阔水域和西主塔,最终与西锚碇连接,将大桥稳稳地固定在海面上。

主缆是悬索桥的主要受力构件,有着悬索桥“生命线”之称。深中大桥单根主缆重1.7万吨,直径约1米,由199根索股组成,每根索股又由127丝直径6毫米的镀锌铝钢丝组成,所有钢丝总长度之和能绕地球4圈,每根主缆缆力超10万吨。

然而,要将每根1.7万吨的主缆搬至270米高空并非易事。建设者们需要将主缆的每一根索股逐一牵引,通过无数次循环往复的架设才能完成这项任务。

2022年5月15日,深中大桥第一根主缆索股成功架设,大桥正式进入主缆架设阶段。当时架设主缆时,正值珠江汛期及台风多发频发期,施工面临极大挑战。海上的大风是影响主缆索股架设精度的主要障碍因素,项目团队通过“V”型保持器和自主研发的索股抑振装置降低了风的影响。第一根索股架设完成后,后续索股都要以它为基准牵引调位,海上大风让索股摇晃得无法精确测量,同时昼夜温差也给施工带来困扰。白天架完的索股,到了夜里因降温不均出现不同程度的变形,索股上下交错,影响效率和精度。

智能技术这时大显身手。项目部采用了超长索股无人跟随架设技术,对索股进行远程监控。针对架设后的测量问题,项目团队自主研发了机器视觉法测量索股位置的智能设备,对施工关键数据实时传输,显著提升大跨径悬索桥主缆架设自动化、信息化水平。

经过对每根钢丝的位置和气温反复测量,项目团队把握主缆钢丝变化规律,将架设精度控制在2毫米内。

2022年9月23日,深中大桥主缆全部架设完成,海上架起两道“生命线”,它们和东、西两个锚碇一起共同构成大桥的重要受力体系。

创新不止,砥砺前行。在深中大桥建设中,中交二航局团队积极推行工业化和智能化建造,相继在离岸海中超大跨径悬索桥建设关键技术、宽阔海域大型海中锚碇快速筑岛技术、混凝土桥塔钢筋部品及智能筑塔施工等领域取得重大突破,填补了行业空白,高品质、高精度、高工效推进了深中通道建设。(来源:中交二航局)

编辑:邓子依
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